4、
B.箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí),箱內(nèi)物體受到的支持力最大
C.箱子接近地面時(shí),箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大
D.若下落距離足夠長(zhǎng),箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來(lái)”
解析:以整體為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律:
(M+m)g-kv2=(M+m)a①
設(shè)箱內(nèi)物體受到的支持力為FN,以箱內(nèi)物體為研究對(duì)象,
有mg-FN=ma②
由①②兩式得FN=.
通過此式可知,隨著下落速度的增大,箱內(nèi)物體受到的支持力逐漸增大,所以A、B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤,C選項(xiàng)正確.
答案:C
5.如圖所示,在光滑的水平面上疊放著M、P、N三個(gè)物體,質(zhì)量分別為m、2m和m,M、N、P間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,系
5、統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)在對(duì)P施加一個(gè)水平向右的拉力F,欲使P從M和N中拉出來(lái),則F必須大于( )
A.4μmg B.6μmg
C.10μmg D.12μmg
解析:欲使P從M和N中拉出來(lái),需使P的加速度aP大于M的加速度aM和N的加速度aN,分別對(duì)N、P和M應(yīng)用牛頓第二定律得aN=μg、aP=、aM==3μg,可得F>10μmg.
答案:C
6.(xx·湖南省“五市十?!备呷?lián)合檢測(cè))如圖所示,
質(zhì)量為M=5 kg的箱子B置于光滑水平面上,箱子底板上放一質(zhì)量為m2=1 kg的物體C,質(zhì)量為m1=2 kg的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與箱子B相連,在A加速下落的過程中,C與
6、箱子B始終保持相對(duì)靜止.不計(jì)定滑輪的質(zhì)量和一切阻力,取g=10 m/s2,下列不正確的是( )
A.物體A處于失重狀態(tài)
B.物體A的加速度大小為2.5 m/s2
C.物體C對(duì)箱子B的靜摩擦力大小為2.5 N
D.輕繩對(duì)定滑輪的作用力大小為30 N
解析:假設(shè)繩子拉力為FT,根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)A,有:m1g-FT=m1a;對(duì)BC整體,有:FT=(M+m2)a;聯(lián)立解得:FT=15 N;a=2.5 m/s2;物體A有向下加速度,故是失重,故A正確;B正確;對(duì)C受力分析,受重力、支持力和靜摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,有:f=m2a=1×2.5=2.5 N,故C正確;繩子的張力為15 N,
7、由于滑輪兩側(cè)繩子垂直,根據(jù)平行四邊形定則,其對(duì)滑輪的作用力為15 N,所以D錯(cuò)誤.本題選不正確的,故選D.
答案:D
7.如圖所示,
在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個(gè)物體,物體與壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,要使物體不下滑,車廂至少應(yīng)以多大的加速度前進(jìn)( )
A.g/μ B.gμ C.μ/g D.g
解析:對(duì)物體水平方向FN=ma,豎直方向Ff-mg=0,而Ff=μFN,所以a=g/μ,選項(xiàng)A正確.
答案:A
8.(xx·湖南檢測(cè))如圖,
光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m和3m的三個(gè)木塊,其中質(zhì)量為2m和3m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,輕繩能承受的最大拉力為FT
8、.現(xiàn)用水平拉力F拉質(zhì)量為3m的木塊,使三個(gè)木塊一起運(yùn)動(dòng),則以下說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)量為2m的木塊受到四個(gè)力的作用
B.當(dāng)F逐漸增大到FT時(shí),輕繩剛好被拉斷
C.當(dāng)F逐漸增大到1.5FT時(shí),輕繩還不會(huì)被拉斷
D.輕繩剛要被拉斷時(shí),質(zhì)量為m和2m的木塊間的摩擦力為FT
解析:2m的木塊受五個(gè)力作用,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;輕繩剛好不被拉斷時(shí),對(duì)m和2m整體,F(xiàn)T=3ma,對(duì)三個(gè)木塊整體F=6ma,解出F=2FT,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;對(duì)m,F(xiàn)f=ma結(jié)合FT=3ma解出Ff=FT,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:C
9.(多選)(xx·東北四市聯(lián)考)如圖所示,
小車在外力作用下沿傾角為θ的
9、斜面做直線運(yùn)動(dòng),小車的支架上用細(xì)線拴一個(gè)擺球,懸點(diǎn)為O,現(xiàn)用水平虛線MN和豎直虛線PQ將豎直平面空間分成四個(gè)區(qū)間,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.若小車沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng),則穩(wěn)定后細(xì)線可在Ⅲ區(qū)與豎直方向成一定夾角
B.若小車沿斜面向下做勻加速運(yùn)動(dòng),則穩(wěn)定后細(xì)線可在Ⅳ區(qū)與豎直方向成一定夾角
C.無(wú)論小車沿斜面向下的加速度多大,穩(wěn)定后細(xì)線都不可能在Ⅰ區(qū)與水平方向成一定夾角
D.無(wú)論小車沿斜面向上的加速度多大,穩(wěn)定后細(xì)線都不可能沿與ON重合的水平方向
解析:若小車勻速運(yùn)動(dòng),則擺球所受的合力為零,所以細(xì)線處于豎直狀態(tài),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若小車沿斜面向下勻加速運(yùn)動(dòng),由連接體知識(shí)可知,擺球的加速
10、度方向沿斜面向下,即擺球所受合力方向沿斜面向下,由此可知選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;同理,選項(xiàng)D正確.
