牛頓第二定律兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題(20頁(yè),含解析)

1、第2課時(shí)牛頓第二定律兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.2.應(yīng)用牛頓第二定律解決瞬時(shí)問(wèn)題和【考綱解讀1.理解牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式及性質(zhì)兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.題組扣點(diǎn),深度思考以題帶點(diǎn)深入理解概念規(guī)律I基礎(chǔ)知識(shí)題組I1 .對(duì)牛頓第二定律內(nèi)容和公式的理解由牛頓第二定律表達(dá)式F=ma可知（）A.質(zhì)量m與合外力F成正比，與加速度a成反比B.合外力F與質(zhì)量m和加速度a都成正比C.物體的加速度的方向總是跟它所受合外力的方向一致D.物體的加速度a跟其所受的合外力F成正比，跟它的質(zhì)量m成反比答案CD解析對(duì)于給定的物體，其質(zhì)量是不變的，合外力變化時(shí)，加速度也變化，合外力與加速度的比值不變，A錯(cuò)；既然物體的質(zhì)量不變，故不能說(shuō)合外力與

2、質(zhì)量成正比，B錯(cuò)；加速度的方向總是跟合外力的方向相同，C正確；由a=-可知D正確.m2 .對(duì)力、加速度和速度關(guān)系的理解關(guān)于速度、加速度、合外力之間的關(guān)系，正確的是（）A.物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大B.物體的速度為零，則加速度為零，所受的合外力也為零C.物體的速度為零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D.物體的速度很大，但加速度可能為零，所受的合外力也可能為零答案CD解析物體的速度大小和加速度大小沒(méi)有必然聯(lián)系，一個(gè)很大，另一個(gè)可以很小，甚至為零.但物體所受合外力的大小決定加速度的大小，同一物體所受合外力很大，加速度一定很大，故選項(xiàng)C、D對(duì).3.圖1牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

3、建筑工人用如圖1所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料.質(zhì)量為70.0kg的建筑工人站在地面上，通過(guò)定滑輪將20.0kg的建筑材料(g 取 10 m/ s2)B. 490 ND. 910 N以0.5m/s2的加速度提升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則建筑工人對(duì)地面的壓力大小為A.510NC. 890N答案B解析設(shè)建筑材料的質(zhì)量為m,加速度的大小為a,對(duì)建筑材料由牛屯第二定律得F-mg=ma,解得F=210N.設(shè)地面對(duì)建筑工人的支持力為Fn,建筑工人的質(zhì)量為M,對(duì)建筑工人由平衡條件得Fn+F=Mg,解得Fn=490N.根據(jù)牛頓第三定律可得建筑工人對(duì)地面的壓力大小為Fn'=Fn=490N,

4、B正確.4.力學(xué)單位制的應(yīng)用在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，取計(jì)數(shù)時(shí)間間隔為0.1s,測(cè)得相鄰相等時(shí)間間隔的位移差的平均值A(chǔ)x=1.2cm,若還測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量為500g,則關(guān)于加速度、合外力大小及單位，既正確又符合一般運(yùn)算要求的是A.B.a=j122m/s2=120m/s20.1一2a=I'；。m/s2=1.2m/s20.1C.F=500X1.2N=600ND. F=0.5X1.2N=0.60N答案BD解析在應(yīng)用公式進(jìn)行數(shù)量運(yùn)算的同時(shí)，也要把單位帶進(jìn)運(yùn)算.帶單位運(yùn)算時(shí)，單位換算要準(zhǔn)確.可以把題中已知量的單位都用國(guó)際單位制表示，計(jì)算結(jié)果的單位就是用國(guó)際單位制表示的，這樣在統(tǒng)一已知量的單位后

5、，就不必一一寫(xiě)出各個(gè)量的單位，只在數(shù)字后面寫(xiě)出正確單位即可.選項(xiàng)A中Ax=1.2cm沒(méi)用國(guó)際單位制表示，C項(xiàng)中的小車(chē)質(zhì)量m=500g沒(méi)用國(guó)際單位制表示，所以均錯(cuò)誤；B、D正確.【考點(diǎn)梳理】牛頓第二定律1 .內(nèi)容：物體加速度的大小跟它所受到的作用力成正比跟它的質(zhì)量成反比.加速度的方向與作用力的方向相同.2 .表達(dá)式：F=ma,F與a具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系.3 .力學(xué)單位制(1)單位制由基本單位和導(dǎo)出單位共同組成.(2)力學(xué)單位制中的基本單位有質(zhì)量(kg)、長(zhǎng)度(m)和時(shí)間(s).(3)導(dǎo)出單位有N、m/s、m/s2等.1、2的加速度大小分圖2a2= g m+ Ma2=HFgI規(guī)律方法題組I可能是2N,

