牛顿第二定律的应用——连接体.doc

1、1cos1gm牛顿第二定律的应用连接体问题一、连接体整体运动状态相同1、如图所示，小车质量均为 M，光滑小球 P 的质量为 m，绳的质量不计，水平地面光滑。要使小球 P 随车一起匀加速运动（相对位置如图所示） ，则施于小车的水平拉力 F 各是多少？（ 已知）球刚好离开斜面 球刚好离开槽底F= F= F= F= 2、如图所示，A、B 质量分别为 m1，m 2，它们在水平力 F 的作用下均一起加速运动，甲、乙中水平面光滑，两物体间动摩擦因数为 ，丙中水平面光滑，丁中两物体与水平面间的动摩擦因数均为 ，求 A、B间的摩擦力和弹力。f= f= FAB= FAB= 3、如图所示,小车的质量为 M,正在向

2、右加速运动,一个质量为 m 的木块紧靠在车的前端相对于车保持静止,则下列说法正确的是( )A.在竖直方向上,车壁对木块的摩擦力与物体的重力平衡B.在水平方向上,车壁对木块的弹力与物体对车壁的压力是一对平衡力C.若车的加速度变小,车壁对木块的弹力也变小D.若车的加速度变大,车壁对木块的摩擦力也变大4、如图所示，质量为 2的物体 2 放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为 1的物体，与物体 1 相连接的绳与竖直方向成 角，则（ ）A. 车厢的加速度为 in B. 绳对物体 1 的拉力为C. 底板对物体 2 的支持力为 )(12D. 物体 2 所受底板的摩擦力为

3、tang二、连接体内部各部分有不同的加速度5、如图所示，一只质量为 m 的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为 M 的竖直杆。当悬绳突然断裂时，小猴急速沿杆竖直上爬，以保持它离地面的高度不变。则杆下降的加速度为（ ）A. g B. gMC. gD. gm27、如图所示，A、B 的质量分别为 mA=0.2kg，m B=0.4kg，盘 C 的质量 mC=0.6kg，现悬挂于天花板 O 处，处于静止状态。当用火柴烧断 O 处的细线瞬间，木块 A 的加速度 aA 多大？木块 B 对盘 C 的压力 FBC 多大？（g 取 10m/s2）8、如图所示，质量为 M 的斜劈形物体放在水平地面上，质量为 m 的

4、粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度为零后加速返回，而物体 M 始终保持静止，则在物块 m 上、下滑动的整个过程中（ ）A. 地面对物体 M 的摩擦力方向没有改变； B. 地面对物体 M 的摩擦力先向左后向右；C. 物块 m 上、下滑时的加速度大小相同；D. 地面对物体 M 的支持力总小于 gm)(9、在粗糙的水平面上有一质量为 M 的三角形木块，两底角分别为 、 ，在三角形木块的两个粗糙斜面上，有两个质量为 1、 2的物体分别以 1a、 2的加速度沿斜面下滑。三角形木块始终是相对地面静止，求三角形木块受到静摩擦力和支持力？【典型例题】例 1.两个物体 A 和 B，质量分别为 m1 和

5、 m2，互相接触放在光滑水平面上，如图所示，对物体 A 施以水平的推力 F，则物体 A 对物体B 的作用力等于（ ）A. B. C.F D.m21F21Fm21扩展：1.若 m1 与 m2 与水平面间有摩擦力且摩擦因数均为 则对 B 作用力等于 。2.如图所示，倾角为 的斜面上放两物体 m1 和 m2，用与斜面平行的力 F 推 m1，使两物加速上滑，不管斜面是否光滑，两物体之间的作用力总为 。例 2.如图所示，质量为 M 的木板可沿倾角为 的光滑斜面下滑，木板上站着一个质量为 m 的人，问（ 1）为了保持木板与斜面相对静止，计算人运动的加速度？（2）为了保持人与斜面相对静止，木板运动的加速度是

6、多少？ABCOMm2m1 m2F A BF m13【针对训练】1.如图光滑水平面上物块 A 和 B 以轻弹簧相连接。在水平拉力 F 作用下以加速度 a 作直线运动，设 A 和B 的质量分别为 mA 和 mB，当突然撤去外力 F 时，A 和 B 的加速度分别为（ ）A.0、0 B.a、0 C. 、 D.a、BAaBAaamB2.如图 A、B、C 为三个完全相同的物体，当水平力 F 作用于 B 上，三物体可一起匀速运动。撤去力 F 后，三物体仍可一起向前运动，设此时 A、 B 间作用力为 f1，B、C 间作用力为 f2，则 f1 和 f2 的大小为（ ）A.f1f 20 B.f 1 0，f 2F

