2020年物理复习牛顿运动定律例析与测试人教版.doc

会员专享推荐 · 你可能也用得上更多

开通会员，畅读全站文档

本篇文档已为你保留

本篇文档价值 ~~¥35.00~~会员免费解锁

全文不限次阅读，剩余内容即刻解锁
高速下载通道，免排队、无等待
专属客服 1 对 1 答疑，优先响应
每日赠送下载券，本篇文档免费送

有 86 篇商业计划书正在上传

下载原文档

2020年物理复习牛顿运动定律例析与测试人教版例1．物体在倾角为θ的斜面上滑动，则在下列两种况下，物体加速度为多大？（1）斜面是光滑的；（2）斜面是粗糙的，且与物体间动摩擦因数为μ分析：两种情况的主要差别就在于“是否受到动摩擦力的作用”解：（1）对于光滑斜面，无论物体沿斜面向下滑或是沿斜面向上滑，其受力情况均可由图2所示，建立适当的坐标系后便可列出运动方程mgsinθ=ma1，得a1=gsinθ.（2）对于粗糙斜面，物体滑动时还将受动摩擦力作用，只是物体向下滑时动摩擦力方向沿斜面斜向上；物体向上滑时动摩擦力方向沿斜面斜向下，受力图分别如图1中（a）、（b）所示，建立适当的坐标系后便可分别列出方程组和由此便可分别解得a2=g（sinθ－μcosθ），图1 a3=g（sinθ+μcosθ）.例2．如图2所示，质量分别为15kg和5kg的长方形物体A和B静止叠放在水平桌面上.A与桌面以及A、B间动摩擦因数分别为μ1=0.1和μ2=0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。问：（1）水平作用力F作用在B上至少多大时，A、B之间能发生相对滑动？（2）当F=30N或40N时，A、B加速度分别各为多少？图2图3分析：AB相对滑动的条件是：A、B之间的摩擦力达到最大静摩擦力，且加速度达到A可能的最大加速度a0，所以应先求出a0.解：（1）以A为对象，它在水平方向受力如图3所示，所以有mAa0=μ2mBg－μ1（mA+mB）g，a0=g=×10m/s2=m/s2再以B为对象，它在水平方向受力如图3所示，加速度也为a0，所以有F－F2=mBa0，F=f2+mBa0=0.6×5×10N+5×N=33.3N.即当F达到33.3N时，A、B间已达到最大静摩擦力.若F再增加，B加速度增大而A的加速度已无法增大，即发生相对滑动，因此，F至少应大于33.3N.（2）当F=30N，据上面分析可知不会发生相对滑动，故可用整体法求出共同加速度aA=aB==m/s2=0.5m/s2.还可以进一步求得A、B间的静摩擦力为27.5N（同学们不妨一试）.当F=40N时，A、B相对滑动，所以必须用隔离法分别求aA、aB，其实aA不必另求，aA=a0=m/s2.以B为对象可求得aB==m/s2=2m/s2.从上可看出，解决这类问题关键是找到情况发生变化的“临界条件”.各种问题临界条件不同，必须对具体问题进行具体分析。例3．如图4所示，质量为M的滑块与倾角为θ的斜面间的动摩擦因数为μ.滑动上安装一支架，在支架的O点处，用细线悬挂一质量为m的小球.当滑块匀加速下滑时，小球与滑块相对静止，则细线的方向将如何？（a）（b）（c）图4分析：要求细线的方向，就是要求细线拉力的方向，所以这还是一个求力的问题.可以用牛顿第二定律先以整体以求加速度a（因a相同），再用隔离法求拉力（方向）.解：以整体为研究对象，受力情况发图4（b）所示，根据牛顿第二定律有（M+m）gsinθ－f=（M+m）a，N－（M+m）gcosθ=0.而f=μN，故可解得a=g（sinθ－μcosθ）.再以球为研究对象，受务情况如图4（c）表示，取x、y轴分别为水平、竖直方向（注意这里与前面不同，主要是为了求a方便）.由于加速度a与x轴间的夹角为θ，根据牛顿第二定律有Tsinα=macosθ，mg－Tcosα=masinθ.由此得tanα==.为了对此解有个直观的认识，不妨以几个特殊μ值代入（1）μ=0，α=θ，绳子正好与斜面垂直；（2）μ=tanθ，α=00，此时物体匀速下滑，加速度为0，绳子自然下垂；（3）μ＜tanθ，则α＜θ，物体加速下滑.例4．如图5所示，质量M=10kg的斜面体，其斜面倾角θ=370，小物体质量m=1kg，当小物体由静止释放时，滑下S=1.4m后获得速度σ=1.4m/s，这过程斜面体处于静止状态，求水平面对斜面体的支持力和静摩擦力（取g=10m/s2）分析：若采用隔离法求解，小物体与斜面体受力情况如图5（a）与（b）所示，由此根据运动学规律，牛顿定律及平衡方程依次得2as=υ2 mgs=θ－f1=ma N1－mgcosθ=0 F2+f1cosθ－Ns=θ=0图5 N2－f1s=θ－N1cosθ－Mg=0由此可求得水平面对斜面体的支持力N2和静摩擦力f2的大小分别为N2=109.58N f2=0.56N但若采用整体法，通知牛顿运动定律的修正形式，可给出如下简单的解合。解：由运动学公式得2as=υ2再由牛顿运动定律的修正形式得f2=macosθmg+Mg－N2=masinθ于是解得N2=109.58N f2=0.56N测试1、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（B）A.物体的位移不断增大，说明物体必受力的作用B.若物体的位移为时间t的二次函数，则物体一定受外力的作用C.