6、也可能是6N,所以答案是A、C.【方法提煉1 .瞬時(shí)問(wèn)題的分析：題目中同時(shí)有輕繩和彈簧，剪斷輕繩時(shí)，彈簧的彈力不能瞬間發(fā)生變化.剪斷彈簧時(shí)，繩上的拉力在瞬間發(fā)生變化.2 .解決兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本方法以加速度a為“橋梁”，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解，具體邏輯關(guān)系如下:由力求運(yùn)動(dòng)|受力情歡牛頓第二定律/運(yùn)動(dòng)情況由運(yùn)動(dòng)求力課堂探究,考點(diǎn)突破先做后聽(tīng)典網(wǎng)稼究船律方法考點(diǎn)一用牛頓第二定律分析瞬時(shí)加速度因果性同一性笑所性瞬時(shí)性獨(dú)立性牛頓第二定律的五性【例1】如圖3所示，質(zhì)量為m的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角為30 °的光滑木板AB托住，小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)木板 下撤離的瞬間，小

7、球的加速度大小為AB突然向A. 02、3B. 3 gC.解析 平衡時(shí)，小球受到三個(gè)力：重力,3D. 3 gmg、木板AB的支持力簧拉力Ft,受力情況如圖所示.突然撤離木板時(shí),力不變，因此Ft與重力mg的合力F = cos 30度 a=m=m3g, B 正確.Fn突然消失而其他2 : 3 一，一 _U-mg,廣生的加速3)Fn和彈3答案登陸www一工免費(fèi)啜聽(tīng)名師細(xì)講本題14,加速度瞬時(shí)性涉及的實(shí)體模型戶(hù)"1.分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是明確該時(shí)刻物體的受力情況及運(yùn)花狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度，此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注意以下幾種模型：特性模型受外力時(shí)的形變量力能否突變廣生拉力或支

8、持力內(nèi)部彈力輕繩微小不計(jì)能只簾協(xié)沒(méi)有支持力不計(jì)處處相等橡皮繩較大不能只簾協(xié)沒(méi)有支持力輕彈簧較大不能既口有拉力也可用支持力輕桿微小不計(jì)能既口有拉力也可用支持力2.在求解瞬時(shí)加速度問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意：(1)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析.(2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個(gè)過(guò)程的積累，不會(huì)發(fā)生突變.【突破訓(xùn)練1如圖4甲、乙所示，圖中細(xì)線均不可伸長(zhǎng)，兩小球均處于平衡狀態(tài)且質(zhì)量相同.如果突然把兩水平細(xì)，H線剪斷，剪斷瞬間小球A的加速度的大小為,£/°|£產(chǎn)：方向?yàn)?小球B的加速度的大小為,，從4R方

9、向?yàn)?；剪斷瞬間甲中傾斜細(xì)線OA與乙中彈甲乙簧的拉力之比為(。角已知).圖4答案gsin0垂直傾斜細(xì)線OA向下gtan0水平向右cos2°解析設(shè)兩球質(zhì)量均為m,XAA球受力分析，如圖(a)所示，剪斷水平細(xì)線后，球A將沿圓弧擺下，故剪斷水平細(xì)線瞬間，小球A的加速度加方向沿圓周的切線方向向下，即垂直傾斜細(xì)線OA向下.則有FT1=mgcos0,F1=mgsin0=ma1,所以a1=gsin。.水平細(xì)線剪斷瞬間，B球受重力mg和彈簧彈力Ft2不變，小球B的加速度a2方向水平向右，如圖(b)所示，則FT2=cmg，F(xiàn)2=mgtan0=ma2,所以a2=gtana甲中傾斜細(xì)線0A與乙中彈簧的拉力之

10、比為腎=cos2a/1rmg(a)(b)【突破訓(xùn)練2質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)小球之間系一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的彈簧，放在光滑的臺(tái)面上.A緊靠墻壁，如圖5所示，今用恒力F將B球向左擠壓彈簧，達(dá)到平衡時(shí)，突然將力F撤去，此瞬間(A.A球的加速度為2mB. A球的加速度為零C. B球的加速度為2mD. B球的加速度為m答案BDF.突然將力FA球的合力為解析恒力F作用時(shí)，A和B都平衡，它們的合力都為零，且彈簧彈力為撤去，對(duì)A來(lái)說(shuō)水平方向依然受彈簧彈力和墻壁的彈力，二力平衡，所以零，加速度為零，A項(xiàng)錯(cuò)，B項(xiàng)對(duì).而B(niǎo)球在水平方向只受水平向右的彈簧的彈力作用,加速度a=F,故C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)對(duì).m考點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)基本問(wèn)題求

11、解兩類(lèi)問(wèn)題的思路，可用下面的框圖來(lái)表示：第-類(lèi)+rd1a運(yùn)動(dòng)學(xué)杰式物體的運(yùn)動(dòng)情況第二臭加速度.分析解決這兩類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵：應(yīng)抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁一【例2】如圖6所示，物體A放在足夠長(zhǎng)的木板B上，木板B靜止于水平面上.已知A的質(zhì)量mA和B的質(zhì)量mB均為2.0kg,A、B之金間的動(dòng)摩擦因數(shù)因=0.2,B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)例=0.1,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等，重力加速度g取10m/s2若從t=0開(kāi)始，木板B受F1=16N的水平恒力作用，t=1s時(shí)F1改為F2=4N,方向不變，t=3s時(shí)撤去F2.木板B受F1=16N的水平恒力作用時(shí)，A、B的加速度aA、aB各為多少？(

