高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律课后作业题
展开A. 无论粘在哪个木块上面,系统加速度都将减小
B. 若粘在A木块上面,绳的拉力减小,A、B间摩擦力不变
C. 若粘在B木块上面,绳的拉力增大,A、B间摩擦力增大
D. 若粘在C木块上面,绳的拉力和A、B间摩擦力都减小
2.乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行),则( )
A. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上
B. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下
C. 小物块受到的静摩擦力为mg+ma
D. 小物块受到的静摩擦力为ma
3.如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点.如果物体受到的摩擦力恒定,则( )
A. 物体从A到O先加速后减速
B. 物体从A到O加速,从O到B减速
C. 物体在A、O间某点时所受合力为零
D. 物体运动到O点时所受合力为零
4.如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的光滑斜面上,用始终平行于斜面向上的恒力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,为了增加轻线上的张力,可行的办法是( )
A. 增大A物块的质量 B. 增大B物块的质量
C. 增大倾角θ D. 增大拉力F
5.在汽车中悬线上挂一小球.实验表明,当小球做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度.如图所示,若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M,则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况正确的是( )
A.汽车一定向右做加速运动
B.汽车一定向左做加速运动
C.M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用
D.M除受到重力、底板的支持力作用外,还可能受到向左的摩擦力作用
6.在静止的小车内,用细绳a和b系住一个小球,绳a处于斜向上的方向,拉力为Fa,绳b处于水平方向,拉力为Fb,如图所示.现让小车从静止开始向右做匀加速运动,此时小球相对于车厢的位置仍保持不变,则两根细绳的拉力变化情况是( )
A. Fa变大,Fb不变
B. Fa变大,Fb变小
C. Fa变大,Fb变大
D. Fa不变,Fb变小
7.如图所示,质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬吊一质量为m的小球,M>m,用一力F水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a向右运动时,细线与竖直方向成α角,细线的拉力为FT.若用一力F′水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a′向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力为,则它们的大小关系是( )
A. a′=a, =FT B. a′>a, =FT
C. a′<a, >FT D. a′<a, <FT
8.如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定,则( )
A. 物体从A到O一直做加速运动
B. 物体运动到O点时,所受合力为零
C. 物体从A到O先加速后减速,从O到B做减速运动
D. 物体从A到O的过程中,加速度逐渐减小
9.“蹦极”是一项勇敢者的运动.如图所示,O为弹性橡皮绳自然伸长时下端所在的位置,某人用该弹性橡皮绳拴住身体自高空P处自由下落,Q为下落的最低点.从O到Q的过程中,此人的加速度( )
A. 逐渐减小 B. 保持不变
C. 先增大后反向减小 D. 先减小后反向增大
10.有三个光滑斜轨道1、2、3。它们的倾角依次是60°、45°、30°,这些轨道交于点O。现有位于同一竖直线上的三个物体甲、乙、丙分别沿这三个轨道同时从静止自由下滑,如图所示,物体滑到O点的先后顺序是( )
A. 甲最先,乙稍后,丙最后
B. 乙最先,然后甲和丙同时到达
C. 甲、乙、丙同时到达
D. 乙最先、甲稍后,丙最后
11.在商场中,为了节约能源,无人时,自动扶梯以较小的速度运行,当有顾客站到扶梯上时,扶梯先加速,后匀速将顾客从一楼运送到二楼,速度方向如图所示.若顾客与扶梯保持相对静止,下列说法正确的是( )
A.在加速阶段,顾客所受支持力大于顾客的重力
B.在匀速阶段,顾客所受支持力大于顾客的重力
C.在加速阶段,顾客所受摩擦力与速度方向相同
D.在匀速阶段,顾客所受摩擦力与速度方向相同
12.如图所示,ab、cd是竖直平面内两根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,b点为圆周的最低点,c点为圆周的最高点,若每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),将两滑环同时从a、c处由静止释放,用t1、t2分别表示滑环从a到b、c到d所用的时间,则
A. t1
C. t1=t2 D. 无法确定
13.如图,在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为( )
A. B. C. D.
14.如图所示,有材料相同质量分别为的P、Q两物块通过轻绳相连,放在倾角为的粗糙斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数为μ。物块在恒定拉力F作用下沿斜面向上运动,轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。则Q受到绳的拉力FT大小( )
