2018_2019學(xué)年高中物理同步重難講練之牛頓運(yùn)動(dòng)定律學(xué)案（打包6套）新人教版.zip,2018,_2019,學(xué)年,高中物理,同步,重難講練,牛頓,運(yùn)動(dòng),定律,打包,新人 專題03 牛頓第二定律的瞬時(shí)性 重難講練 1. 求解瞬時(shí)加速度的一般思路 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)積累的過(guò)程，不會(huì)發(fā)生突變?！　　　　　? 【典例1】　兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，如圖4所示?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩OA，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A、B的加速度分別用a1和a2表示，則(　　) A.a1＝g，a2＝g B.a1＝0，a2＝2g C.a1＝g，a2＝0 D.a1＝2g，a2＝0 【答案】　A 【解析】　由于繩子張力可以突變，故剪斷OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g。故選項(xiàng)A正確。 【典例2】（2019屆福建省廈門(mén)市湖濱中學(xué)高三上第一次階段檢測(cè)） 如圖，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過(guò)系在a上的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)O.整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將細(xì)線剪斷，將物塊a的加速度的大小記為a1，S1和S2相對(duì)于原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)分別記為Δl1和Δl2，重力加速度大小為g.在剪斷的瞬間(　　) A． a1=3g B． a1=0 C． Δl1=2Δl2 D． Δl1=Δl2 【答案】AC 【解析】 對(duì)a、b、c分別受力分析如圖， 根據(jù)平衡條件，有： 對(duì)a：F2=F1+mg 對(duì)b：F1=F+mg 對(duì)c：F=mg 所以：F1=2mg 故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。 【典例3】如圖所示，A、B、C三球的質(zhì)量均為m，輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A球相連，A、B間由一輕質(zhì)細(xì)線連接，B、C間由一輕桿相連。傾角為θ的光滑斜面固定在地面上，彈簧、細(xì)線與輕桿均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.A球的加速度沿斜面向上，大小為gsin θ B.C球的受力情況未變，加速度為0 C.B、C兩球的加速度均沿斜面向下，大小均為gsin θ D.B、C之間桿的彈力大小為0 【答案】　CD 的彈力不變，根據(jù)牛頓第二定律得A球的加速度沿斜面向上，大小a＝2gsin θ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；細(xì)線被燒斷的瞬間，把B、C看成整體，根據(jù)牛頓第二定律得B、C球的加速度a′＝gsin θ，均沿斜面向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；對(duì)C進(jìn)行受力分析，C受重力mg、桿的彈力F和斜面的支持力，根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ＋F＝ma′，解得F＝0，所以B、C之間桿的彈力大小為0，選項(xiàng)D正確。 【跟蹤訓(xùn)練】 1．一輕彈簧上端固定，下端掛一物塊甲，甲與乙用一細(xì)線相連，甲、乙質(zhì)量相等，當(dāng)甲、乙間的連線被剪斷的瞬間， 甲、乙的加速度大小記作a甲和a乙，那么 A． a甲=0，a乙=g B． a甲=0，a乙=0 C． a甲=g，a乙=g D． a甲=g，a乙=0 【答案】C 【解析】繩被剪斷前，以整體為研究對(duì)象得到，彈簧的拉力等于2mg。繩被剪斷瞬間，乙只受重力，所以，甲所受彈簧的拉力不變，仍為2mg，所以合力為mg，方向向上，其加速度，C正確． 2. 如圖，質(zhì)量為1.5 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上，質(zhì)量為0.5 kg的物體B由細(xì)線懸掛在天花板上，B與A剛好接觸但不擠壓?，F(xiàn)突然將細(xì)線剪斷，則剪斷后瞬間A、B間的作用力大小為(g取10 m/s2)(　　) A.0 B.2.5 N C.5 N D.3.75 N 【答案】　D 【解析】　當(dāng)細(xì)線剪斷瞬間，細(xì)線的彈力突然變?yōu)榱?，則B物體與A物體突然有了相互作用的彈力，此時(shí)彈簧形變?nèi)圆蛔?，?duì)A、B整體受力分析可知，整體受重力G＝(mA＋mB)g＝20 N，彈力為F＝mAg＝15 N，由牛頓第二定律G－F＝(mA＋mB)a，解得a＝2.5 m/s2，對(duì)B受力分析，B受重力和A對(duì)B的彈力F1，對(duì)B有mBg－F1＝mBa，可得F1＝3.75 N，選項(xiàng)D正確。 3．