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牛顿运动定律题型练习

牛顿运动定律题型分项练习一、解连接体问题整体法与隔离法在实际问题中,常常遇到几个相互联系的、在外力作用下一起运动的物体系。

因此,在解决此类问题时,必然涉及选择哪个物体为研究对象的问题。

整体法与隔离法的综合应用实际上,不少问题既可用“整体法”也可用“隔离法”解,也有不少问题则需要交替应用“整体法”与“隔离法”。

因此,方法的选用也应视具体问题而定。

1.求内力:先整体求加速度,后隔离求内力。

2.求外力:先隔离求加速度,后整体求外力。

例题分析1、相同材料的物块m 和M 用轻绳连接,在M 上施加恒力 F ,使两物块作匀加速直线运动,求在下列各种情况下绳中张力。

(1)地面光滑,T=? (2)地面粗糙设与地面间的摩擦因数为μ,T=? (3)竖直加速上升,T=?(4)斜面光滑,加速上升,T=?总结:①无论m 、M 质量大小关系如何,无论接触面是否光滑,无论在水平面、斜面或竖直面内运动,细线上的张力大小不变。

②动力分配原则:两个直接接触或通过细线相连的物体在外力的作用下以共同的加速度运动时,各个物体分得的动力与自身的质量成正比,与两物体的总质量成反比。

③条件:加速度相同;接触面相同a同步练习1.如图所示,质量分别为mA 、mB 的A 、B 两物块用轻线连接放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F 拉A ,使它们沿斜面匀加速上升,A 、B 与斜面的动摩擦因数均为μ,为了增加轻线上的张力,可行的办法是( ) A .减小A 物的质量 B .增大B 物的质量 C .增大倾角θ D .增大动摩擦因数μ2.光滑水平桌面上有一链条,共有 (P+Q)个环,每个环的质量均为m 。

链条右端受到一水平拉力F ,如右图所示,则从右向左数, 第P 环对第(P+1)环的拉力是A .FB .(P+1)F C. QF/(P+Q ) D. PF/(P+Q )3. (2004年全国)如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m 1­和m 2,拉力F 1和F 2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F 1>F 2。

试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T 。

4.(2002年广西物理)跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,如图所示.已知人 的质量为70kg ,吊板的质量为10kg ,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可忽略不计.取重力加速度g =10m/s2.当人以440N 的力拉绳时,人与吊板的加速度a 和人对吊板的压力F 分别为( ) A .a=1.0m/s2,F=260N B .a=1.0m/s2,F=330N C .a=3.0m/s2,F=110N D .a=3.0m/s2,F=50N6.(09年安徽卷)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。

为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。

一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。

设运动员的质量为65kg ,吊椅的质量为15kg ,不计定滑轮与绳子间的摩擦。

重力加速度取g=10m/s2。

当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求 (1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力。

二、临界问题1.临界状态:在物体的运动状态变化的过程中,相关的一些物理量也随之发生变化。

当物体的运动变化到某个特定状态时,有关的物理量将发生突变,该物理量的值叫临界值,这个特定状态称之为临界状态。

2. 关键词语:在动力学问题中出现的“最大”、“最小”、“刚好”、“恰能”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件3. 极限分析法用极限分析法,将问题推到极端状态或极端条件下进行分析,问题有时会顿时变得明朗而简单了物理解题中的极端假设分析法分为三种类型:定性分析、定量分析和综合分析.(1)定性分析:利用极端假设法进行定性分析,可使问题迅速得到解答.(2)定量计算:在物理解题,特别是解答选择题时,采用极端假设分析法,选择适当的极限值——最大值、最小值、零值、无限大值以及临界值等代人备选答案,会使解题收到意想不到的简化效果.(3)综合分析:将定性分析与定量分析有机结合起来,灵活地运用物理知识和数学知识。

例题1.如图所示,两物体m 1 和m 2 静止在光滑的水平面上,用外力拉m 1 ,两物体一起往右加速。

当这个外力为F 1 时,两物体刚要相对滑动。

换成用外力来拉m 2 ,要想把m 2 刚好从m 1 下面拉出来,问这时的外力F 2 的大小是多少?例题2. 如图一倾角为θ的斜面固定在水平地面上,一质量为m的小物体静止在上面,它与斜面的动摩擦因数为μ,现在用一个外力F沿斜面往上拉小物体,没有拉动,求F的取值范围。