12、2)從t=0開(kāi)始，至ijA、B都靜止，A在B上相對(duì)B滑行的時(shí)間為多少？FfA,橫坐標(biāo)表示運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t(從t = 0開(kāi)始，到A、B 7中畫(huà)出FfAt的關(guān)系圖線(以圖線評(píng)分，不必寫(xiě)出LFMN!fsVb(3)請(qǐng)以縱坐標(biāo)表示A受到B的摩擦力都靜止)，取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，在圖分析和計(jì)算過(guò)程).解析(1)根據(jù)牛頓第二定律得1mAg=mAaAaA=的g=0.2X10m/s2=2m/s2FiM2(mA+mB)gRmAg=mBaB代入數(shù)據(jù)得aB=4m/s2(2)t1=1s時(shí)，A、B的速度分別為Va、VAVB=aAt1=2X1m/s=2m/s=aBt1=4X1m/s=4m/sFi改為F2=4N后，在B速度大于A速

13、度的過(guò)程，A的加速度不變，B的加速度設(shè)為aB'根據(jù)牛頓第二定律得F2以mA+mB)gRmAg=mBaB'代入數(shù)據(jù)得aB'=-2m/s2設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t2,A、B速度相等，此后它們保持相對(duì)靜止，則Va+aAt2=VB+aBt2代入數(shù)據(jù)得t2=0.5sA在B上相對(duì)B滑行的時(shí)間為t=t+t2=1.5s(3)FfAt的關(guān)系圖線如圖所示.忤小4:20-2t/s4 m/s2 (2)1.5 s (3)見(jiàn)解析圖解答動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)問(wèn)題的基本程序1 .明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的特點(diǎn)，如果是比較復(fù)雜的問(wèn)題，應(yīng)該明確整個(gè)物理現(xiàn)象是由哪幾個(gè)物理過(guò)程組成的，找出相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)，再分別研究每一個(gè)

14、物理過(guò)程.2 .根據(jù)問(wèn)題的要求和計(jì)算方法，確定研究對(duì)象，進(jìn)行分析，并畫(huà)出示意圖，圖中應(yīng)注明力、速度、加速度的符號(hào)和方向，對(duì)每一個(gè)力都明確其施力物體和受力物體，以免分析受力時(shí)有所遺漏或無(wú)中生有.3 .應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，通常先用表示相應(yīng)物理量的符號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，解出所求物理量的表達(dá)式，然后將已知物理量的數(shù)值及單位代入，通過(guò)運(yùn)算求結(jié)果.A. 50 m答案 CB. 42 mC. 25 mD. 24 m【突破訓(xùn)練4】質(zhì)量為10 kg的物體在F = 200 N的水平推力作用下，從粗糙斜面的底端由靜止開(kāi)始沿斜面運(yùn)動(dòng)，斜面固定不動(dòng)，與水平地面的夾角 0= 37。，如圖8所示.力F作用2 s后撤去，

15、物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25 s后，速度減為零.求：物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 科和物體的總位移 x.(已知sin 37=0.6, cos 37= 0.8, g= 10 m/s2)答案 0.25 16.25 m解析設(shè)力F作用時(shí)物體沿斜面上升的加速度大小為a1，撤去力F后其加速度大小變?yōu)閍2,則:aiti = a2t2有力F作用時(shí)，對(duì)物體受力分析并建立直角坐標(biāo)系如圖所示 由牛頓第二定律可得：Fcos 0 mgsin 0 Ffi = ma1Ffi =即= /mgcos 0+ Fsin。撤去力F后，對(duì)物體受力分析如圖所示 由牛頓第二定律得：【突破訓(xùn)練3質(zhì)量為1噸的汽車(chē)在平直公路上以10m/s的速度勻

16、速行駛，阻力大小不變.從某時(shí)刻開(kāi)始，汽車(chē)牽引力減少2000N,那么從該時(shí)刻起經(jīng)過(guò)6s,汽車(chē)行駛的路程是()一mgsin 0 Ff2 = ma2Ff2=科比2=科 mgos 9®聯(lián)立 式，代入數(shù)據(jù)得：32 = 8 m/s2, ai = 5 m/s2,尸 0.25物體運(yùn)動(dòng)的總位移1 2 1 2x= 2a1t1 + 2a2t2=X 5X22 + 1X 8X 1.252) m= 16.25 m2 2登陸wwvv.工免費(fèi)聆聽(tīng)名師細(xì)講本題15學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)加強(qiáng)審題與建模指導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)科解題能力12.利用整體法與隔離法求解動(dòng)力學(xué)中的連接體問(wèn)題物理思想方法1 .整體法的選取原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的加

