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高中物理知识点大全《牛顿第二定律及应用》试题巩固(2019年最新版)(十)
![]() 参考答案:小球的受力如图,当车向左做匀速行驶时,小球处于平衡状态,根据共点力平衡得, 本题解析: 本题难度:简单 2、选择题 一个弹簧下端连接一个质量为M的重物,放在水平地面上,开始时,在弹簧的上端A点施加竖直向上的且缓缓增大的拉力,当弹簧伸长x时重物对地的压力刚好为零;后来,若突然用力迅速将弹簧上端拉至伸长2x时,保持上端点不动,此后在重物上升过程中,下列说法正确的是?( ) |
参考答案:
A、由题,缓缓增大的拉力,当弹簧伸长x时重物对地的压力刚好为零,则有Mg=kx.若突然用力迅速将弹簧上端拉至伸长2x时,刚上升时,设弹簧的拉力大小为F,则F=2kx,得到F=2Mg,根据牛顿第二定律得:F-Mg=Ma,得a=g.故A正确.
B、弹簧第一次回到原长时,弹性势能为零,根据功能关系得知,向上的拉力做的功等于重物机械能的增加.故B正确.
C、重物在升到高度为x之前,弹簧的拉力大于重力,重物加速上升.重物在升到高度为x之后,弹簧的拉力小于重力,重物减速上升,所以重物在升到高度为x处时重物的速度,则其动能也最大.故C正确.
D、弹簧的形变量越大,弹性势能越大,可见重物刚上升时弹性势能最大.故D错误.
故选ABC
本题解析:
本题难度:简单
3、简答题 如图1所示,在倾角α=60°的斜面上放一个质量m的物体,用k=100N/m的轻弹簧平行斜面吊着.发现物体放在PQ间任何位置恰好都处于静止状态,测得AP=22cm,AQ=8cm,则物体与斜面间的最大静摩擦力等于多少?
参考答案:
本题解析:物体位于Q点时,弹簧必处于压缩状态,对物体的弹簧TQ沿斜面向下;物体位于P点时,弹簧已处于拉伸状态,对物体的弹力Tp沿斜面向上.P,Q两点是物体静止于斜面上的临界位置,此时斜面对物体的静摩擦力都达到最大值fm,其方向分别沿斜面向下和向上.
【解】 作出物体在P、Q两位置时的受力图(图2),设弹簧原长为L0,则物体在Q和P两处的压缩量和伸长量分别为
x1=L0-AQ,x2=AP-L0.
根据胡克定律和物体沿斜面方向的力平衡条件可知:
kx1 =k(L0-AQ)=fm - mgsinα,
kx2 =k(AP-L0)="fm" + mgsinα.
联立两式得
【说明】 题中最大静摩擦力就是根据物体的平衡条件确定的,所以画出P、Q两位置上物体的受力图是至关重要的.
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,A、B两轮间距l=3.25 m,套有传送带,传送带与水平面成θ=30°角,轮子转动方向如图所示,使传送带始终以2 m/s的速度运行,将一物体无初速度地放到A轮处的传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数,求物体从A运动到B所需的时间。(g取10 m/s2)
参考答案:解:刚将物体由静止放上传送带时,摩擦力提供动力,如图甲所示,由牛顿第二定律得:
在x轴方向:mgsin30°+Ff=ma1 ①
在y轴方向:FN-mgcosθ=0 ②
摩擦力公式Ff=μFN ③
由①②③式得a1=g(sin30°+μcos30°)=8.0 m/s2
故有:第一阶段加速的时间为
第一阶段物体的位移为m=0.25 m
当物体在第二阶段中与传送带具有共同速度时,所受摩擦力Ff"=0,又由于mgsin30°>μmgcos30°,故物体仍会继续加速下滑,而摩擦力方向变为沿斜面向上,受力如图乙所示,由牛顿第二定律可得:
x轴方向上:mgsin30°-Ff""=ma2 ④
y轴方向上:FN-mgcos30°=0 ⑤
摩擦力公式:Ff""=μFN ⑥
由以上三式得:a2=g(sin30°-μcos30°)=2.0 m/s2
因而,在第二阶段物体以v=2 m/s和a2=2.0 m/s2做匀加速运动,其位移为:x2=l-x1=3.25 m-0.25 m=3.0 m
由位移公式得x2=vt2+,代入数值得:3=2×t2+
×2t22,解得t2=1 s
故所用总时间为t=t1+t2=0.25 s+1 s=1.25 s
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 如图所示,物体A的质量m1=1 kg,静止在光滑水平面上的木板B的质量为m2=0.5 kg、长L=1 m,某时刻A以v0=4 m/s的初速度滑上木板B的上表面,为使A不至于从B上滑落,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力F,若A与B之间的动摩擦因数μ=0.2, 忽略物体A的大小,则拉力F应满足的条件为
[? ]
A.0≤F≤3 N?
B.0≤F≤5 N
C.1 N≤F≤3 N?
D.1 N≤F≤5 N
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
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