如圖所示，質(zhì)量為m的球與彈簧Ⅰ和水平細(xì)線Ⅱ相連，Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q。球靜止時(shí)，Ⅰ中拉力大小為T(mén)1，Ⅱ中拉力大小為T(mén)2。當(dāng)僅剪斷Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬間，球的加速度a應(yīng)是（ ） A． 若剪斷Ⅰ，則a=g，豎直向下 B． 若剪斷Ⅱ，則，方向水平向左 C． 若剪斷Ⅰ，則，方向沿Ⅰ的延長(zhǎng)線 D． 若剪斷Ⅱ，則a=g，豎直向上 【答案】A 【解析】AC、若剪斷Ⅰ，那么，相當(dāng)于把球拉到水平位置后由靜止釋放，球繞Q做圓周運(yùn)動(dòng)，剛釋放時(shí)，球的速度為零，故向心力為零，那么，細(xì)線Ⅱ的拉力為零，故球只受重力作用，那么，加速度a=g，豎直向下，故A正確，C錯(cuò)誤； BD、若剪斷Ⅱ,彈簧形變來(lái)不及發(fā)生改變,故I中拉力不變,那么,球受到的合外力為T(mén)2,方向水平向左，故加速度a=T2/m，方向水平向左，故B錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤； 故選：A。 4. 如圖所示，在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量m＝1 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ＝45°角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，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。在剪斷輕繩的瞬間(g取10 m/s2)。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.小球受力個(gè)數(shù)不變 B.小球?qū)⑾蜃筮\(yùn)動(dòng)，且a＝8 m/s2 C.小球?qū)⑾蜃筮\(yùn)動(dòng)，且a＝10 m/s2 D.若剪斷的是彈簧，則剪斷瞬間小球加速度的大小a＝10 m/s2 【答案】　B 左，所以加速度向左，故選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；剪斷彈簧的瞬間，輕繩對(duì)小球的拉力瞬間為零，此時(shí)小球所受的合力為零，則小球的加速度為零，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．（2019屆福建省莆田第六中學(xué)高三9月月考） 如圖所示，彈簧p和細(xì)繩q的上端固定在天花板上，下端用小鉤鉤住質(zhì)量為m的小球C，彈簧、細(xì)繩和小鉤的質(zhì)量均忽略不計(jì)．靜止時(shí)p、q與豎直方向的夾角均為60°.下列判斷正確的有( ) A． 若p和球突然脫鉤，則脫鉤后瞬間q對(duì)球的拉力大小為mg B． 若p和球突然脫鉤，則脫鉤后瞬間球的加速度大小為g C． 若q和球突然脫鉤，則脫鉤后瞬間p對(duì)球的拉力大小為mg D． 若q和球突然脫鉤，則脫鉤后瞬間球的加速度大小為g 【答案】D 【解析】原來(lái)p、q對(duì)球的拉力大小均為mg。p和球脫鉤后，球?qū)㈤_(kāi)始沿圓弧運(yùn)動(dòng)，將q受的力沿法向和切線正交分解（見(jiàn)圖1） 有：F-mgcos60°=m=0，即F=mg，合力為mgsin60°=ma，即加速度為a＝gsin60°＝ g，AB錯(cuò)誤；q和球突然脫鉤后瞬間，p的拉力未來(lái)得及改變，仍為mg，因此合力為mg（見(jiàn)圖2），球的加速度為大小為g。故C錯(cuò)誤，D正確；故選D。 6. 如圖所示，在傾角為θ＝30°的光滑斜面上，物塊A、B質(zhì)量分別為m和2m。物塊A靜止在輕彈簧上面，物塊B用細(xì)線與斜面頂端相連，A、B緊挨在一起但A、B之間無(wú)彈力。已知重力加速度為g，某時(shí)刻把細(xì)線剪斷，當(dāng)細(xì)線剪斷瞬間，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.物塊A的加速度為0 B.物塊A的加速度為 C.物塊B的加速度為0 D.物塊B的加速度為 【答案】　B 項(xiàng)B正確。 7. 如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為m，物塊2、4質(zhì)量為M，兩個(gè)系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4。重力加速度大小為g，則有(　　) A.a1＝a2＝a3＝a4＝0 B.a1＝a2＝a3＝a4＝g C.a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝g D.a1＝g，a2＝g，a3＝0，a4＝g 【答案】　C 【解析】　在抽出木板的瞬間，物塊1、2與剛性輕桿接觸處的形變立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛頓第二定律知a1＝a2＝g；而物塊3、4間的輕彈簧的形變還來(lái)不及改變，此時(shí)彈簧對(duì)物塊3向上的彈力大小和對(duì)物塊4向下的彈力大小仍為mg，因此物塊3滿足mg＝F，a3＝0；由牛頓第二定律得物塊4滿足a4＝＝g，所以C正確。 8. 如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁。開(kāi)始時(shí)a、b均靜止。彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb=0，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間 （ ） A .Ffa大小不變 B. Ffa方向改變 C . Ffb仍然為零 D, Ffb方向向右 【答案】AD 9. 如圖a所示，一質(zhì)量為m的物體系于長(zhǎng)度分別為l1、l2的兩根細(xì)線上，l1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，l2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將l2線剪斷，求剪斷瞬時(shí)物體的加速度． （1）下面是某同學(xué)對(duì)該題的一種解法： 解：設(shè)l1線上拉力為T(mén)1，l2線上拉力為T(mén)2，物體重力為mg，物體在三力作用下保持平衡T1cosθ＝mg，T1sinθ＝T2，T2＝mgtanθ 剪斷線的瞬間，T2突然消失，物體即在T2反方向獲得加速度．因?yàn)閙g tanθ＝ma，所以加速度a＝g tanθ，方向在T2反方向． 你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？請(qǐng)對(duì)該解法作出評(píng)價(jià)并說(shuō)明理由． （2）若將圖a中的細(xì)線l1改為長(zhǎng)度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖3-3-2b所示，其他條件不變，求解的步驟和結(jié)果與（l）完全相同，即 a＝g tanθ，你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由． 【答案】（1）不正確，a=gsinθ；（2）正確. 【解析】（1）這個(gè)結(jié)果不正確.這個(gè)同學(xué)的錯(cuò)誤主要是認(rèn)為剪斷線l2的瞬間，細(xì)線l1上的拉力不變，把細(xì)線和彈簧的特點(diǎn)混為一談；實(shí)際上，剪斷線l2的瞬間，T2突然消失，且細(xì)線l1上的拉力也發(fā)生突變，這時(shí)相當(dāng)于一個(gè)單擺從最高點(diǎn)由靜止釋放的瞬間，物體受重力mg和細(xì)線l1上的拉力T兩個(gè)力的作用，將重力沿細(xì)線方向和垂直細(xì)線方向正交分解，則物體所受的合外力為F=mgsinθ，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma，即物體的加速度應(yīng)為a=gsinθ. (2) 正確.若將圖a中的細(xì)線l1改為長(zhǎng)度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，則剪斷線l2的瞬間，T2突然消失，且細(xì)線l1上的拉力也不能發(fā)生突變，即T1不變，則物體即在T2反方向獲得加速度．由mg tanθ＝ma，所以加速度a＝g tanθ，方向在T2反方向． 模擬提升 1．（2019屆云南省師范大學(xué)附屬中學(xué)高三上第二次月考） 如圖所示,A球的質(zhì)量為m1,B球的質(zhì)量為m2,彈簧的質(zhì)量不計(jì),傾角為0的斜面光滑,系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧與細(xì)線均平行于斜面,在細(xì)線被燒斷的瞬間,下列說(shuō)法正確的是 A． B球的瞬時(shí)加速度為0 B． B球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下,大小為 C． A球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下,大小為 D． A、B兩球的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下,大小均為 【答案】AC 面向下，故BD錯(cuò)誤，AC正確；故選AC。 2．（2019屆湖北安陸一中高三月考（8月份）） 如圖甲所示，質(zhì)量為m的小球用水平彈簧系住，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AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為a1；把彈簧換成水平細(xì)繩，當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為a2，則(　　) A． ，方向垂直木板向下 B． a1=g，方向豎直向下 C． ，方向垂直木板向下 D． a2=g，方向豎直向下 【答案】AD 【解析】木板撤去前，小球處于平衡態(tài)，受重力、支持力和彈簧的拉力，如圖 根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有F-Nsin30°=0；Ncos30°-G=0；解得 N=，F(xiàn)=；木板AB突然撤去后，支持力消失，但是彈簧的彈力不變，重力mg和拉力F不變，合力等于支持力N，方向與N反向，故加速度為；方向垂直于木板向下。如果換成細(xì)繩，當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間，此時(shí)細(xì)繩的拉力F立即變?yōu)?