17、速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個(gè)整體，分析整體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度（或其他未知量）.2 .隔離法的選取原則若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解.3 .整體法、隔離法的交替運(yùn)用若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力.求加速度，后隔離求內(nèi)力【例3 （2012江蘇單科5）如圖9所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升.夾子和木塊的質(zhì)量分別為m、力均為f,若木塊不滑動(dòng)

18、，力 F的最大值是A.B.2f (m ± M )M2f (m ± M )m即“先整體M,夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦)圖92f(m+M1C.一M-(m+M)g2f(m+M>D.1m4(m+M)g答案A解析由題意知，當(dāng)M恰好不能脫離夾子時(shí)，M受到的摩擦力最大，F(xiàn)取最大值，設(shè)此時(shí)提升的加速度為a,由牛頓第二定律得，對(duì)M有：2f-Mg=Ma對(duì)m有：F2fmg=ma聯(lián)立兩式解得F=2f（M：m）,選項(xiàng)A正確.M1 .整體法與隔離法常涉及的問(wèn)題類(lèi)型(1)涉及滑輪的問(wèn)題：若要求繩的拉力，一般都采用隔離法.(2)水平面上的連接體問(wèn)題：這類(lèi)問(wèn)題一般是連接體(系統(tǒng))各物體保持相對(duì)靜止，

19、即具有相同的加速度.解題時(shí)，一般采用先整體、后隔離的方法.建立直角坐標(biāo)系時(shí)也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度.(3)斜面體與物體組成的連接體的問(wèn)題：當(dāng)物體具有沿斜面方向的加速度，而斜面體相對(duì)于地面靜止時(shí)，解題時(shí)一般采用隔離法分析.2.解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵正確地選取研究對(duì)象是解題的首要環(huán)節(jié)，弄清各物體之間哪些屬于連接體，哪些物體應(yīng)該單獨(dú)分析，并分別確定出它們的加速度，然后根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解.突破訓(xùn)練5在北京殘奧會(huì)開(kāi)幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)韌不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神.為了探求上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用

20、，可將過(guò)程簡(jiǎn)化如下：一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖10所示.設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g=10m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起以加速度a=1m/s2上升時(shí)，試求：運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力.答案(1)440N(2)275N解析(整體法與隔離法的交叉運(yùn)用)(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員受到繩向上的拉力為F,由于跨過(guò)定滑輪的兩段繩子拉力相等,吊椅受到繩的拉力也是F,對(duì)運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖甲所示，則有：2F(m人+m本$)g=(m人+m本$)a解得F=440N由牛頓第三定

21、律知，運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力F'=F=440N.(2)設(shè)吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為Fn,對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行受力分析如圖乙所示，則有：F+Fnm人g=m人a解得Fn=275N圖10由牛頓第三定律知，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力為Fn'=Fn=275N高考模擬提能訓(xùn)練走近高考 檢測(cè)課堂就果 提升解題能力【高考題組1. （2012安徽理綜17）如圖11所示，放在固定斜面上的物塊以加速度沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一個(gè)豎直向下的恒力F,(圖11A.物塊可能勻速下滑B.物塊仍以加速度 a勻加速下滑C.物塊將以大于a的加速度勻加速下滑 D.物塊將以小于a的加速度勻加速下滑 答案 C解析 設(shè)斜面的傾角為0

22、,根據(jù)牛頓第二定律知，物塊的加速度a = mgsin 9祖mgos >om即Ftan0,對(duì)物塊施加豎直向下的恒力F后，物塊的加速度a'（mg+FsinMmg+F產(chǎn)s °二a卡迪上但J，且f新A 犯故a，湖物 mm塊將以大于a的加速度勻加速下滑.故選項(xiàng) C正確，選項(xiàng)A、B、2. （2011新課標(biāo)全國(guó)理綜21）如圖12所示，在光滑水平面上有一質(zhì) 量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊.假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等.現(xiàn)給木塊施加D錯(cuò)誤.一隨時(shí)間t增大的水平力F = kt（k是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為 反映a1和a2變化的圖線中正確的

23、是圖12a1和a2.下歹U()ARD答案A解析剛開(kāi)始木塊與木板一起在F作用下加速，且F = kt, a =ktmI+ m2m + m2當(dāng)兩者F及滑動(dòng)摩擦力,%=寧譽(yù)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤.相對(duì)滑動(dòng)后，木板只受滑動(dòng)摩擦力，a1不變，木塊受pg故a2=_kt_gat圖象中斜率變大，故選項(xiàng)m23. （2011北京理綜18）“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng).某人做蹦極運(yùn)動(dòng)，所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖13所示，將蹦極過(guò)程近似為在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極過(guò)程中的最大加速度約為（）1F圖13A.gB.2gC

