(一)“牛顿第二定律”难题--压轴题2015.6.4解析(4)

2019-04-16 16:37

根据牛顿第二定律,有 mg﹣Ncosθ﹣kxsinθ=0 Nsinθ﹣kxcosθ=ma 解得 kx=mgsinθ﹣macosθ 故C错误; D、若F=(M+2m)gtanθ且保持两物块与斜劈共同运动,则根据牛顿第二定律,整体加速度为gtanθ; 对物体A受力分析,受重力,支持力和弹簧弹力,如图 根据牛顿第二定律,有 mgsinθ﹣kx=macosθ 解得 kx=0 故弹簧处于原长,故D正确; 故选AD. 点评: 本题关键是先用整体法求解出加速度,再分别对A、B物体受力分析,根据牛顿第二定律多次列式分析. 9.(2013?甘肃一模)传送带以v1的速度匀速运动,物体以v2的速度滑上传送带,物体速度方向与传送带运行方向相反,如图所示,已知传送带长度为L,物体与传送带之间的动摩擦因素为μ,则以下判断正确的是( )

A.当v2、μ、L满足一定条件时,物体可以从A端离开传送带,且物体在传送带上运动的时间与v1无关 当v2、μ、L满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能大于v1 B. 当v2、μ、L满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能等于v1 C. D.当v2、μ、L满足一定条件时,物体可以从B端离开传送带,且物体离开传送带时的速度可能小于v1 第 16 页 共 32 页

考点: 牛顿运动定律的综合应用;匀变速直线运动规律的综合运用. 专题: 压轴题. 分析: 物体滑上传送带后,可能一直减速从左侧滑出;也可能先减速向左,速度减为零后,加速向右滑出,如果速度增加到等于传送带速度还没有滑出,之后就会和传送带一起匀速滑出. 解答: 解:A、物体受滑动摩擦力、重力和支持力,合力等于摩擦力,根据牛顿第二定律 μmg=ma 解得 a=μg 若皮带足够长,物体速度减为零滑行的距离为 x== 只要满足x>L,物体就会从左侧滑出,故A正确. B、C、D、若x<L,物体速度减为零后,会继续向右加速,若同时满足v2<v1,物体会一直加速从右侧滑出,故D正确; 若x<L,且同时满足v2≥v1,物体先加速向右,速度增大到等于v1后,与传送带一起以v1匀速前进,故C正确; 故选ACD. 点评: 水平传送带问题中速度变化是因为受到摩擦力作用,关键要能分析清楚物体的运动过程和受力情况,结合牛顿运动定律和运动学公式求解. 10.(2012?四川)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则( )

A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动 B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为﹣μg C.物体做匀减速运动的时间为2 D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg(x0﹣) 考点: 牛顿第二定律. 专题: 压轴题;牛顿运动定律综合专题. 分析: 本题通过分析物体的受力情况,来确定其运动情况:撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,可知加速度先减小后增大,物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动;撤去F后,根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小;物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0,由牛顿第二定律求得加速度,由运动学位移公式求得时间;当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,速度最大,可求得此时弹簧的压缩量,即可求解物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功. 解答: 解:A、撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的第 17 页 共 32 页

减小而减小,弹力先大于滑动摩擦力,后小于滑动摩擦力,则物体向左先做加速运动后做减速运动,随着弹力的减小,合外力先减小后增大,则加速度先减小后增大,故物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动;故A错误. B、撤去F后,根据牛顿第二定律得物体刚运动时的加速度大小为a==.故B正确. =μg.将C、由题,物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0,由牛顿第二定律得:匀减速运动的加速度大小为a=此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动,则 3x0=,得t=.故C错误. D、由上分析可知,当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,速度最大,此时弹簧的压缩量为x=则物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为W=μmg(x0﹣x)=,.故D正确. 故选BD 点评: 本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键,要抓住加速度与合外力成正比,即可得到加速度是变化的.运用逆向思维研究匀减速运动过程,比较简便. 11.(2012?上海)如图,质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷,电荷量分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上.平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2).两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别为vA和vB,最大动能分别为EkA和EkB.则( )

