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高一物理寒假作业(章节补弱+自测提高)
专题18有关牛顿第二定律连接体问题和传送带问题
1.如图所示,质量均为m=2.0kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上,物块A的左侧连接一劲度系数为k=100N/m的轻质弹簧,弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开始时,两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态。现使物块B在水平外力F(图中未画出)作用下向右做加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离,已知两物块与地面间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,g=10m/s2。则()
A.开始时,弹簧的压缩量大小为12cm
B.物块A、B分离时,所加外力F的大小为12N
C.物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间为0.2s
D.物块A、B由静止开始运动到分离时,物块A的位移大小为0.04m
【答案】BCD
【详解】A.开始时,两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态,则解得弹簧的压缩量为
选项A错误;
B.物块A、B分离时,两物块之间弹力为零,此时对B:解得F=12N选项B正确;
CD.对A:解得x′=0.12m则所用的时间x-x′=at2解得t=0.2s物块A、B由静止开始运动到分离时,物块A的位移大小为x-x′=0.04m,选项CD正确;故选BCD。
2.如图所示,将质量为M的木块,分割成质量为m1和m2两部分,并用细线连接:m1置于光滑水平桌面上,m2通过用轻杆固定的轻质定滑轮竖直悬挂。则()
A.当m2越大时,加速度越大
B.当m2越大时,细线拉力越大
C.轻杆对定滑轮的作用力方向不随m2取值的变化而变化
D.若其他条件不变,仅将m2撤换成F=m2g的力向下拉细线,撤换前后m1的加速度相同
【答案】AC
【详解】A.对整体,由牛顿第二定律可得;
M一定,当m2越大时,加速度越大,A正确;
B.设细线的拉力为T,则对m1,由牛顿第二定律可有因为有
当m1=m2时,m1m2最大,则有,B错误;
C.因为细线上的张力处处相等,所以两段细线对定滑轮的作用力方向是一定的,不随细线上的作用力大小而变化,由牛顿第三定律可知,轻杆对定滑轮的作用力方向不随m2取值的变化而变化,C正确;
D.若其他条件不变,仅将m2撤换成F=m2g的力向下拉细线,由牛顿第二定律可得
由此可知,撤换前后m1的加速度不相同,D错误。故选AC。
3.如图所示,直角三角形光滑支架固定在竖直面内,AB与水平面的夹角为53°,BC与水平面的夹角为37°,一轻绳跨过顶点B处固定的光滑轻质滑轮,一端连接质量为m的小球P,另一端连接小球Q,系统恰好处于静止状态。已知小球P和Q均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,,。下列说法正确的是()
A.小球Q的质量为
B.小球Q的质量为
C.若将小球P、Q互换位置,则轻绳中的拉力大小为0.6mg
D.若将小球P、Q互换位置,则轻绳中的拉力大小为0.8mg
【答案】BD
【详解】AB.设绳子拉力为,由平衡条件得;解得故B正确,A错误;
CD.小球P、Q互换位置,对小球P由牛顿第二定律得
对小球Q由牛顿第二定律得解得故D正确,C错误。故选BD。
4.木块A、B的重力分别为50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了3cm,弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。已知两物块的最大静摩擦力都等于滑动摩擦力。现用F=4N的水平拉力作用在木块B上,如图所示。在力F作用后的极短时间内()
A.木块A所受摩擦力大小是12.5N
B.木块A所受摩擦力大小是12N
C.木块B所受摩擦力大小是15N
D.木块B所受摩擦力大小是16N
【答案】BC
【详解】木块A与地面间的最大静摩擦力为Ffm=μmAg=0.25×50N=12.5N木块B与地面间的最大静摩擦力为
Ffm′=μmBg=0.25×60N=15N弹簧弹力为F弹=kx=400×0.03N=12N施加水平拉力F后,对B受力分析,重力与支持力平衡,水平方向受向右的弹簧弹力和拉力,由于木块B与地面间的最大静摩擦力为15N,小于弹簧弹力和拉力之和,则木块B运动,故木块B受到滑动摩擦力15N,
施加水平拉力F后,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左的运动趋势,则A受到向右的静摩擦力,且与弹簧弹力平衡,因而FfA=F弹=12N,AD正确,BC正确。故选BC。
5.如图所示,5块质量相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的动摩擦因数均相同,当用力F推第1块木块使它们一起做匀加速直线运动时,下列说法正确的是()
A.第1块木块与第2块木块之间的弹力大小为0.8F
B.第4块木块与第5块木块之间的弹力大小为0.4F
C.由左向右,两块木块之
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