24、.3gD.4g答案B解析在蹦極過(guò)程中，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，人不再上下振動(dòng)，而是停在空中，此時(shí)繩子3拉力F等于人的重力mg,由Ft圖線可以看出，|Fo=mg;在人上下振動(dòng)的過(guò)程中，彈力向上，重力向下，當(dāng)人在最低點(diǎn)時(shí)，彈力達(dá)到一個(gè)周期中的最大值，在第一個(gè)周期中，彈力最大為Fm=Fo=3mg,故最大加速度為am=2g.選項(xiàng)B正確.5m【模擬題組】4.如圖14所示，物塊A、B疊放在水平桌面上，裝砂的小桶C通過(guò)彳細(xì)線牽引A、B一起在水平桌面上向右加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B間的摩加防擦力為Ff1,B與桌面間的摩擦力為Ff2.若增大C桶內(nèi)砂的質(zhì)量，而以一"A、B仍一起向右運(yùn)動(dòng)，則摩擦力Ff1和Ff2的變化

25、情況是（）A.Ff1、Ff2都變大B.FqFf2者B不變圖14C.Ff1不變，F(xiàn)f2變大D.Ff1變大，F(xiàn)f2不變答案D解析對(duì)A、B兩物體組成的系統(tǒng)受力分析，由牛頓第二定律可知：Ft-Ff2=（mA+mB）a1,所以A受到的摩擦力為mAan若增大C桶內(nèi)砂的質(zhì)量，則拉力Ft增大，而B(niǎo)與桌面間的摩擦力Ff2不變，故系統(tǒng)的加速度增大，由于A、B仍一起向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知A受到的摩擦力Ff1變大，D正確.登陸www,zx與|免費(fèi)聆聽(tīng)名師細(xì)講本-16：5 一輛小車(chē)靜止在水平地面上，bc是固定在小車(chē)上的水平橫桿，物塊M穿在桿上，M通過(guò)線懸吊著小物體m,m在小車(chē)的水平底板上，小車(chē)未動(dòng)時(shí)，細(xì)線恰好在

26、豎直方向上，現(xiàn)使車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，全過(guò)程中M始終未相對(duì)桿bc移動(dòng)，M、m與小車(chē)保持相對(duì)靜止，已知a1：a2：a3：a4=1：2：4：8,M受到的摩擦力大小依次為F。、Ff2、Ff3、Ff4,則以下結(jié)論不正確的是A.Ff1：Ff2=1：2BFf2：Ff3=1：2C.Ff3:Ff4=1：2D.tana=2tan0答案B解析已知a1：a?：a3：a4=1：2：4：8,在題第圖和第(2)圖中摩擦力Ff=Ma,則Ff1：Ff2=1：2.在第(3)圖和第(4)圖中摩擦力Ff3=(M+m)a3,Ff4=(M+m)a4,Ff3：Ff4=1:2.第(3)、(4)圖中,a3=gtanaa4=gtana,則tana=2t

27、an0.6 .圖15甲是2012年我國(guó)運(yùn)動(dòng)員在倫敦奧運(yùn)會(huì)蹦床比賽中的一個(gè)情景.設(shè)這位蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員的腳在接觸蹦床過(guò)程中，蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力F隨時(shí)間t的變化規(guī)律通過(guò)傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來(lái)，如圖乙所示.取g=10m/s2,根據(jù)Ft圖象求：運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量；(2)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度；(3)在不計(jì)空氣阻力情況下，運(yùn)動(dòng)員重心離開(kāi)蹦床上升的最大高度.答案(1)50kg(2)40m/s2(3)3.2m解析(1)由題圖乙可知運(yùn)動(dòng)員所受重力為500N,設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m,則m=Gg=50kg(2)由圖象可知蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的最大彈力為Fm=2500N,設(shè)運(yùn)動(dòng)員的最大加速度為am,則Fm-

28、mg=mamamFm mgm2 50050050m/s2= 40 m/ s2（3）由圖象可知運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)蹦床后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)蹦床的時(shí)刻為6.8s或9.4s,再下落到蹦床上的時(shí)刻為8.4s或11s,它們的時(shí)間間隔均為1.6s.根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，可知其自由下落的時(shí)間為0.8s.設(shè)運(yùn)動(dòng)員上升的最大高度為H,則H=2gt（限時(shí)：30分鐘）?題組1對(duì)牛頓第二定律的理解和簡(jiǎn)單應(yīng)用1 .下列說(shuō)法正確的是（）A.物體所受到的合外力越大，其速度改變量也越大B.物體所受到的合外力不變 （F合W0）,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不改變C.物體所受到的合外力變化，其速度的變化率一定變化D.物體所受到的合外力減小時(shí)，物體的

