牛頓第二定律應(yīng)用習(xí)題(詳解答案)

1、§ 4.4 頓第二定律的應(yīng)用一連接體問題【典型例題】A施以水平A BF - mim2i n i if i nn n i nC.FD.mFm2例1.兩個物體A和B,質(zhì)量分別為 mi和m2,互相接觸放在光滑水平面上，如圖所示，對物體的推力F,則物體A對物體B的作用力等于（）m1l-m2lA.1 FB.2 Fmim2mim2擴(kuò)展：1.若mi與m2與水平面間有摩擦力且摩擦因數(shù)均為科則對B作用力等于2.如圖所示，傾角為的斜面上放兩物體 mi和m2,用與斜面平行的力F推mi,使兩物加速上滑，不管斜面是否光滑，兩物體 之間的作用力總為。例2.如圖所示，質(zhì)量為 M的木板可沿傾角為0的光滑斜面下滑，木

2、板上站著一個質(zhì)量為 m的人，問（i）為了保持木板與斜面相對靜止，計算人運(yùn)動的加速度？ （2）為了保持人與斜面相對靜止，木板運(yùn)動的加速度是多少？【針對訓(xùn)練】3 .如圖所示，在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個物體，物體與壁間 的靜摩擦因數(shù)科=0.8,要使物體不致下滑，車廂至少應(yīng)以多大的 加速度前進(jìn)？（ g=i0m/s2）liTTTTTTTTi If4 .如圖所示，箱子的質(zhì)量 M = 5.0kg,與水平地面的動摩擦因 數(shù)！1 = 0.22。在箱子頂板處系一細(xì)線，懸掛一個質(zhì)量m=i.0kg的小球，箱子受到水平恒力F的作用，使小球的懸線偏離豎直方向。=30°角，則F應(yīng)為多少？ （ g=i0m/s2

3、）【能力訓(xùn)練】1 .如圖所示，質(zhì)量分別為 M、m的滑塊A、B疊放在固定的、 傾角為0的斜面上，A與斜面間、A與B之間的動摩擦因數(shù) 分別為科i,科2,當(dāng)A、B從靜止開始以相同的加速度下滑時， B受到摩擦力（）A.等于零B.方向平行于斜面向上C.大小為imgcos。D.大小為！i 2mgcos 02 .如圖所示，質(zhì)量為 M的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一個質(zhì)量為m小球。小球上下振動時，框架始終沒有跳起，當(dāng)框架對地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為（）A.gMB.一m-gC.0D.Mm-g3.如圖，用力F拉A、B、C三個物體在光滑水平面上運(yùn)動，現(xiàn)在中間的 B物體上加一個小物

4、體，它和中間的物體一起運(yùn)動，且原拉力F不變，那么加上物體以后，兩段繩中的拉力A.Ta增大B.Tb增大C.Ta變小D.Tb不變4.如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地上，肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時，竿對“底人”的壓力大小為()A. (M+m ) g B. ( M+m ) g ma C. ( M+m ) g+ma D. (M m) g5.如圖，在豎直立在水平面的輕彈簧上面固定一塊質(zhì)量不計 的薄板，將薄板上放一重物，并用手將重物往下壓，然后突 然將手撤去，重物即被彈射出去，則在彈射過程中，(即重物與彈簧脫離之前)，重物的運(yùn)動情況是()A. 一直加速B.先減

5、速，后加速C.先加速、后減速D.勻加速6.如圖所示，木塊 A和B用一輕彈簧相連，豎直放在木塊C上，三者靜置于地面，它們的質(zhì)量之比是1:2:3,設(shè)所有接觸面都光滑，當(dāng)沿水平方向抽出木塊C的瞬時，AAxibii ! t i ! J i t I i I I 11 i和B的加速度分別是aA=7.如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45。的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊至少以加速度a=向左運(yùn)動時，小球?qū)瑝K的壓力等 于零。當(dāng)滑塊以a= 2g的加速度向左運(yùn)動時，線的拉力大小F=o8.如圖所示，質(zhì)量分別為 m和2m的兩物體A、B疊放在一起，放在光滑的水平地面上，已知 A、B間

6、的 最大摩擦力為 A物體重力的W倍，若用水平力分別作用在A或B上，使A、B保持相對靜止做加速運(yùn)動，則作用于A、B上的最大拉力 Fa與Fb之比為多少？TTTTTTTTTT79.如圖所示，質(zhì)量為80kg的物體放在安裝在小車上的水平磅稱上，小車沿斜面無摩擦地向下運(yùn)動, 到物體在磅秤上讀數(shù)只有 600N,則斜面的傾角0為多少？物體對磅秤的靜摩擦力為多少？現(xiàn)觀察10.如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一質(zhì)量為mo的平盤，盤中有一物體，質(zhì)量為 m,當(dāng)盤靜止時,彈簧的長度比自然長度伸長了L。今向下拉盤使彈簧再伸長 L后停止，然后松手放開，設(shè)彈簧總處在彈性限度以內(nèi)，剛剛松開手時盤對物體的支持力等于多少？參考