7、C.f 1 ，f 2 D.f 1F，f 2033.如图所示，在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体，物体与壁间的静摩擦因数 0.8，要使物体不致下滑，车厢至少应以多大的加速度前进？（g10m/s 2）4.如图所示，箱子的质量 M5.0kg，与水平地面的动摩擦因数 0.22。在箱子顶板处系一细线，悬挂一个质量 m1.0kg的小球，箱子受到水平恒力 F 的作用，使小球的悬线偏离竖直方向 30角，则 F 应为多少？（g10m/s 2）【能力训练】1.如图所示，质量分别为 M、m 的滑块 A、B 叠放在固定的、倾角为 的斜面上，A 与斜面间、A 与 B 之间的动摩擦因数分别为 1， 2，当 A、B 从静止

8、开始以相同的加速度下滑时，B 受到摩擦力（ ）A.等于零 B.方向平行于斜面向上 C. 大小为 1mgcos D.大小为 2mgcos2.如图所示，质量为 M 的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为 m 的小球。小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为（ ）A.g B. gmC.0 D. FCABVA BF FmMBAa43.如图，用力 F 拉 A、B 、C 三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的 B 物体上加一个小物体，它和中间的物体一起运动，且原拉力 F 不变，那么加上物体以后，两段绳中的拉力 Fa 和 Fb 的变化情况是（

9、 ）A.Ta 增大 B.Tb 增大C.Ta 变小 D.Tb 不变4.如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为 M 的竖直竹竿，当竿上一质量为 m 的人以加速度 a 加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为（ ）A.（M+m）g B.（M+m ）gma C. （M+m）g+ma D.（Mm ）g5.如图，在竖直立在水平面的轻弹簧上面固定一块质量不计的薄板，将薄板上放一重物，并用手将重物往下压，然后突然将手撤去，重物即被弹射出去，则在弹射过程中，（即重物与弹簧脱离之前） ，重物的运动情况是（ ）A.一直加速 B.先减速，后加速C.先加速、后减速 D.匀加速6.如图所示，木块 A 和 B

10、 用一轻弹簧相连，竖直放在木块C 上，三者静置于地面，它们的质量之比是 1:2:3，设所有接触面都光滑，当沿水平方向抽出木块 C 的瞬时，A 和 B的加速度分别是 aA= ，a B 。7.如图所示，一细线的一端固定于倾角为 45的光滑楔形滑块 A 的顶端 P 处，细线的另一端拴一质量为m 的小球。当滑块至少以加速度 a 向左运动时，小球对滑块的压力等于零。当滑块以 a2g 的加速度向左运动时，线的拉力大小 F 。8.如图所示，质量分别为 m 和 2m 的两物体 A、B 叠放在一起，放在光滑的水平地面上，已知 A、B 间的最大摩擦力为 A 物体重力的 倍，若用水平力分别作用在 A 或 B 上，使

11、 A、B 保持相对静止做加速运动，则作用于 A、B 上的最大拉力 FA 与 FB 之比为多少？9.如图所示，质量为 80kg 的物体放在安装在小车上的水平磅称上，小车沿斜面无摩擦地向下运动，现观察到物体在磅秤上读数只有 600N，则斜面的倾角 为多少？物体对磅秤的静摩擦力为多少？A B CTa TbMmABCaPA45AB FMF510.如图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为 mo 的平盘，盘中有一物体，质量为 m，当盘静止时，弹簧的长度比自然长度伸长了 L。今向下拉盘使弹簧再伸长L 后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度以内，刚刚松开手时盘对物体的支持力等于多少？参考答案典型例题：

12、例 1.分析：物体 A 和 B 加速度相同，求它们之间的相互作用力，采取先整体后隔离的方法，先求出它们共同的加速度，然后再选取 A 或 B 为研究对象，求出它们之间的相互作用力。解：对 A、B 整体分析，则 F（m 1+m2）a所以 21a求 A、B 间弹力 FN 时以 B 为研究对象，则 FmN212答案：B说明：求 A、B 间弹力 FN 时，也可以以 A 为研究对象则：FF Nm 1aFF N 2故 FN 1对 A、B 整体分析F（m 1+m2）g=（m 1+m2）aga再以 B 为研究对象有 FN m2gm 2aFNm 2gm 2 121提示：先取整体研究，利用牛顿第二定律，求出共同的加

13、速度 2121sin)(cos)(mggFa in21m再取 m2 研究，由牛顿第二定律得FNm 2gsinm 2gcosm 2a整理得 F1例 2.解（1）为了使木板与斜面保持相对静止，必须满足木板在斜面上的合力为零，所以人施于木板6的摩擦力 F 应沿斜面向上，故人应加速下跑。现分别对人和木板应用牛顿第二定律得：对木板：MgsinF 。对人：mgsin +Fma 人 （a 人 为人对斜面的加速度） 。解得：a 人 ，方向沿斜面向下。singmM（2）为了使人与斜面保持静止，必须满足人在木板上所受合力为零，所以木板施于人的摩擦力应沿斜面向上，故人相对木板向上跑，木板相对斜面向下滑，但人对斜面静

