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    2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修一专题:牛顿运动定律综合应用:整体法和隔离法 连接体问题同步练习

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    这是一份物理必修 第一册全册综合优秀学案设计,共8页。

    牛顿运动定律综合应用同步练习

    连接体问题(一)同步练习

    (答题时间:30分钟)

     

    1. 如图所示,有AB两物体,mA2mB,用细绳连接后放在光滑的斜面上,在它们下滑的过程中  

    A. 它们的加速度agsinθ

    B. 它们的加速度agsinθ

    C. 细绳的张力FT≠0

    D. 细绳的张力FTmBgsinθ

    2. 如图所示,轻杆AB可绕固定轴O转动,A端用弹簧连在小车底板上,B端用细绳拴一小球,车静止时,AB杆保持水平,当小车向左运动时,小球偏离竖直方向且保持偏角不变,则  

    A. 小车做匀减速直线运动

    B. AB杆将会倾斜

    C. 绳的张力减小

    D. 弹簧的弹力不变

    3. 如图所示,物体ABC放在光滑水平面上用细线ab连接,力F作用在A上,使三物体在水平面上运动,若在B上放一小物体DDB一起运动,且原来的拉力F保持不变,那么加上物体D后两绳中拉力的变化是  

    A. FTa增大

    B. FTb增大

    C. FTa变小

    D. FTb变小

    4. 如图所示,倾角为θ的斜面放在粗糙的水平地面上,现有一带固定支架的滑块m正沿斜面加速下滑支架上用细线悬挂的小球达到稳定与滑块相对静止后,悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ,斜面体始终保持静止,则下列说法正确的是  

    A. 斜面光滑

    B. 斜面粗糙

    C. 达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向左

    D. 达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向右

    5. 如图所示,物体AB用不可伸长的轻绳连接,在竖直向上的恒力F作用下一起向上做匀加速运动,已知mA10 kgmB20 kgF600 N,求此时轻绳对物体B的拉力大小g10 m/s2


    连接体问题(一)同步练习参考答案

     

    1.【答案】A

    【解析】对AB整体受力分析可知,整体受重力、弹力;将重力沿斜面和垂直于斜面进行分解,则支持力与重力垂直于斜面的分力相平衡;沿斜面方向的合外力Fgsinθ

    由牛顿第二定律可知:

    gsinθa

    解得:agsinθ,故A正确,B错误;

    B分析,可知B受到的合力Fagsinθ

    FFTgsinθ

    故说明细绳的张力为零,故CD错误

    2.【答案】D

    【解析】因为小球和小车保持相对静止,故小球与小车具有相同的加速度,设小球的质量为m,加速度为a,对小球进行受力分析有:

    由图可知小球所受合力沿水平方向向左,加速度方向水平向左,又因小车向左运动,故小车向左做匀加速直线运动,故A错误;小球在竖直方向平衡,故绳中拉力FT,同一根绳B点受到绳的拉力大小亦为FT,此力在竖直方向的分力大小与mg相等,故AB杆仍保持水平,对弹簧而言,由于形变没有发生变化,故弹簧的弹力不变,故B错误,D正确;小球静止时,绳的张力大小和小球的重力相等,匀加速后绳的张力变为FTmg,故C错误

    3.【答案】AD

    【解析】在放置D之前,设整体的加速度为a1,则

    以整体为研究对象有Fa1,以C为研究对象有FTb1a1故有FTb1

    BC作为研究对象有

    FTa1a1

    在放置D之后,设整体的加速度为a2,则

    以整体为研究对象有Fa2

    a2

    C为研究对象有FTb2a2

    BCD作为研究对象有FTa2a2

    显然FTa2FTa1FTb2FTb1.AD正确

    4. 【答案】AC

    【解析】隔离小球,可知小球的加速度方向为沿斜面向下,大小为gsinθ,对支架系统进行分析,只有斜面光滑,支架系统的加速度才是gsinθ,所以A正确,B错误将支架系统和斜面看成一个整体,因为支架系统具有沿斜面向下的加速度,故地面对斜面体的摩擦力水平向左,C正确,D错误

    5. 【答案】400 N

    【解析】AB整体受力分析和单独对B受力分析,分别如图甲、乙所示:

    AB整体,根据牛顿第二定律有:

    Fga

    物体B受轻绳的拉力和重力,根据牛顿第二定律,有:

    FTga

    联立解得:FT400 N


    连接体问题(二)同步练习

    (答题时间:30分钟)

     

    1. 如图所示,AB两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力FA,使AB一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧的长度为L1;若将AB置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力FA,使AB一起做匀加速直线运动,此时弹簧的长度为L2.AB与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是  