A. B.
C. D.
15.物块A、B放在光滑的水平地面上,其质量之比mA=4mB。现用水平10 N的拉力作用在物体A上,如图所示,则A对B的拉力等于( )
A. 1 N B. 1.5 N C. 2 N D. 3 N
16.如图,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数m=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角q=53°的拉力F,使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆向右加速运动,则F的大小可能为(取sin53°=0.8,cs53°=0.6,g=10m/s2)
A. 1N B. 3 N
C. 7N D. 9N
17.如图,两个质量分别为m1=3kg,m2=2kg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F1=30N,F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( )
A. 弹簧秤的示数是50N
B. 弹簧秤的示数是24N
C. 在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度大小为2m/s2
D. 在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度大小为12m/s2
18.如图所示,斜劈形物体的质量为M,放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速沿斜劈的斜面向上滑,至速度为零后又加速返回,而斜劈始终保持静止,物块m上、下滑动的整个过程中( )
A. 地面对斜劈M的摩擦力方向没有改变
B. 地面对斜劈M的摩擦力方向先向左后向右
C. 地面对斜劈M的支持力始终小于(M+m)g
D. 物块m向上和向下滑动因摩擦产生的热量相同
参考答案
1.AD
【解析】A、因无相对滑动,所以,无论橡皮泥粘到哪块上,根据牛顿第二定律都有:,a都将减小.A正确;
B、若粘在A木块上面,以C为研究对象,受F、摩擦力μmg、绳子拉力T, ,则得: ,a减小,F、μmg不变,所以,T增大,对A:,a减小,即减小,B错误;
C、若粘在B木块上面,a减小,以A为研究对象,m不变,由知,A所受摩擦力减小,以C为研究对象,,T增大,故C错误;
D、若粘在C木块上面,a减小,对A有:,可知A的摩擦力减小,以AB为整体,有,得:,则T减小, D正确;
故选AD。
2.AC
【解析】AB、以物块为研究对象,分析受力情况:重力mg、斜面的支持力N和摩擦力,摩擦力为静摩擦力f,沿斜面向上,A正确、B错误;
CD、根据牛顿第二定律得:f−mgsin30°=ma,解得f=mg/2+ma,故C正确、D错误。
故选:AC。
【点睛】
由题知:木块的加速度大小为a,方向沿斜面向上。分析木块受力情况,根据牛顿第二定律求解木块所受的摩擦力大小和方向。
3.AC
【解析】A、物体从A到O的过程中,开始弹力大于摩擦力,加速度方向向右,向右做加速运动,然后弹力小于摩擦力,加速度方向向左,做减速运动,所以A到O的过程先加速后减速.故A正确.B、物体从A到O先加速后减速,从O到B的过程中,弹簧后摩擦力均向左,做减速运动.故B错误.C、在AO间,当弹力与摩擦力相等时,合力为零.故C正确,D错误.故选AC.
【点睛】本题关键分阶段结合运动情况对物体受力分析,求出合力后确定加速度的变化情况,从而最终确定物体的运动情况.
4.BD
【解析】对于A、B整体由牛顿第二定律得F-(mA+mB)gsinθ=(mA+mB)a,对于B由牛顿第二定律得FT-mBgsinθ=mBa,解以上两式得FT=F,选项AC错误,BD正确.
故选:BD。
点睛:当用斜面向上的拉力F拉A,两物体沿斜面匀加速上升时,对整体运用牛顿第二定律求出加速度,再对B研究,根据牛顿第二定律求出轻线上的张力,即可分析增加轻线上的张力的办法。
5.C
【解析】
试题分析:以小球为研究对象,受力分析:受重力mg和细线的拉力F,由于小球的加速度水平向右,根据牛顿第二定律得知,则有Fsinθ=ma , mg=Fcsθ,解得a=gtanθ,当θ一定,则加速度a一定,汽车的加速度也一定,则汽车可能向右做匀加速运动,也可能向左做匀减速运动.故A错误,B错误.在以物体M为研究对象:受到重力、底板的支持力和摩擦力.M相对于汽车静止,加速度必定水平向右,根据牛顿第二定律得知,一定受到水平向右的摩擦力.故C正确,D错误。所以C正确,ABD错误。
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律.由题可知物体M、小球m和汽车的加速度相同.先以小球为研究对象,分析受力情况,根据牛顿第二定律可求得加速度,判断汽车的运动情况;再以物体M为研究对象,根据牛顿第二定律,分析受力情况.
6.D
【解析】以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据牛顿第二定律得,水平方向 ①,竖直方向 ②,由题,α不变,由②分析得知不变,由①得知,,即变小,D正确.