物体朝什么方向运动，则在这一方向上必有力的作用D.物体的速率不变，其所受合外力必为零2.关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的有（B）①惯性定律可以用物体的平衡条件取而代之②惯性定律可以用长斜面实验进行实验验证③惯性定律所述情况尽管在实际中找不到，但仍具有实际意义④物体线速度或角速度的改变，都是外力作用的结果A.只有①②正确B.只有③④正确C.只有①③正确D.只有②④正确3.恒力F作用于甲物体产生的加速度为a1，此力作用于乙物体产生的加速度为a2，若将甲、乙两个物体合在一起，仍受此力的作用，产生的加速度不可能是（ABD）A.(a1+a2)/2 B.｜a1-a2｜/2 C.a1a2/(a1+a2)D.(a1+a2)/a1a2 4、静止在水平桌面上，下列说法中正确的是（C）A.物体受到桌面的支持力等于物体的重力，但它们不是一对平衡力B.物体对桌面的压力就是物体的重力，它们是一对作用力与反作用力C.物体对桌面的压力大小等于桌面对物体支持力的大小，它们是一对作用力与反作用力D.物体对桌面压力的大小等于桌面对物体的支持力，它们是一对平衡力5．如图1所示，物体从Q点自由滑下，通过粗糙的静止的水平传送带后，落在地面上的P点。若传送带按逆时针方向转动，则物体从Q点自由滑下，通过传送带后，将（）A．仍然落在P点B．落在P点左方C．落在P点左右D．可能留在传送带上图1图2 6．如图2所示，水平地面上有两个完全相同的木块A、B，在水平推力F作用下运动.用FAB代表A、B间的相互作用力（）A．若地面是完全光滑的，则FAB=F B．若地面是完全光滑的，FAB=F C．若地面的摩擦因数为μ，则FAB=F D．若地面的摩擦因数为μ，则FAB=F 7．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图3所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（）A．当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小8．匀速上升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端下端挂有一小球，若升降机突然停住，在地面上的观察者来看，小球在继续上升的过程中（）A．速度逐渐减小B．速度先增大后减小C．加速度逐渐增大D．加速度逐渐减小图3图4图5 9．如图4所示，质量相同的木块A、B有轻弹簧连接且静止于光滑水平面上，开始弹簧处于原长位置，现用水平恒力推木块A，则弹簧在第一次被压缩到最短的过程中（）A．当A、B速度相等时，加速度aA=aB B．当A、B速度相等时，加速度aA＞aB C．当A、B加速度相等时，速度υA＜υB D．当A、B加速度相等时，速度υA＞υB 10．一小球用轻绳悬挂在某固定点，现将轻绳水平拉直，然后由静止开始释放小球，考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程（）A．小球在水平方向的速度逐渐增大B．小球在竖直方向的速度逐渐增大C．到达最低位置时小球线速度最大D．到达最低位置时绳中的拉力等于小球重力11．一个人站在医用体重计的测盘上，在下蹲的全过程中，指针示数变化应是（）A．先减小，后还原B．先增加，后还原C．始终不变D．先减小，后增加，再还原12．如图5所示，猴子的质量为m，开始时停在用绳悬吊的质量为M的木杠下端，当绳子断开时，猴子沿木杠以加速度a（相对地面）向上爬行，则此时木杠相对地面的加速度为（）A．g B．g C．g+(g+a)D．g+g 13、惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计.加速度计的构造原理的示意图如图6所示.沿导弹飞行方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连.滑块原来静止，且弹簧处于自然长度.滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导.设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离0点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度A.方向向左，大小为ks/m B.方向向右，大小为ks/m C.方向向左，大小为2ks/m D.方向向右，大小为2ks/m 14、皮带传送机的皮带与水平方向的夹角为α，如图7所示.将质量为m的小物块放在皮带传送机上，随皮带一起向下以加速度a做匀加速直线运动，则图7①物块受到的支持力的方向一定垂直于皮带指向物块②物块受到的静摩擦力的方向一定沿皮带斜向下③物块受到的静摩擦力的大小可能等于mgsinα④物块受到的重力和摩擦力的合力的方向一定沿斜面方向A.只有①②正确B.只有③④正确C.只有①③正确D.只有②④正确15、在甲地，将一物体A用竖直向上的拉力F由地面提起；在乙地，将一物体B用竖直向上的拉力F由地面提起.当拉力F变化时，物体的加速度a也随之变化，A、B两物体的加速度随拉力变化的关系图线如图8所示.