    A. L2<L1

    B. L2>L1

    C. L2L1

    D. 由于AB的质量关系未知,故无法确定L1L2的大小关系

    2. 如图所示,两个质量分别为m13kgm22kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接两个大小分别为F130NF220N的水平拉力分别作用在m1m2上,则  

    A. 弹簧秤的示数是50 N

    B. 弹簧秤的示数是24 N

    C. 在突然撤去F2的瞬间,m1的加速度大小为2 m/s2

    D. 在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度大小为12 m/s2

    3. 如图所示,水平地面上有两块完全相同的木块AB,水平推力F作用在A上,用FAB代表AB间的相互作用力,下列说法可能正确的是  

    A. 若地面是完全光滑的,则FABF

    B. 若地面是完全光滑的,则FAB

    C. 若地面是有摩擦的,且AB未被推动,可能FAB

    D. 若地面是有摩擦的,且AB被推动,则FAB

    4. 如图所示,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动小车质量是M,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ.则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是  

    A. μmg

    B.

    C. μMmg

    D. ma

    5. 如图所示,质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上,质量为m的人在木板上跑,假如脚与板接触处不打滑。

    1)要保持木板相对斜面静止,人应以多大的加速度朝什么方向跑动?

    2)要保持人相对于斜面的位置不变,人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动?

    6. 如图ABC三个物体放在水平地面上,ABBC之间用弹簧测力计相连,用一个水平推力作用在A上,ABC三者质量分别为3 kg5 kg2 kg,推力F40 N,若水平地面与物体间的动摩擦因数均为0.2,试求:

    1ABC三个物体共同加速度;

    2BC间弹簧测力计的示数;

    3AB间弹簧测力计的示数

     


    连接体问题(二)同步练习参考答案

     

    1.【答案】C

    【解析】AB在粗糙水平面上运动时,对AB整体,根据牛顿第二定律有:aμg;对物体B,根据牛顿第二定律得:kxμga,解得:x,即弹簧的伸长量与动摩擦因数无关,所以L2L1,即选项C正确

    2.【答案】BCD

    【解析】在两水平拉力作用下,整体向右做匀加速运动先选整体为研究对象,进行受力分析,由牛顿第二定律得:F1F2m1m2a,得:am/s22m/s2

    m2受力分析:向左的F2和向右的弹簧弹力F,由牛顿第二定律得:FF2m2a,解得:FF2m2a202×2N24N,故A错误,B正确;在突然撤去F2的瞬间,因为弹簧的弹力不能发生突变,所以m1的受力没有发生变化,故加速度大小仍为2m/s2m2的受力仅剩弹簧的弹力,对m2由牛顿第二定律得:Fm2a,解得:am/s212m/s2,故CD正确

    3.【答案】BCD

    【解析】若地面是完全光滑的,AB将以共同的加速度运动,因木块AB完全相同,设质量为m、加速度为a 根据牛顿第二定律

    AB整体:F2ma,得a

    BFABmaA错误,B正确;若地面是有摩擦的,且AB被推动,AB也将以共同的加速度运动

    根据牛顿第二定律,对AB整体:Fμmmg2ma

    解得:agμg

    BFABμmgma 解得:FABmaμmgmaμgD正确;若AB未被推动,则可能是F小于A所受的摩擦力,此时AB之间无作用力FAB0,也可能是F大于A所受的摩擦力,但小于AB所受的摩擦力之和,此时AB之间有作用力FAB大于零,但要小于,即FAB可以等于0之间的任意值C正确

    4.【答案】BD

    【解析】以小车和木块组成的整体为研究对象,根据牛顿第二定律知,a以木块为研究对象,摩擦力Ffma

    5.【答案】1;(2

    【解析】1)设此时人与木板间的摩擦力为f,人沿斜面向下运动的加速度为a,现在对人和木板分别应用平衡条件和牛顿第二定律可得:

    对木板:    对人:

    两式可解得:

    2)设此时人与木板间的摩擦力为,木板沿斜面下滑的加速度为a,现对人和木板分别应用平衡条件和牛顿第二定律,则:

    对人:      对木板:

    两式可解得:

    6.【答案】12m/s2 28N 328 N

    【解析】1ABC整体受力分析,受重力、支持力、推力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有:

    Fμga

    解得:aμg2 m/s2

    2对物体C受力分析,受重力、支持力、弹力和摩擦力,设弹力大小为F1,根据牛顿第二定律,有:

    F1μga

    解得:F1μga0.2×2×102×2N8N

    3对物体BC整体受力分析,受重力、支持力、弹力和摩擦力,设弹力大小为F2根据牛顿第二定律,有:

    F2μga

    解得:F2)(μga52×0.2×102N28 N

     

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