故答案为:,.
【点评】本题主要是考查了牛顿第二定律的知识;利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答;注意隔离法的应用.
三.多选题(共8小题)
15.(2001?北京、内蒙古、安徽)一物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a,如图所示.在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法中正确的是( )
A.当θ一定时,a越大,斜面对物体的正压力越小 B.当θ一定时,a越大,斜面对物体的摩擦力越大 C.当a一定时,θ越大,斜面对物体的正压力越小 D.当a一定时,θ越大,斜面对物体的摩擦力越小
【分析】对物体进行正确受力分析,然后根据其运动状态列方程:水平方向合外力为零,竖直方向合外力提供加速度.然后根据方程进行有关方面的讨论,在讨论时注意兼顾水平和竖直两个方向,否容易出错. 【解答】解:设压力为FN,摩擦力为f, 物体受力如图,将FN与f合成,二者合力为F, 由三角形法则 FN=F×cosθ,f=F×sinθ 由牛二定律 F﹣mg=ma 则有,F=m(g+a)
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①当θ一定,a↗,则 F↗,FN与f均↗; ②当a一定,θ↗,则 cos↘,sin↗,FN↘,f↗ 故BC正确,AD错误. 故选:BC.
【点评】对于这类动态变化问题,要正确对其进行受力分析,然后根据状态列出方程进行有关讨论,不能凭感觉进行,否则极易出错.
16.(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C.物体做匀减速运动的时间为2
﹣μg
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﹣
)
【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
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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.
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=则 3x0=
,得t=
.故C错误.
=μg.将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动,
=
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
.故D正确.
服摩擦力做的功为W=μmg(x0﹣x)=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.
17.(2008?宁夏)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动.小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T.关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是( )
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A.若小车向左运动,N可能为零 B.若小车向左运动,T可能为零 C.若小车向右运动,N不可能为零 D.若小车向右运动,T不可能为零
【分析】对小球受力分析,根据车的运动情况可知小球受拉力及支持力的情况. 【解答】解:A、若小车向左运动做减速运动,则加速度向右,小球受重力及绳子的拉力可以使小球的加速度与小车相同,故此时N为零,故A正确; B、若小球向左加速运动,则加速度向左,此时重力与斜面的支持力可以使合力向左,则绳子的拉力为零,故B正确;
同理可知当小球向右时,也可能做加速或减速运动,故加速度也可能向右或向左,故N和T均可以为零,故CD均错误; 故选AB.
【点评】力是改变物体运动状态的原因,故物体的受力与加速度有关,和物体的运动方向无关,故本题应讨论向左加速和减速两种况.
18.(2013?沛县校级模拟)如图所示,在倾角为θ的光滑斜劈P的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B,C为一垂直固定在斜面上的挡板.A、B质量均为m,斜面连同挡板的质量为M,弹簧的劲度系数为k,系统静止于光滑水平面.现开始用一水平恒力F作用于P,(重力加速度为g)下列说法中正确的是( )
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A.若F=0,挡板受到B物块的压力为2mgsinθ
B.力F较小时A相对于斜面静止,F大于某一数值,A相对于斜面向上滑动 C.若要B离开挡板C,弹簧伸长量需达到
D.若F=(M+2m)gtanθ且保持两物块与斜劈共同运动,弹簧将保持原长 【分析】先对斜面体和整体受力分析,根据牛顿第二定律求解出加速度,再分别多次对物体A、B或AB整体受力分析,然后根据牛顿第二定律,运用合成法列式分析求解.
【解答】解:A、F=0时,对物体A、B整体受力分析,受重力、斜面的支持力N1和挡板的支持力N2,根据共点力平衡条件,沿平行斜面方向,有N2﹣(2m)gsinθ=0,故正确;
B、力F等于某一数值时,A相对于斜面静止,F大于某一数值,A相对于斜面向上滑动,F小于某一数值,A相对于斜面向下滑动,故B错误;
C、物体B恰好离开挡板C的临界情况是物体B对挡板无压力,此时,整体向左加速运动,对物体B受力分析,受重力、支持力、弹簧的拉力,如图
根据牛顿第二定律,有 mg﹣Ncosθ﹣kxsinθ=0 Nsinθ﹣kxcosθ=ma
解得:kx=mgsinθ﹣macosθ,x=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,
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