29、速度可能正在增大答案 CD解析 物體所受到的合外力越大，物體的加速度（速度變化率）也越大，即速度變化得越快，但速度改變量還與時(shí)間有關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；物體所受的合外力不為零，就會(huì)迫使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（運(yùn)動(dòng)的快慢或方向）發(fā)生變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；合外力的大小與速度的大小 之間沒(méi)有直接關(guān)系，選項(xiàng)D正確. 一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體，在5個(gè)共點(diǎn)力的作用下保持靜止.若同時(shí)撤去其中大小分別為15 N和10 N的兩個(gè)力，其余的力保持不變，此時(shí)該物體的加速度大小可能是（）A. 2 m/s2B. 3 m/ s2C. 12 m/s2 D. 15 m/s2答案 BC解析 物體所受合力范圍為 5 N< F合W25

30、N ,因m = 2 kg ,故2.5 m/s2<a<12.5 m/s2, 故B、C正確.3.如圖1所示，質(zhì)量 m=10 kg的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2,與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向右的推力F= 20 N的作用，則物體產(chǎn)生的加速度是（g取10 m/s2）（） w以"A. 0B. 4 m/s2,水平向右圖1C. 2 m/s2,水平向左D. 2 m/s2,水平向右答案 B解析 對(duì)物體受力分析可知 F合=F+Ff,Ff= mg所以F合=20 N +0.2X10X10 N = 40 N, 所以2=腎=4§ m/s2= 4 m/s2,方向水

31、平向右.選項(xiàng) B正確.=2x10X0.82m=3.2m練出高分?題組2應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時(shí)問(wèn)題4.如圖2所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為mi=2kg、m2=3kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接.兩個(gè)大小分別為Fi=30N、F2=20N的水平拉力分別作用在mi、m2上，則（）A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是10NB.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是50NC.在突然撤去F2的瞬間，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變D.在突然撤去Fi的瞬間，mi的加速度不變答案C解析設(shè)彈簧的彈力為F,加速度為a.對(duì)mm2和彈簧測(cè)力計(jì)組成的系統(tǒng)：Fi-F2=（mi+m2）a,對(duì)mi：F一F=ma,聯(lián)立兩式解得：a=2m/s2,F=26N,故A

32、、B兩項(xiàng)都錯(cuò)誤；在突然撤去F2的瞬間，由于彈簧測(cè)力計(jì)兩端都有物體，而物體的位移不能發(fā)生突變，所以彈簧的長(zhǎng)度在撤去F2的瞬間沒(méi)有變化，彈簧上的彈力不變，故C項(xiàng)正確；若突然撤去Fi,物體mH所受的合外力方向向左，而沒(méi)有撤去F1時(shí)合外力方向向右，所以m1的加速度發(fā)生變化，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.5.在動(dòng)摩擦因數(shù)科=0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的小球,小球與水平輕彈簧及與豎直方向成0=45。角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，如圖3所示，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零.當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，取g=10m/s2,以下說(shuō)法正確的是（）A.此時(shí)輕彈簧的彈力大小為20NB.小球的加速度大小為8m/s2,

33、方向向左C.若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10m/s2,方向向右D.若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度為0答案ABD解析因?yàn)槲醇魯噍p繩時(shí)水平面對(duì)小球的彈力為零，小球在繩沒(méi)有斷時(shí)受到重力、輕繩的拉力Ft和彈簧的彈力F作用而處于平衡狀態(tài).依據(jù)平衡條件得：豎直方向有Ftcos0=mg水平方向有FTsin0=F解得輕彈簧的彈力為F=mgtan0=20N,故選項(xiàng)A正確.剪斷輕繩后小球在豎直方向仍平衡，水平面對(duì)它的支持力與小球所受重力平衡，即Fn=mg;由牛頓第二定律得小球的加速度為a=20-022><20m/s2=8m/s2,方向向左，選項(xiàng)B正確.當(dāng)剪斷彈簧的瞬間，小球立即受水

34、平面支持力和重力作用，且二力平衡，加速度為0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.6 .如圖4所示，A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細(xì)線固定在傾角為30。的光滑斜面上，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間,兩球的加速度分別為A、B()圖4b.2 和 0Ma+ Mb c. MbD. 0和Ma+Mb gMb 2A.都等于2答案D解析當(dāng)線剪斷的瞬間，彈簧的伸長(zhǎng)狀態(tài)不變，A受合外力還是0,A的加速度仍為0,對(duì)B進(jìn)行受力分析：線剪斷前：F線=MBgsin0+F彈F彈=MAgsin0.線剪斷瞬間：B受合外力為F合=MBgsin0+Fw=MBaBMa+MbMa+Mbg所以aB=Fgsin0=M2選項(xiàng)D正確.7 .如圖5所示，

35、用細(xì)繩將條形磁鐵A豎直掛起，再將小鐵塊B吸在條形磁鐵A的下端，靜止后將細(xì)繩燒斷，A、B同時(shí)下落，不計(jì)空氣阻力.則下落過(guò)程中()A.小鐵塊B的加速度為零8 .小鐵塊B只受一個(gè)力的作用C.小鐵塊B可能只受二個(gè)力的作用D.小鐵塊B共受三個(gè)力的作用答案D?題組3整體法和隔離法與牛頓第二定律的應(yīng)用8 .如圖6所示，質(zhì)量分別為mi、m2的兩個(gè)物體通過(guò)輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(mi在光滑地面上,m2在空中).已知力為Fcos 0A.-Tmi + m2F與水平方向的夾角為a則mi的加速度大小()Fsin0B.：mi+m2C.Fcos (miD.Fsin 0m2答案A解析把m、m