，小球只受重力作用，則小球的加速度大小為g，豎直向下；故AD正確，BC錯(cuò)誤；故選AD. 3．（2019屆黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上第一次月考） 如圖所示，吊籃A、物體B、物體C的質(zhì)量分別為m、3m、2m。B和C分別固定在彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計(jì)。B和C在吊籃的水平底板上處于靜止?fàn)顟B(tài)。將懸掛吊籃的細(xì)線剪斷的瞬間(　　) A． 吊籃A的加速度大小為2g B． 物體B的加速度大小為g C． 物體C的加速度大小為2g D． A、B、C的加速度大小都等于g 【答案】AC 【解析】彈簧開(kāi)始的彈力F=3mg，剪斷細(xì)線的瞬間，彈力不變，將C和A看成一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律得，aAC==2g，即A、C的加速度均為2g。故AC正確。剪斷細(xì)線的瞬間，彈簧彈力不變，B的合力仍然為零，則B的加速度為0．故BD錯(cuò)誤。故選AC。 4．（2019屆江蘇省徐州市第一中學(xué)高三上第一次月考） 如右圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為。重力加速度大小為g。則有 ( ) A． ， B． C． ， D． ， 【答案】D 【解析】木板抽出前后兩物體受力如圖所示： 正確，ABC錯(cuò)誤；故選D。 5．（2019屆寧夏育才中學(xué)高三上月考二） 細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球用固定在墻上的水平彈簧支撐，小球與彈簧不粘連，平衡時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°，如圖所示，以下說(shuō)法正確的是(已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8)(　　) A． 小球靜止時(shí)彈簧的彈力大小為mg B． 小球靜止時(shí)細(xì)繩的拉力大小為mg C． 細(xì)線燒斷瞬間小球的加速度立即為g D． 彈簧剪斷瞬間小球的加速度立即為g 【答案】A 【解析】A、小球靜止時(shí)，對(duì)小球進(jìn)行分析受力，如圖所示： 由平衡條件得，彈簧的彈力大小為： 細(xì)繩的拉力大小為：，故A正確，B錯(cuò)誤； C、細(xì)繩燒斷瞬間繩的拉力T立刻消失，但是瞬間彈簧的彈力不變，則小球所受的合力與燒斷前細(xì)繩拉力的大小相等、方向相反，由牛頓第二定律得，此瞬間小球的加速度大小為：，故C錯(cuò)誤； D、剪斷彈簧的瞬間，彈簧的彈力立刻消失，同時(shí)繩的拉力也發(fā)生突變，則小球向下擺動(dòng)，受力分析如圖所示： 則根據(jù)牛頓第二定律可知：，則，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 6．（2019屆烏魯木齊市第一中學(xué)高三上第一次月考） 質(zhì)量為m的小球，在不可伸長(zhǎng)的輕繩AC和輕質(zhì)彈簧BC作用下靜止，如圖所示，且，，當(dāng)突然在球的附近剪斷彈簧或繩子時(shí)，小球的加速度分別為（ A． ， B． ， C． ， D． ， 【答案】A 7．（2019屆湖北省黃岡市高三年級(jí)9月質(zhì)量檢測(cè)） 如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A和B通過(guò)一輕彈簧連接，并放置于傾角為θ的光滑固定斜面上，用一輕繩一端連接B，另一端固定在墻上，繩與斜面平行，物塊A和B靜止．突然剪斷輕繩的瞬間，設(shè)A、B的加速度大小分別為aA和aB，（彈簧在彈性限度內(nèi)，重力加速度為（ ） A． aA = 0,aB = 2gsinθ B． aA =gsinθ,aB =2gsinθ C． aA =0,aB = gsinθ D． aA = aB = gsinθ 【答案】A 【解析】開(kāi)始系統(tǒng)靜止，由平衡條件得，對(duì)A：T=mgsinθ，對(duì)B：F繩=T+mgsinθ，細(xì)線被燒斷的瞬間，細(xì)線的拉力立即減為零，但彈簧的彈力不發(fā)生改變，則A受力情況未變，A所受合外力為零，加速度為零，即：aA=0；對(duì)B，由牛頓第二定律得：；故選A。 8．（2018江蘇省贛榆高級(jí)中學(xué)高三上調(diào)研測(cè)試） 如圖所示，在水平面和豎直墻壁之間放置質(zhì)量為m、高為h的木塊A和質(zhì)量為M、半徑為R的球B，各接觸面均光滑，木塊受到水平向右的外力F作用，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。O為B的球心，C為A、B接觸點(diǎn)?，F(xiàn)撤去外力F，則（ ） A． 撤去外力F瞬時(shí)，木塊A的加速度 B． 撤去外力F瞬時(shí)，球B的加速度aB = 0 C． 撤去外力F瞬時(shí)，墻壁對(duì)球B的彈力FB = 0 D． 撤去外力F前，木塊對(duì)地面壓力N =（m + M）g 【答案】AD 發(fā)生變化，所以都要有加速度，即A和B的加速度都不是零。故B錯(cuò)誤。由于AB之間有力的作用，B要受到A的斜向上的力的作用，而B(niǎo)在水平方向上又不運(yùn)動(dòng)，所以墻對(duì)B一定要有力的作用。故C錯(cuò)誤。對(duì)整體分析，整體在豎直方向上受總重力和支持力，所以N=（M+m）g．故D正確。故選AD。 13