已知A、B的质量分别为m1、m2，甲、乙两地的重力加速度分别为g1、g2,则m1___________m2,g1___________g2.(填“＜”或“=”＝图8【命题意图】本题以牛顿第二定律为知识依托，综合a—F图象.考查对牛顿第二定律的综合应用能力和对a—F图象的理解能力.【解题思路】在a—F图象中，图线的斜率代表物体质量的倒数，由图象可以看出，＞,所以m1＜m2.再结合题意，当拉力F=0时，物体只受到重力作用，将产生重力加速度.再由图象与纵轴的交点代表重力加速度值，比较得g1＜g2.【正确答案】＜,＜16.如图9所示，质量m=10 kg的小球挂在倾角θ=37°的光滑斜面的固定铁杆上，当斜面和小球以a1=的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？当斜面和小球都以a2=g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力又分别为多大？图9【规范解答】先求出临界状态时的加速度，这时FN=0，受力图如图甲所示，故F1cosθ=mg(竖直)Fcosθ=ma0(水平)所以a0=gcotθ=g.当斜面和小球以a1向右匀加速运动时，由于a1＜a0，可知这时小球与斜面间有弹力，所以其受力图如图乙所示，故有F1cosθ-FNsinθ=ma1(水平)F1sinθ+FNcosθ=mg(竖直)所以F1=100 N，FN=50 N.当斜面和小球以a2向右匀加速运动时，由于a2＞a0，可知这时小球已脱离斜面，所以其受力图如图丙所示.故有F2sinα=mg(竖直)F2cosα=ma2(水平)两式平方相加，可得F2==200 N.所以当以加速度a1运动时，小球对绳的拉力为100 N，对斜面的压力为50 N；当以加速度a2运动时，小球对绳的拉力为200 N，对斜面的压力为0.【正确答案】100 N，50 N或200 N,0 17、.将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图10所示.在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动.当箱以a=2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N，下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N.(取g=10 m/s2)图10(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况.(2)要使上顶板压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？【解题思路】（1）下底板传感器的示数等于轻弹簧的弹力F，金属块受力如图所示，上顶板的压力为N=6.0 N，弹簧的弹力F=10.0 N和重力mg，加速度为a，方向向下.由牛顿第二定律有mg+N-F=ma，求得金属块的质量m=0.5 kg.上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半时，弹簧的弹力仍是F，上顶板的压力为F/2，设箱和金属块的加速度为a1,有mg+-F=ma1,解得a1=0，箱处于静止或做匀速直线运动.（2）当上顶板的压力恰好等于零时，mg-F=ma2，得加速度a2=-10 m/s2,“-”号表示加速度方向向上，若箱和金属块竖直向上的加速度大于10 m/s2，弹簧将被进一步压缩金属，金属块要离开上顶板，上顶板压力传感器的示数也为零.只要竖直向上的加速度大于或等于10 m/s2，不论箱是向上加速或向下减速运动，上顶板压力传感的示数都为零.【正确答案】(1)静止或做匀速直线运动；（2）以10 m/s2的加速度向上加速或向下减速运动.18、质量M=10 kg的斜面ABC静置于粗糙水平地面上，斜面倾角θ=30°,一质量m=1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑，动摩擦因数μ=0.02,如图11，当滑行路程s=1.4 m时，其速度v=1.4 m/s，在这过程中斜面没有动，求地面对斜面ABC的摩擦力的大小与方向.图11【解题思路】虽然题目求的是地面对斜面的静摩擦力，但是研究对象首选的应是物块m，物块下滑时有没有受到摩擦力，可先由运动学公式求出下滑加速度，然后和gsinθ作比较.【规范解答】根据运动学公式v2=2as求得a=m/s2=0.7 m/s2＜gsinθ=5 m/s2可见物块受到沿斜面向上的滑动摩擦力，如图11（a）所示（a）(b)图11对物块由牛顿第二定律mgsinθ-F=ma①F1-mgcosθ=0②对斜面ABC，它的受力如图11（b)所示，其中假设地面对斜面的摩擦力F′方向向左，斜面静止时F′+Fcosθ-F1sinθ=0③由式①、②、③可解得F′=macosθ=1×0.7×/2 N=0.61 N计算表明F′的方向与假设方向是一致的，水平向左.参考答案1、B 2、B 3、ABD 4、C 5．A 6．BD 7．BC 8．AC 9．A 10．AC 11．D 12．C 13、D 14、C。