36、2看做一個(gè)整體，在水平方向上加速度相同，由牛頓第二定律可得：Fcos0=(m1+m2)a,所以a=Fcos9,選項(xiàng)A正確.mim29 .車(chē)廂里懸掛著兩個(gè)質(zhì)量不同的小球，上面的球比下面的球質(zhì)量大，當(dāng)車(chē)廂向右做勻加速運(yùn)動(dòng)(空氣阻力不計(jì))時(shí)，下列各圖中正確的是答案B圖7?題組4兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析和計(jì)算10 .（2010山東理綜16）如圖7所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接.下列圖象中v、a、f和s分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，其中正確的是（答案C解析物體在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦

37、力fi=mgos0加速度a1=g（sin。一囚os速度v1=a1tl路程s1=2a1t2,由此可知A、B、D均錯(cuò)誤；在水平面上物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力f2=mg加速度a2=wg速度v2=v1a2t2=a1tla2t2,所以C正確.11 .如圖8（a）所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置但刑一物體（物體與彈簧不連接）,初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用電如卜7!豎直向上的拉力f作用在物體上，使物體開(kāi)始向上做勻加速|(zhì)1/i運(yùn)動(dòng)，拉力F與物體位移x之間的關(guān)系如圖（b）所示（g=導(dǎo)-I一JLywys04工/cm10m/s2）,則下列結(jié)論正確的是（）阿A.物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)圖8B

38、.彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC.物體的質(zhì)量為3kg2D,物體的加速度大小為5m/s答案D解析設(shè)物體的質(zhì)量為m,靜止時(shí)彈簧的壓縮量為Ax,由牛頓第二定律可得kAx=mg現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開(kāi)始向上彳勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)拉力F與物體位移x的關(guān)系可得10=ma30mg=ma聯(lián)立可以解得，物體的質(zhì)量m=2kg,物體的加速度a=5m/s2,k=500N/m,故只有D正確.12.一個(gè)物塊置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖9（a）所示，速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（b）所示.取g=10m/s2,求：(1)1s末物塊所受摩擦力的大小Ffi；(2)物塊在前6s內(nèi)的位

39、移大小x;(3)物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)世答案(1)4N(2)12m(3)0.4解析(1)從題圖(a)中可以讀出，當(dāng)t=1s時(shí),Ff1=F1=4N(2)由題圖(b)知物塊在前6s內(nèi)的位移大小m=12m(3)從題圖(b)中可以看出，在t=2s至t=4s的過(guò)程中，物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a=晉=2m/s2=2m/s2由牛頓第二定律得F2-mg=maF3=Ff3=科mgF2-F3128所以m=-a-=2kg=2kg嚴(yán)丘=3=0.4艮mg2X10登陸www.zxstkw,com免費(fèi)聆聽(tīng)名師細(xì)講本題切13.如圖10甲所示，有一足夠長(zhǎng)的粗糙斜面，傾角0=37。，一滑塊以初速度vo=16m/s從(

40、已知：sin 37 =0.6,底端A點(diǎn)滑上斜面，滑至B點(diǎn)后又返回到A點(diǎn).滑塊運(yùn)動(dòng)的圖象如圖乙所示，求:圖10(1)AB之間的距離；(2)滑塊再次回到A點(diǎn)時(shí)的速度；滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所用的時(shí)間.答案(1)16m(2)8隹m/s(3)(2+2，2)s解析(1)由v-t圖象知AB之間的距離為：16X2sab=2m=16m.(2)設(shè)滑塊從A滑到B過(guò)程的加速度大小為a1，從B返回到A過(guò)程的加速度大小為a2,滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為的則有:a1 = gsin 0+cos 0=16 02m/s2= 8 m/ s2a2=gsin0-科as0則滑塊返回到A點(diǎn)時(shí)的速度為,有v20=2a2SAB聯(lián)立各式解得：

41、a2=4m/s2,vt=8/m/s.設(shè)滑塊從A到B用時(shí)為ti,從B返回到A用時(shí)為t2,則有：ti=2s,t2=（=2/s則滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所用的時(shí)間為t=tl+t2=（2+2y2）s.練出高分單元小結(jié)練牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析（限時(shí)：45分鐘）1.牛頓第一定律和牛頓第二定律共同確定了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列相關(guān)描述正確的是（）A.力是使物體產(chǎn)生加速度的原因，沒(méi)有力就沒(méi)有加速度B.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，質(zhì)量決定著慣性的大小C.速度變化越快的物體慣性越大，勻速運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)沒(méi)有慣性D.質(zhì)量越小，慣性越大，外力作用的效果越明顯答案AB2 .放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作