14、止不动。现分别对人和木板应用牛顿第二定律，设木板对斜面的加速度为 a 木 ，则：对人：mgsin F。对木板：Mgsin+F=Ma 木 。解得：a 木 ，方向沿斜面向下。即人相对木板向上加速跑动，而木板沿斜面向下滑singMm动，所以人相对斜面静止不动。答案：（1） （M+m）gsin/m， （2） （M+m）gsin/M 。针对训练1.D 2.C 3.解：设物体的质量为 m，在竖直方向上有： mg=F，F 为摩擦力在临界情况下，FF N，F N 为物体所受水平弹力。又由牛顿第二定律得：FNma由以上各式得：加速度 22/5.1/8.0smsga4.解：对小球由牛顿第二定律得：mgtg=ma

15、对整体，由牛顿第二定律得：F(M+m)g=(M+m)a 由代入数据得：F48N能力训练1.BC 2.D 3.A 4.B 5.C 6.0、 7.g、 g23mg58.解：当力 F 作用于 A 上，且 A、B 刚好不发生相对滑动时，对 B 由牛顿第二定律得：mg=2ma 对整体同理得：F A(m+2m)a 由得 23mg当力 F 作用于 B 上，且 A、B 刚好不发生相对滑动时，对 A 由牛顿第二定律得：mgma 对整体同理得 FB(m+2m)a 由得 FB3mg所以：F A:FB1:29.解：取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象，受总重力 Mg、斜面的支持力 N，由牛顿第二定律得，MgsinMa

16、 ， a=gsin 取物体为研究对象，受力f 静Naxaya7情况如图所示。将加速度 a 沿水平和竖直方向分解，则有f 静 macosmgsincos mgNmasinmgsin 2 由式得：Nmgmgsin 2 =mgcos2，则 cos 代入数据得，30mgN由式得，f 静 mgsincos 代入数据得 f 静 346N。根据牛顿第三定律，物体对磅秤的静摩擦力为 346N。10.解：盘对物体的支持力，取决于物体状态，由于静止后向下拉盘，再松手加速上升状态，则物体所受合外力向上，有竖直向上的加速度，因此，求出它们的加速度，作用力就很容易求了。将盘与物体看作一个系统，静止时：kL(m+m 0)

17、g再伸长L 后，刚松手时，有 k(L+L)(m+m 0)g=(m+m0)a由式得 gLmLka0)()(刚松手时对物体 FNmg=ma则盘对物体的支持力 FNmg+ma=mg(1+ )高一物理牛顿运动定律综合测试题 一本题共 10 小题；每小题 4 分，共 40 分. 在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分.把答案填在答题卷的表格内。1下面单位中是国际单位制中的基本单位的是 （ ）Akg Pa m BN s m C摩尔 开尔文 安培 D牛顿 秒 千克2一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下

18、面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是 （ ）mg8A车速越大，它的惯性越大B质量越大，它的惯性越大C车速越大，刹车后滑行的路程越长D车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大3一质量为 m 的人站在电梯中，电梯减速下降，加速度大小为 （g 为重力加速度） 。人对电梯底部的31压力大小为 （ ）A B2mg Cmg Dg1 m44一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了 4cm再将重物向下拉 1cm，然后放手，则在刚释放的瞬间重物的加速度是 （ ）A2.5 m/s 2 B7.5 m/s 2 C10 m/s 2 D12.5 m/s 25如图所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大

19、小为 F 、方向如图所示的力去推它，使它以加速度 a右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小，则 （ ）Aa 变大 B不变 Ca 变小 D因为物块的质量未知，故不能确定 a 变化的趋势6如图所示，两物体 A 和 B，质量分别为，m 1 和 m2，相互接触放在水平面上对物体 A 施以水平的推力 F，则物体 A 对物体 B 的作用力等于 （ ）A Bm21F21CF D m17在升降机内，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了 20，于是他做出了下列判断中正确的是 （ ） A升降机以 0.8g 的加速度加速上升 B升降机以 0.2g 的加速度加速下降C升降机以 0.2g 的加速度减速上升 D升降机

20、以 0.8g 的加速度减速下降8竖直向上射出的子弹，到达最高点后又竖直落下，如果子弹所受的空气阻力与子弹的速率大小成正比，则 （ ） A子弹刚射出时的加速度值最大 B子弹在最高点时的加速度值最大C子弹落地时的加速度值最小 D子弹在最高点时的加速度值最小9. 如图，物体 A、B 相对静止，共同沿斜面匀速下滑，正确的是 （ ）A A 与 B 间 没有摩擦力 BB 受到斜面的滑动摩擦力为 mBgsinC斜面受到 B 的滑动摩擦力，方向沿斜面向下 DB 与斜面的滑动摩擦因素 = tan 10如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环箱和杆的质量为 M，环的质量为 m已知环

