4.(4分)以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体.假定物块所受的空气阻力f大小不变.已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为()
A. 和
B. 和
C. 和
D. 和
考点: 竖直上抛运动.
专题: 压轴题;直线运动规律专题.
分析: 竖直向上抛出的小物体,在上升的过程中,受到的阻力向下,在下降的过程中,受到的阻力向上,根据物体的受力情况,分过程求解上升的高度和下降的速度的大小. 解答: 解:在上升的过程中,对物体受力分析由牛顿第二定律可得, mg+f=ma1,
所以上升时的加速度为a1=
,加速度的方向与初速度的方向相反,即竖直向下,
2
2
从上升到达最高点的过程中,根据v﹣v0=2a1x可得,
上升的最大高度为x===,
在下降的时候,对物体受力分析有牛顿第二定律可得, mg﹣f=ma2,
所以下降的加速度的大小为a2=
,
2
从开始下降到返回到原抛出点的过程中,根据v=2a2x可得,
v==,
所以A正确. 故选A.
点评: 在上升和下降的过程中,小球受到的摩擦力的方向是不同的,根据小球的受力,由牛顿第二定律求得加速度的大小,根据运动学的规律求解即可.
5.(4分)如图所示,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平,则在斜面上运动时,B受力的示意图为()
A.
B. C. D.
考点: 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
专题: 牛顿运动定律综合专题.
分析: 对整体分析,得出整体的加速度方向,确定B的加速度方向,知道B的合力方向,从而知道B的受力情况.
解答: 解:整体向上做匀减速直线运动,加速度方向沿斜面向下,则B的加速度方向沿斜面向下.根据牛顿第二定律知,B的合力沿斜面向下,则B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力.故A正确,B、C、D错误. 故选:A.
点评: 解决本题的关键知道B与整体具有相同的加速度,根据加速度确定物体的合力方向.注意整体法和隔离法的运用.
6.(4分)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内),与稳定在竖直位置相比,小球的高度()
A. 一定升高 B. 一定降低 C. 保持不变
D. 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
考点: 牛顿第二定律;胡克定律.
专题: 牛顿运动定律综合专题.
分析: 以小球为研究对象,由牛顿第二定律可得出小球的加速度与受到的拉力之间的关系即可判断.
解答: 解:设L0为橡皮筋的原长,k为橡皮筋的劲度系数,小车静止时,对小球受力分析得:T1=mg, 弹簧的伸长
,
即小球与悬挂点的距离为L1=L0+
当小车的加速度稳定在一定值时,对小球进行受力分析如图,得:
T2cosα=mg, T2sinα=ma, 所以:T2=弹簧的伸长:
,
)cosα=L0cosα+
<
=L1,
则小球与悬挂点的竖直方向的距离为:L2=(L0+
所以L1>L2,即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小,所以小球一定升高,故A正确,BCD错误.
故选:A.
点评: 本题中考查牛顿第二定律的应用,注意整体法与隔离法的使用,同时要注意审题.
7.(4分)质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上,一水平恒力F作用在其上促使质量为m的小球相对静止在圆槽上,如图所示,则()
A. 小球对圆槽的压力为 B. 小球对圆槽的压力为
C. 水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上,小球对圆槽的压力增加 D. 水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上,小球对圆槽的压力减小
考点: 牛顿第二定律;牛顿第三定律.
专题: 牛顿运动定律综合专题.
分析: 以圆槽与小球组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律可以求出系统的加速度,以小球为研究对象,应用牛顿第二定律与力的合成知识可以求出小球受到的支持力,然后由牛顿第三定律可以求小球对圆槽的压力.
解答: 解:A、以圆槽与小球组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律可得:F=(M+m)a,
解得系统的加速度为a=
,以小球为研究对象,由牛顿第二定律得:Fx=ma=
=
,
小球受到圆槽的支持力为FN=
,由牛顿第三定律可知,
小球对圆槽的压力FN′=,故AB错误;
C、水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上,由小球对圆槽的压力增大,故C正确,D错误; 故选C.
可知,
点评: 熟练应用整体法与隔离法是正确解题的关键,应用平行四边形定则、牛顿第二定律、牛顿第三定律即可正确解题.
8.(4分)如图所示,在水平地面上放着A、B两个物体,质量分别为M、m,且M>m,它们与地面间的动摩擦因数分别为μA、μB,一细线连接A、B,细线与水平方向成θ角,在A物体上加一水平力F,使它们做匀速直线运动,则()
A. 若μA=μB,θ越大,F越小 C. 若μA>μB,θ越小,F越大
考点: 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
B. 若μA=μB,θ越大,F越大 D. 若μA>μB,θ越大,F越大
专题: 牛顿运动定律综合专题.
分析: 由于AB一起做匀速直线运动,合力都为零,可以以AB整体为研究对象,根据平衡条件和摩擦力公式分别求出μ的表达式.
解答: 解:对左图情形,分析受力情况,作出力图,如图,根据平衡条件得:F=fA+fB 又fA=μA(mAg+Tsinθ),fB=μB(mBg﹣Tsinθ) 联立得到:
F=μA(mAg﹣Tsinθ)+μB(mBg+Tsinθ)=μAmAg+μBmBg﹣(μA﹣μB)Tsinθ 可以看出,若μA=μB,F与θ无关,AB错误; 若μA<μB,θ越小,F越小,故C错误; 若μA>μB,θ越小,F越大,D正确. 故选:C.
点评: 本题运用整体法研究物体的平衡问题,同时,要运用到数学知识进行判断.