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课时跟踪检测(九) 牛顿第二定律 两类动力学问题
[A级——基础小题练熟练快]
1.(2019·淮北检测)下列说法正确的是( )
A.物体受到力的作用时,力克服了物体的惯性,使其产生了加速度
B.人走在松软土地上下陷时具有向下的加速度,说明人对地面的压力大于地面对人的支持力
C.物理公式既能确定物理量之间的数量关系,又能确定物理量间的单位关系 D.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用的瞬间,加速度为零 解析:选C 惯性是物体的固有属性,力能使物体产生加速度,但不能说力克服了物体的惯性,A错误。根据牛顿第三定律,两个物体间的作用力与反作用力总是等大反向的,B错误。物理公式不仅能确定物理量之间的数量关系,也能确定单位关系,C正确。根据牛顿第二定律,合外力与加速度是瞬时对应关系,D错误。
2.(多选)如图甲所示,物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动,在t=1 s时刻撤去恒力F,物体运动的v-t图像如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.物体在3 s内的位移x=3 m
B.恒力F与摩擦力f大小之比为F∶f=3∶1 C.物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.3
D.在撤去F前后两个阶段的平均速度大小之比为v1∶v2=2∶1
解析:选BC 在速度—时间图像中图线与时间轴所围成的面积等于位移的大小,3 s内物体的位移大小应为9 m,A错误。撤去力F后,物体受摩擦力作用而减速运动,加速度大小为3 m/s2,而a2=μg,得μ=0.3,C正确。匀变速直线运动的平均速度等于初、末速度和的一半,故撤去F前后两个阶段的平均速度相同,D错误。根据牛顿第二定律可得:F-f第 2 页 共 8 页
=ma1,f=ma2,又由题图乙可知a1=6 m/s2,a2=3 m/s2,联立解得F∶f=3∶1,故B正确。
3.(多选)(2018·青岛二模)在光滑水平面上,a、b两小球沿水平面相向运动。当两小球间距小于或等于L时,受到大小相等、方向相反的相互排斥恒力作用,两小球间距大于L时,相互间的排斥力为零,小球在相互作用区间运动时始终未接触,两小球运动时速度v随时间t的变化关系图像如图所示,由图可知( )
A.a球的质量大于b球的质量 B.在t1时刻两小球间距最小
C.在0~t2时间内两小球间距逐渐减小
D.在0~t3时间内b球所受的排斥力方向始终与运动方向相反
解析:选AC 由速度—时间图像可知b小球的速度—时间图线的斜率绝对值较大,所F
以b小球的加速度较大,两小球之间的排斥力为相互作用力,大小相等,根据a=知,加m速度大的质量小,所以b小球的质量较小,故A正确;两小球做相向运动,当速度相等时两小球间距最小,即t2时刻两小球间距最小,之后距离开始逐渐增大,故B错误,C正确;b球在0~t1时间内做匀减速运动,排斥力与运动方向相反,故D错误。
4.如图所示,圆1和圆2外切,它们的圆心在同一竖直线上,有三块光滑的板,它们的一端搭在墙上,另一端搭在圆2上,三块板都通过两圆的切点,A在圆上,B在圆内,C在圆外。从A、B、C三处同时由静止释放一个小球,它们都沿光滑板运动,则最先到达圆2上的球是( )
A.从A处释放的球 B.从B处释放的球 C.从C处释放的球
D.从A、B、C三处释放的球同时到达
解析:选B 假设经过切点的板两端点分别在圆1、圆2上,板与竖直方向的夹角为α,圆1的半径为r,圆2的半径为R,则圆内轨道的长度s=2(r+R)cos α,下滑时小球的加速1
度a=gcos α,根据位移时间公式得s=at2,则t=
2
2sa=
4?r+R?cos α
=
gcos α
4?r+R?g,
即当板的端点在圆上时,沿不同板下滑到底端所用的时间相同;由题意可知,A在圆上,B在圆内,C在圆外,可知从B处释放的球下滑的时间最短,故选B。
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5.(多选)如图所示,质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住,当小球静止时,橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是( )
A.在AC被突然剪断的瞬间,BC对小球的拉力不变 B.在AC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsin θ C.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为
g cos θ
D.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsin θ
解析:选BC 设小球静止时BC绳的拉力为F,AC橡皮筋的拉力为T,由平衡条件可mg
得:Fcos θ=mg,Fsin θ=T,解得:F=,T=mgtan θ。在AC被突然剪断的瞬间,
cos θBC上的拉力F发生了突变,小球的加速度方向沿与BC垂直的方向且斜向下,大小为a=mgsin θ
m=gsin θ,B正确,A错误;在BC被突然剪断的瞬间,橡皮筋AC的拉力不变,小F
球的合力大小与BC被剪断前拉力的大小相等,方向沿BC方向斜向下,故加速度a==
mg
,C正确,D错误。 cos θ
6.(多选)(2019·温州四校联考)质量分别为M和m的两物块A、B大小相同,将它们用轻绳跨过光滑定滑轮连接。如图甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,A恰好能静止在斜面上,不考虑两物块与斜面之间的摩擦,若互换两物块的位置,按图乙放置,然后释放A。已知斜面固定,重力加速度大小为g,则( )
A.此时轻绳的拉力大小为mg B.此时轻绳的拉力大小为Mg
C.此时A运动的加速度大小为(1-sin2α)g D.此时A运动的加速度大小为
M-m
g M
解析:选AD 第一次按题图甲放置时A静止,则由平衡条件可得Mgsin α=mg,第二次按题图乙放置时,对A、B整体由牛顿第二定律得,Mg-mgsin α=(m+M)a,联立得aM-m
=(1-sin α)g=Mg,对B,由牛顿第二定律得T-mgsin α=ma,解得T=mg,故A、D正确,B、C错误。