答案:BD
10.如圖所示(a),一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上,上端放置一物體(物體與彈簧不連接),初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上,使物體開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),拉力F與物體位移s的關(guān)系如圖(b)所示(g=10 m/s2),則下列結(jié)論正確的是( )
A.物體與彈簧分離時(shí),彈簧處于壓縮狀態(tài)
B.彈簧的勁度系數(shù)為7.5 N/cm
C.物體的質(zhì)量為3 kg
D.物體的加速度大小為5 m/s2
解析:物體與彈簧分離時(shí),彈簧處于原長(zhǎng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,由圖(b)知
11、,當(dāng)F1=10 N時(shí),F(xiàn)1=ma,當(dāng)F2=30 N時(shí),F(xiàn)2-mg=ma,聯(lián)立得:m=2 kg,物體與彈簧分離時(shí)物體的位移x=4 cm,初始狀態(tài):mg=k·x,k=5 N/cm,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,a===5 m/s2,選項(xiàng)D正確.
答案:D
二、非選擇題
11.(xx·江蘇卷)如圖所示,將小砝碼置于桌面上的薄紙板上,用水平向右的拉力將紙板迅速抽出,砝碼的移動(dòng)很小,幾乎觀察不到,這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn),若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2,各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g.
(1)當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí),求紙板所受摩擦力的大??;
(2)要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng),求所需拉力的大?。?/p>
12、
(3)本實(shí)驗(yàn)中,m1=0.5 kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝碼與紙板左端的距離d=0.1 m,取g=10 m/s2.若砝碼移動(dòng)的距離超過l=0.002 m,人眼就能感知.為確保實(shí)驗(yàn)成功,紙板所需的拉力至少多大?
解析:(1)砝碼對(duì)紙板的摩擦力大小為Ff1=μm1g,桌面對(duì)紙板的摩擦力大小為Ff2=μ(m1+m2)g紙板所受摩擦力大小Ff=Ff1+Ff2,解得Ff=μ(2m1+m2)g.
(2)設(shè)砝碼的加速度為a1,紙板的加速度為a2,則
Ff1=m1a1,F(xiàn)-Ff1-Ff2=m2a2,
發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)a2>a1,解得F>2μ(m1+m2)g.
(3)砝碼和紙板運(yùn)動(dòng)過程如圖所
13、示,紙板抽出前,砝碼運(yùn)動(dòng)的距離x1=a1t
紙板運(yùn)動(dòng)的距離
d+x1=a2t
a1=μg=2 m/s2
a2==,紙板抽出后,砝碼在桌面上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小仍是μg=2 m/s2,
初速度為a1t1,故采用逆向法處理得:x2=x1,又l=x1+x2
聯(lián)立以上各式可得:F=22.4 N.
答案:(1)μ(2m1+m2)g (2)F>2μ(m1+m2)g
(3)22.4 N
12.(xx·福建卷)質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)的桿水平放置,桿兩端A、B系著長(zhǎng)為3L的不可伸長(zhǎng)且光滑的柔軟輕繩,繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán).已知重力加速度為g,不計(jì)空氣影響.
(1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸
14、掛在空中,如圖(甲),求繩中拉力的大??;
(2)若桿與環(huán)保持相對(duì)靜止,在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)環(huán)恰好懸于A端的正下方,如圖(乙)所示.
①求此狀態(tài)下桿的加速度大小a;
②為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個(gè)多大的外力,方向如何?
解析:(1)如圖(甲),設(shè)平衡時(shí),繩中拉力為FT,
有2FTcosθ-mg=0
由圖知cosθ=
解得FT=mg.
(2)①此時(shí),對(duì)小鐵環(huán)受力分析如圖(乙)所示,有
FT′sinθ′=ma
FT′+FT′cosθ′-mg=0
由圖知θ′=60°,
聯(lián)立解得a=g.
②設(shè)外力F與水平方向成α角,將桿和小鐵環(huán)當(dāng)成一個(gè)整體,其受力如圖(丙)所示,有
Fcosα=(M+m)a
Fsinα-(M+m)g=0
解得F=(M+m)g
tanα=(或α=60°).
答案:(1)mg (2)①g
②(M+m)g 與水平方向成60°角斜向右上方