拓展:用水平外力F往右推,没推动,求F的取值范围。

例题3. 如图,斜面和地面都光滑,斜面倾角为θ,质量M ,物体质量为m ,用外力F 推着两物体一起向左匀加速运动,两物体无相对滑动,求F 和两物体的加速度a 。

拓展:(1)地面光滑,小物体和斜面有摩擦因数为μ,用外力F 推着两物体一起向左匀加速运动,求F 的范围。

例题4. 如图,小车在匀加速往右运动,后壁上有一个小物体质量为m 和小车壁的摩擦因数为μ,问小车的加速度至少为多少时,小物体才不掉下来?例题5.如图所示,倾角为α的光滑斜面体上有一个小球m 被平行于斜面的细绳系于斜面上, 斜面体放在水平面上.(1)要使小球对斜面无压力,求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向. (2)要使小球对细绳无拉力,求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向.(3)若已知α=60°,m =2 kg,当斜面体以a =10 m/s 2向右做匀加速运动时,绳对小球拉力多大?三、多过程运动问题1、如图所示为一足够长斜面,其倾角为θ=37°,一质量m =10 kg 物体,在斜面底部受到一个沿斜面向上的F =100 N 的力作用由静止开始运动,物体在2 s 内位移为4 m ,2 s 末撤去力F ,(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2)求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;(2)从撤掉力F 开始1.5 s 末物体的速度v ; (3)从静止开始3.5 s 内物体的位移和路程.2、如图所示,质量为10kg 的物体在F =200 N 的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角θ=37o .力F 作用2秒钟后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后,速度减为零。

求:物体与斜面间的动摩擦因数μ和此过程物体的总位移x.(已知 sin37o =0.6,cos37o =0.8,g =10m/s 2)3、如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m =1 kg 的物体,物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F =10 N ,方向平行斜面向上,经时间t =4 s 绳子突然断了,求: (1)绳断时物体的速度大小.(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间. (sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,g =10 m /s 2)4、如图甲所示,质量为m=1 kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示,取g=10 m/s2.试求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小;(2)t=6 s时物体的速度,并在图乙上将t=6 s内物体运动的v-t图象补画完整,要求标明有关数据.5.如图,将质量m=1kg的圆环套在固定的倾斜直杆上,杆的倾角为37°,环的直径略大于杆的截面直径.对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角为37°的拉力F=10N,使圆环由静止开始沿杆加速度向上运动,已知环与杆间动摩擦因数μ=0.5.(g取10m/s2)求:(1)F作用2s时圆环的速度是多大?(2)2s后撤去力F,求圆环继续沿杆上滑的最大距离是多少?四、弹簧问题1.如图所示,自由落下的小球,从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中,小球的速度及所受的合外力的变化情况是()A.合外力一直变小,速度一直变小直到为零B.合外力先变小后变大,速度一直变小直到零C.合力先变小,后变大;速度先变大,然后变小直到为零D.合力先变大,后变小,速度先变小,后变大2.如图所示,轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板,竖立在水平面上。

在薄板上放一重物,用手将重物向下压缩到一定程度后,突然将手撤去,则重物将被弹簧弹射出去,则在弹射过程中(重物与弹簧脱离之前)重物的运动情况是( )A、一直加速运动B、匀加速运动C、先加速运动后减速运动D、先减速运动后加速运动3.如图所示,静止在光滑水平面上的物体A,一端靠着处于自然状态的弹簧.现对物体作用一水平恒力,在弹簧被压缩到最短这一过程中,物体的速度和加速度变化的情况是()A.速度增大,加速度增大B.速度增大,加速度减小C.速度先增大后减小,加速度先增大后减小D.速度先增大后减小,加速度先减小后增大4.如图所示,物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动,与一个右端固定的轻质弹簧相撞,并被弹簧反向弹回。

若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律,那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中A.P做匀变速直线运动( )B.P的加速度大小不变,但方向改变一次C.P的加速度大小不断改变,当加速度最大时,速度最小D.有一段过程,P的加速度逐渐增大,速度也逐渐增大5、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。

如图7所示。

现让木板由静止开始以加速度a(a<g=匀加速向下移动。

求经过多长时间木板开始与物体分离。

图76、一弹簧秤的秤盘质量m 1=1.5kg ,盘内放一质量为m 2=10.5kg 的物体P ,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800N/m ,系统处于静止状态,如图9所示。

现给P 施加一个竖直向上的力F ,使P 从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在最初0.2s 内F 是变化的,在0.2s 后是恒定的,求F 的最大值和最小值各是多少?(g=10m/s 2)五、传送带问题一、水平面上的传送带1、 如图1所示,水平传送带以a 1=0.5m/s 2的加速度水平向右运动,传送带两端距离是s =14m ,将一质量为m 的物体轻放在传送带左端A ,此时传送带的瞬时速度为v 0=1m/s ,已知传送带与物体间的动摩擦因数为µ=0.1,求物体从传送带一端运动到另一端所需时间。

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