7.B
【解析】解: 当用力水平向右拉小球时,以球为研究对象,
竖直方向有, ①
水平方向有,
以整体为研究对象有,
解得: , ②
当用力水平向左拉小车时,以球为研究对象,
竖直方向有, ③
水平方向有,
以整体为研究对象有,
解得: . ④
综合两种情况,由①③有;由②④并结合有.故B项正确.
8.C
【解析】开始时物体做加速运动,加速度减小,而当弹力等于阻力时物体加速度为零,此时开始做减速运动,加速度开始增大,故A错误;由于物体受到阻力作用,故O点时的合外力不为零,故B错误;物体从A点至O点先做加速度不断减小的加速运动,后做加速度不断增大的减速运动,故C正确,D错误。所以C正确,ABD错误。
9.D
【解析】由P到O过程中人做自由落体运动,从O到Q过程,先是人对绳的拉力小于人的重力,合力向下,随着弹性绳得伸长量越来越大,弹力越来也大,合力越小,加速度越小,当重力等于拉力时,加速度为零;当人对绳的拉力大于人的重力时,合力向上,越来越大,加速度越来越大,所以从O到Q过程中,加速度先减小后反向增大,故ABC错误,D正确。
10.B
【解析】试题分析:设斜轨道底边的长度为l,斜面的倾角为α,则斜轨道的长度为: .根据牛顿第二定律得,物体下滑的加速度为: .则有x=at2,代入数据得: ,得到: ,根据数学知识得知,sin2×60°=sin2×30°,则甲和丙运动的时间相等,同时达到斜轨道的底端O点.又sin2×45°=1最大,则乙运动时间最短,乙最先到达O点,故B正确.故选B.
考点:牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用,用斜轨道底边的长度表示物体位移大小是关键。
11.A
【解析】
试题分析:加速阶段,人的加速度方向沿扶梯向上,所以人受到的合力的方向也是沿扶梯向上,故人受到的支持力大于顾客的重力,选项A正确;加速时,由于人站在水平台上,故人受到的摩擦力是水平向左的,选项C错误;在匀速阶段,人受到平衡力的作用,即重力与支持力,二者是平衡力,故此时不再受到摩擦力的作用,选项BD错误。
考点:牛顿第二定律,摩擦力。
12.C
【解析】试题分析:设滑杆与竖直方向的夹角为,根据牛顿第二定律和运动学公式列式,得出时间与、圆周直径的关系式,进行分析.
设滑杆与竖直方向的夹角为,圆周的直径为d.根据牛顿第二定律得:滑环的加速度为,滑杆的长度为,则根据得, ,可见时间t与α无关,故有,C正确
13.A
【解析】猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.对猫受力分析如图甲,
则:板对猫的摩擦力:
对板受力分析如图乙,则: 又 ,
解得: 故选A。
点评:本题应用隔离法分别对猫和木板受力分析列出方程组求解;也可应用整体法对猫和木板整体分析,然后立式求解。
14.B
【解析】将两者看做一个整体,对整体分析,根据牛顿第二定律得: ,得,再隔离对Q分析,根据牛顿第二定律得: ,解得,B正确.
15.C
【解析】将两者看做一个整体,根据牛顿第二定律可得,隔离B,对B分析,根据牛顿第二定律可得,联立解得,C正确.
16.AD
【解析】试题分析:圆环向右加速运动,圆环受到支持力分竖直向上和竖直向下两种情况,圆环受到重力,拉力,支持力和摩擦力四个力作用,,联立可得,所以AD正确。
考点:本题考查了牛顿第二定律的综合应用。
17.BD
【解析】对系统,由牛顿第二定律得:F1﹣F2=(m1+m2)a
代入数据解得:a=2m/s2,
对m2,由牛顿第二定律得:F﹣F2=m2a
代入数据解得:F=24N,故A错误,B正确.
在突然撤去 F1的瞬间,因为弹簧的弹力不能发生突变,m1的加速度大小为: =8m/s2,故C错误;突然撤去F2的瞬间,弹簧的弹力不变,m2的加速度为: =12m/s2,故D正确.故选BD.
18.ACD
【解析】A、B项,物块m先减速上滑后加速下滑,加速度方向始终沿斜面向下,对M和m整体进行受力分析得,水平地面始终对M有水平向左的摩擦力的作用,故A正确,B错误。
C项,将M和m看成一个整体,则加速度有竖直向下的分量,所以系统处于失重状态,地面对斜劈M的支持力小于,故C项正确。
D项,设斜面的倾角为,物块上滑的过程和下滑过程走过的位移是相等的,摩擦力也是相等的,所以物块m向上和向下滑动因摩擦产生的热量相同,故D正确;
综上所述本题答案是:ACD
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