21、沿着杆加速下滑，环与杆的摩擦力的大小为 f，则此时箱对地面的压力 （ ）A等于 Mg B等于( M+m)gFAFBm1 m2BAV9C等于 Mg+f D等于(M+m )g f二本题共 4 小题，共 20 分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答11在探究加速度和力、质量的关系的实验中，测量长度的工具是：_，精度是_ mm，测量时间的工具是_，测量质量的工具是_。12某同学在加速度和力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度 a 和拉力 F 的数据如右表所示（1）根据表中的数据在坐标图上作出 a F 图象（2）图像的斜率的物理意义是_（3）图像（或延长线）与 F 轴的截距的物理意义是_（4）小车

22、和砝码的总质量为 _ kg13认真阅读下面的文字，回答问题。科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：A有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关B他们计划利用一些“小纸杯 ”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设C在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移 一 时间图线然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速

23、度 一 时间图线，如图（b）中图线 l、2、3、4、5所示D同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设回答下列提问：(1) 与上述过程中A、C 步骤相应的科学探究环节分别是_、_(2) 图（a）中的AB段反映了运动物体在做_运动，表中 X 处的值为_(3) 图（b）中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做 _运动，最后“小纸杯”做_ 运动(4) 比较图（b）中的图线1 和 5，指出在 1.0 s 1.5s 时间段内，速度随时间变化关系的差异：_三本题共小题，共 40 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。 有数值计算的题，答案中必须明

24、确写出数值和单位。F / N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60a / ms2 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51时间t/s下落距离s/m0.0 0.0000.4 0.0360.8 0.4691.2 0.9571.6 1.4472.0 X1014在汽车中悬挂一小球，当汽车在作匀变速运动时，悬线不在竖直方向上，则当悬线保持与竖直方向夹角为 时，汽车的加速度有多大？并讨论汽车可能的运动情况。15一水平的传送带 AB 长为 20m，以 2m/s 的速度顺时针做匀速运动，已知物体与传送带间动摩擦因数为 0.1，则把该物体由静止放到传送带的 A 端开始，运动到 B 端所需的时

25、间是多少？16物体质量 m = 6kg，在水平地面上受到与水平面成 370 角斜向上的拉力 F = 20N 作用，物体以 10m/s的速度作匀速直线运动，求力 F 撤去后物体还能运动多远？17在水平面上放一木块 B，重力为 G2 = 100N。再在木块上放一物块 A，重力 G1 = 500N，设 A 和 B，B和地面之间的动摩擦因数 均为 0.5，先用绳子将 A 与墙固定拉紧，如图所示，已知 = 37，然后在木块B 上施加一个水平力 F，若想将 B 从 A 下抽出，F 最少应为多大？18如图所示，在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块 A 、B 它们的质量分别为mA、m B，弹簧的

26、劲度系数为 k , C 为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动，求物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的加速度 a 和从开始到此时物块 A 的位移d。A BvFCABBAF11高一物理牛顿运动定律综合测试题参考答案题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 C BC D A A B BC AC CD C11._刻度尺_、_1_mm 、打点计时器_、_天平_.12.（1） （2）小车和砝码的总质量的倒数（3）小车受到的阻力为 0.1N（4）_1_kg13.（1）作出假设、搜集证据.（2）_匀速_运动，_1.937_.（3）加速度减小的加速_

27、运动，_匀速_运动.（4）图线 1:匀速运动;图线 5:. 加速度减小的加速运动三、本题共小题，共 40 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。 有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14: F tan = ma a = gtan物体向右做匀加速；物体向左做匀减速15 mg = ma a = g = 1m/s2t1 = v/a =1sx1 = at2/2 = 2m x2 = xx1=20m2m=18mt2 = x2/v = 9st = t1+t2 = 11s16：Fcos FN = 0 FN + Fsin mg = 0FGA BvFfFGFfFN0.20.1 F/m00.2a/ms-2m12 = 1/3 a = g = 10/3 m/s2x = 15m17:FTcos FNA = 0FNA + FTsin G1 = 0 FT = 227.3NF FNB FTcos =0FTsin + FNB G1 G2 = 0 F = 413.6N18.kx1 = mAgsinkx2 = mBgsinF kx2 mAgsin = mAaa = (F mAgsin mBgsin )/mAd = x1 + x2 = (mA + mB)gsin /kBAFFTG1Ff1FNAG1+G2FFTFNBFf2