42、用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖1所示.取重力加速度g=10m/s2由此兩圖線可以求得圖1()A . m= 0.5 kg,產(chǎn) 0.4C. m= 0.5 kg, 尸 0.2 答案 AB. m= 1.5 kg,尸 0.4D. m= 1.5 kg,尸 0.2圖2D . FMa3 .如圖2所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉動(dòng)小車(chē)和木塊一起做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的勻加速運(yùn)動(dòng).小車(chē)質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,加速度大小為a,木塊和小車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科，則在這個(gè)過(guò)程中，木塊受到的摩擦力大小是（）A.maB.mamFC.M+m答案BCD4 .如圖3所示，小車(chē)上有一根固定的水平橫桿，橫桿左端固定

43、的輕桿與豎直方向成。角，輕桿下端連接一小鐵球；橫桿右1米的薄木板A的正端用一根細(xì)線懸掛一相同的小鐵球，當(dāng)小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線保持與豎直方向成a角，若依a,則下列說(shuō)法中正確的是A.輕桿對(duì)小球的彈力方向沿著輕桿方向向上B.輕桿對(duì)小球的彈力方向與細(xì)線平行向上C.小車(chē)一定以加速度gtana向右做勻加速運(yùn)動(dòng)D.小車(chē)一定以加速度gtan。向右做勻加速運(yùn)動(dòng)答案B5.如圖4所示，水平傳送帶足夠長(zhǎng)，傳送帶始終順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)為中央放置一個(gè)小木塊B,A和B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,A和傳/7送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,薄木板的質(zhì)量是木塊質(zhì)量的2倍，（J三寸一O輕輕把AB整體放置在傳送帶的中央，設(shè)傳送帶

44、始終繃緊并處于圖4水平狀態(tài)，g取10m/s2,在剛放上很短的時(shí)間內(nèi)，A、B的加速度大小分別為（）A.6.5m/s2、2m/s2B.5m/s2、2m/s2C.5m/s2、5m/s2D.7.5m/s2、2m/s2答案A圖56.在2010年上海世博會(huì)風(fēng)洞飛行表演上，若風(fēng)洞內(nèi)向上的風(fēng)速、風(fēng)量保持不變，讓質(zhì)量為m的表演者通過(guò)身姿調(diào)整，可改變所受向上的風(fēng)力大小，以獲得不同的運(yùn)動(dòng)效果.假設(shè)人體受風(fēng)力大小與有效面積成正比，已知水平橫躺時(shí)受風(fēng)力有效面積最大，站立時(shí)受風(fēng)力有效面積最小，為最大值的1/8.風(fēng)洞內(nèi)人可上下移動(dòng)的空間總高度為H.開(kāi)始時(shí)，若人體與豎直方向成一定角度傾斜時(shí)，受風(fēng)力有效面積是最大值的一半，恰好

45、可以靜止或勻速漂移.現(xiàn)人由靜止開(kāi)始從最高點(diǎn)A以向下的最大加速度勻加速下落，如圖5所示，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后，再以向上的最大加速度勻減速下落，到最低點(diǎn)C處速度剛好為零，則下列說(shuō)法中正確的有（）1A.人向上的最大加速度是2g，一，一一3B.人向下的取大加速度是4gC. BC之間的距離是3H、，一1D. BC之間的距離是2H答案BC圖67 .如圖6所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一個(gè)豎直擋板擋住.現(xiàn)用一個(gè)力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，忽略一切摩擦，以下說(shuō)法中正確的是（）A.若加速度足夠小，豎直擋板對(duì)球的彈力可能為零8 .若加速度足夠大，斜面對(duì)球的彈力可能為零C.斜面和擋板對(duì)球的彈力

46、的合力等于maD.斜面對(duì)球不僅有彈力，而且該彈力是一個(gè)定值答案 D6-1 l o t i fS圖7解析設(shè)球的質(zhì)量為m,斜面傾角為以斜面給球的彈力為Fi,豎直擋板給球的彈力為F2.對(duì)球受力分析，如圖所示.由牛頓第二定律得：Ficos0mg=0,F2Fisin0=ma解得F1=mg是定值，F(xiàn)2=mgtan0+ma,故A、B錯(cuò)，D正確；球所受斜面、擋板的力貿(mào)cos0及重力的合力為ma,故C錯(cuò).8.質(zhì)量為0.3kg的物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，圖7中a、b直線分別表示物體受水平拉力和不受水平拉力時(shí)的vt圖象，則求：(取g=10m/s2)(1)物體受滑動(dòng)摩擦力多大？(2)水平拉力多大？答案見(jiàn)解析解析(1)由題圖知圖線a的加速度為a1=1m/s23圖線b的加速度為2/2323m/s根據(jù)牛頓第二定律得，摩擦力Ff=ma2=0.2N,方向與運(yùn)動(dòng)方