A.B. qA一定大于qB mA一定小于mB vA一定大于vB C.D. EkA一定大于EkB 考点: 牛顿第二定律;机械能守恒定律. 专题: 压轴题;牛顿运动定律综合专题. 分析: 设两个球间的静电力为F,分别对两个球受力分析,求解重力表达式后比较质量大小;根据机械能守恒定律列式求解后比较最低点速度大小,再进一步比较动能大小. 解答: 解:A、对小球A受力分析,受重力、静电力、拉力,如图 根据平衡条件,有:故:同理,有: 由于θ1>θ2,故mA<mB,故A正确; B、两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球是否带电量相等无关,故B错误; C、小球摆动过程机械能守恒,有,解得第 18 页 共 32 页

,由于A球摆到最低点过程,下降的高度△h 较大,故A球的速度较大,故C正确; D、小球摆动过程机械能守恒,有mg△h=EK,故 Ek=mg△h=mgL(1﹣cosθ)=L(1﹣cosθ) 其中L、cosθ相同,根据数学中的半角公式,得到: Ek=L(1﹣cosθ)= 越大,动能越大,故EkA一定大于EkB,故D正确; 其中F?Lcosθ=h,相同,故θ越大,故选:ACD. 点评: 本题关键分别对两个小球受力分析,然后根据平衡条件列方程;再结合机械能守恒定律列方程分析求解. 12.(2012?桃城区校级三模)如图所示,一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑,设此过程中斜面受到水平地面的摩擦力为f1.若沿斜面方向用力向下推此物体,使物体加速下滑,设此过程中斜面受到地面的摩擦力为f2.则( )

A.f1不为零且方向向右,f2不为零且方向向右 f1为零,f2不为零且方向向左 B. f1为零,f2不为零且方向向右 C. fD. 1为零,f2为零 考点: 专题: 分析: 解答: 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用. 压轴题;牛顿运动定律综合专题. 以物体和斜面整体为研究对象,根据平衡条件求解f1.物体加速下滑时,对斜面进行分析,由平衡条件求出f2. 解:物体沿斜面匀速下滑过程,以物体和斜面整体为研究对象,分析受力情况,如图,根据平衡条件得知: 水平地面的摩擦力为f1=0,否则整体水平合力不为零. 若沿斜面方向用力向下推此物体,使物体加速下滑时,对斜面进行研究:物体对斜面的压力和摩擦力没有变化,斜面的受力情况与物体匀速下滑过程完全相同,所以斜面受到地面的摩擦力为f2=0. 故选D 第 19 页 共 32 页

点评: 本题涉及两个物体,要灵活选择研究对象.物体匀速下滑时,水平面对斜面没有摩擦,斜面相对于地面没有运动趋势.物体加速下滑时,没有影响斜面的受力情况. 13.(2012?龙子湖区校级模拟)质量为m的小球,用长为l的细线悬挂在O点,在O点的正下方处有一光滑的钉子P,把小球拉到与钉子P等高的位置,摆线被钉子挡住.如图让小球从静止释放,当小球第一次经过最低点时( )

A.小球运动的线速度突然减小 B. 小球的角速度突然减小 小球的向心加速度突然减小 C.D. 悬线的拉力突然增大 考点: 牛顿第二定律;向心力. 专题: 压轴题;牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: 小球下摆过程,机械能守恒,第一次经过最低点时,转动半径突然变大,根据牛顿第一定律、线速度与角速度关系公式、向心力公式和牛顿第二定律列方程分析即可. 解答: 解:A、小球第一次经过最低点时,由于惯性,线速度大小不变,故A错误; B、由ω=,r突然变大,ω突然减小,故B正确; C、由a向=,r突然变大,a向突然减小,故C正确; =mg+ma向应突然减小,故D错误; D、悬线拉力F=mg+m故选BC. 点评: 本题关键抓住小球第一次经过最低点时时速度不变,然后根据向心力公式、线速度与角速度关系公式和牛顿第二定律列方程求解. 14.(2012?庆城县校级三模)商场搬运工要把一箱苹果沿倾角为θ的光滑斜面推上水平台,如图所示.他由斜面底端以初速度v0开始将箱推出(箱与手分离),这箱苹果刚好能滑上平台.箱子的正中间是一个质量为m的苹果,在上滑过程中其他苹果对它的作用力大小是( )

mg A. mgsinθ B. mgcosθ C. 0 D. 第 20 页 共 32 页


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