7、答案例1.分析：物體A和B加速度相同，求它們之間的相互作用力，采取先整體后隔離的方法，先求出它們共同的加速度，然后再選取A或B為研究對象，求出它們之間的相互作用力。解：對A、B整體分析，則F= （ mi+m2）a所以a 一Fm1 m2.mm2求A、B間彈力Fn時以B為研究對象，則 Fn m2a 2Fmi m2答案：B例2.解（1）為了使木板與斜面保持相對靜止，必須滿足木板在斜面上的合力為零，所以人施于木板 的摩擦力F應(yīng)沿斜面向上，故人應(yīng)加速下跑?，F(xiàn)分別對人和木板應(yīng)用牛頓第二定律得：對木板：Mgsin 0 = Fo對人：mgsin 0 +F= ma人（a人為人對斜面的加速度）。解得：a人=Mmg

8、sin ,方向沿斜面向下。 m（2）為了使人與斜面保持靜止，必須滿足人在木板上所受合力為零，所以木板施于人的摩擦力應(yīng)沿 斜面向上，故人相對木板向上跑，木板相對斜面向下滑，但人對斜面靜止不動?，F(xiàn)分別對人和木板應(yīng)用牛 頓第二定律，設(shè)木板對斜面的加速度為 a木，則：對人：mgsin 0 = F。對木板：Mgsin 0 +F=Ma 木。解得：a木=Mmgsin ,方向沿斜面向下。即人相對木板向上加速跑動，而木板沿斜面向下滑動，M所以人相對斜面靜止不動。針對訓(xùn)練3 .解：設(shè)物體的質(zhì)量為 m,在豎直方向上有：mg=F, F為摩擦力在臨界情況下，F(xiàn)=w Fn, Fn為物體所受水平彈力。又由牛頓第二定律得：F

9、n= ma由以上各式得：加速度 a 縣當(dāng) 3m/s2 12.5m/s2mm 0.84 .解：對小球由牛頓第二定律得：mgtg 0 =ma對整體，由牛頓第二定律得：F科（M+m）g=（M+m）a由代入數(shù)據(jù)得：F=48N能力訓(xùn)練1.BC 2.D3.A （ F不變放上物體后，總的質(zhì)量變大了，由 F=ma,整體的加速度a減小，以第一個物體為研究對象，F(xiàn)-Ta=ma, a減小了 Ta變大了；以最后的物體為研究對象，Tb=ma, a減小了 Tb變小了.增大；減小.）4.B （對竿上的人分析：受重力 mg摩擦力Ff,有mg-F f=ma ；所以Ff=mg-ma ,竿對人有摩擦力，對竿分析：受重力 Mg、竿上

10、的人對桿向下的摩擦力Ff、頂竿的人對竿的支持力 Fn,有Mg+Ff=FN,又因為竿對 底人”的壓力和 底人'對竿的支持力是一對作用力與反作用力，得到Fn =Mg+F f= (M+m) g-ma .所以B項正確.)5.C6.0、3-g (抽之前,2木塊A受到重力和支持力，有F=mg,木塊B受到重力2mg、彈簧向下的彈力F和木塊C的支持力N,根據(jù)平衡條件，有:N=F+mg 解N=3mg ,木塊B受重力 ,5mg2mg和彈簧的壓力N=mg ,故合力為3mg ,故物體B的瞬時加速度為1.5g)7.g、8 .解：當(dāng)力F作用于A上,且A、B剛好不發(fā)生相對滑動時,對B由牛頓第二定律得：科mg=2ma

11、對整體同理得:由得FaAFa= (m+2m)a3 mg2當(dāng)力F作用于B上，且A、B剛好不發(fā)生相對滑動時,A由牛頓第二定律得：mg=ma' 區(qū)對整體同理得Fb= (m+2m)a '由得Fb= 3mg所以：Fa:Fb=1:29 .解：取小車、物體、磅秤這個整體為研究對象，受 總重力Mg、斜面的支持力 N,由牛頓第二定律得,Mgsin 0 = Ma ,a=gsin 0取物體為研究對象，受力ax ha, ay情況如圖所示。mg將加速度a沿水平和豎直方向分解，則有f 靜=macos 0 = mgsin 0 cos 0mg N= masin 0 = mgsin2 0 由式得： N= mg mgsin2 0 =mgcos2 0 ,貝U cos 0 =,N 代入數(shù)據(jù)得,mg0 = 30°由式得，f靜=mgsin 0 cos 0代入數(shù)據(jù)得f 靜=346N。根據(jù)牛頓第三定律，物體對磅秤的靜摩擦力為346N。10 .解：盤對物體的支持力，取決于物體狀態(tài),由于靜止后向下拉盤，再松手加速上升