牛顿运动定律的应用(典例)

1MmFθm╮M牛顿运动定律应用典例一、整体、隔离法例1．如图,质量为２ｍ的物块A和质量为ｍ的物块B与地面的摩擦均不计.在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动.A对B的作用力为多大?例2.如图12所示，质量60kg的人站在水平地面上，通过定滑轮和绳子（不计其摩擦和绳子质量）竖直向上提起质量为10kg的货物。（1）货物以a1=2m／s2匀加速上升，人对地面压力多大？（2）货物匀加速上升时，其最大加速度为多大？例3.如图所示，质量为m的物体放在质量为M的光滑斜面上，为使它们在光滑的水平面上一起向左匀加速运动，水平向左的推力F的大小应该多大？m对M的压力为多大？（斜面的倾角为θ）例4.如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球.小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为()A.gB.gmmMC.0D.gmmM5．两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平桌面上，如图所示。如果它们分别受到水平推力F1和F2，且F1＞F2，则1施于2的作用力的大小为（）A．F1B．F2C．21（F1+F2）D．21（F1－F2）6．如图所示，B物块放在A物块上面一起以加速度a=2m/s2沿斜面向上滑动．已知A物块质量M=10kg，B物块质量为m=5kg，斜面倾角θ=37°．问：(1)B物体所受的摩擦力多大？(2)B物块对A物块的压力多大？7．如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m。A、B间的最大静摩擦力为fo．［答案：3f.；1.5f］（1）现施水平力F拉B，为使A、B不发生相对滑动，水平力F不得超过多少？（2）现施水平力F拉A，为使A、B不发生相对滑动，水平力F不得超过多少？2典例二、临界问题1．一个质量为0．1kg的小球，用细线吊在倾角a为37°的斜面顶端，如图所示。系统静止时绳与斜面平行，不计一切摩擦。求下列情况下，绳子受到的拉力为多少?(取g=10m/s2)(1)系统以6m/s2的加速度向左加速运动；(2)系统以l0m/s2的加速度向右加速运动；(3)系统以15m/s2的加速度向右加速运动。2．如图所示，在倾角θ=37º的斜面体上用平行于斜面的线绳系一个质量m=2kg的物体，斜面光滑，g取10m/s2，当斜面体以加速度a=20m/s2沿水平面向右匀加速运动时，细绳对物体的拉力是多少?3．如图所示，倾角θ=37º的斜面体以加速度a=10m/s2水平向左做匀加速直线运动，质量为m=2kg的物体相对斜面体保持静止，g=10m/s2，求物体所受的摩擦力大小和方向。4．如图所示，带斜面的小车，车上放一个均匀球，不计摩擦。当小车向右匀加速运动时，要保证小球的位置相对小车没变化，小车加速度a不得超过多大?5如图,质量为２ｍ的物块A和质量为ｍ的物块B与地面的摩擦均不计.在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动.A对B的作用力为多大?6．[例3]如图2—1所示，质量均为M的两个木块A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A与B的接触面光滑，且与水平面的夹角为60°，求使A与B一起运动时的水平力F的范围。（0＜F≤Mg327．如图所示，光滑球恰好放在木块的圆弧槽中，它的左边的接触点为A，槽的半径为R，且OA与水平线成α角。通过实验知道：当木块的加速度过大时，球可以从槽中滚出。圆球的质量为m，木块的质量为M。各种摩擦及绳和滑轮的质量不计。则木块向右的加速度最小为多大时，球才离开圆槽。（当木块向右的加速度至少为时小球能滚出圆弧槽。）AB﹚60°图2—1F38．如图所示，质量M＝4kg的木板长L=1.4m，静止在光滑水平面上，其上面右端静止一质量m=1kg的小滑块（可看作质点），滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.4，先用一水平恒力F＝28N向右拉木板，要使滑块从木板上恰好滑下来，力F至少应作用多长时间（g=10m/s2）？9．（2010·江苏金陵模拟）如图所示，质量M=8kg的长木板放在光滑水平面上，在长木板的右端施加一水平恒力F=8N，当长木板向右的运动速率达到v1=10m/s时，在其右端有一质量m=2kg的小物块（可视为质点）以水平向左的速率v2=2m/s滑上木板，物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2，小物块始终没离开长木板，g取10m/s2。求：（1）经过多长时间小物块与长木板相对静止；［8s］（2）长木板至少要多长才能保证小物块不滑离长木板[48m]；１０．如图所示，轻绳AB与竖直方向的夹角θ=37°，绳BC水平，小球质量m=0.4kg，问当小车分别以2.5m/s2、8m/s2的加速度向右做匀加速运动时，绳AB的张力各是多少？（取g=10m/s2）[5N；5.12N]１１．如图4-83所示，箱子的质量M=3.0kg，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.22。在箱子底板上放一质量为ml=2kg的长方体铁块；在箱子顶板处系一细线，悬挂一个质量m2=2.0kg的小球，箱子受到水平恒力F的作用，稳定时悬线偏离竖直方向θ=30°角，且此时铁块刚好相对箱子静止。求：（取g=10m/s2）（1）水平恒力F的大小。[答案：47.8N；0.58]（2）铁块与箱子底板间的动摩擦因数。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）12．如图所示，质量为M=5kg的光滑圆槽放置在光滑的水平面上，圆槽的圆弧所对圆心角为θ=120°。圆槽内放一质量为m=lkg的小球，今用一水平恒力F作用在圆槽上，并使小球相对圆槽静止随圆槽一起运动。取g=l0m/s2则：（1）当F＝60N，小球与圆槽相对静止时，求槽对小球的支持力[14.14N]（2）要使小球不离开槽而能和槽相对静止一起运动，F不能超过多少？[603N]4典例三、瞬时状态问题、弹簧类1．如图所示，木块A、B用一轻弹簧相连，竖直放在木块C上，三者静置于地面，它们的质量之比是1∶2∶3。设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时。A和B的加速度分别是aA=_____，aB=____2．如图所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小是（）A．aP=aQ=gB．aP=2g，aQ=gC．aP=g，aQ=2gD．aP=2g，aQ=03．如图7所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为2kg的物体A，处于静止状态。若将一个质量为3kg的物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间，则A对B的压力大小为(取g=10m/s2)()A．30NB．0C．15ND．12N4．物块A1、A2、B1和B2的质量均为m，A1、A2用刚性轻杆连接，B1、B2用轻质弹簧连结，两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态，如图今突然撤去支托物，让物块下落，在除去支托物的瞬间，A1、A2受到的合力分别为Ff1和Ff2，B1、B2受到的合力分别为F1和F2，则（）A．Ff1=0，Ff2=2mg，F1=0，F2=2mgB．Ff1=mg，Ff2=mg，F1=0，F2=2mgC．Ff1=mg，Ff2=2mg，F1=mg，F2=mgD．Ff1=mg，Ff2=mg，F1=mg，F2=mg5．如图所示，放在光滑水平面上两物体A和B之间有一轻弹簧，A、B质量均为m，大小为F的水平力作用在B上，使弹簧压缩，A靠在竖直墙面上，AB均处于静止，在力F突然撤去的瞬时，B的加速度大小为____________，A的加速度大小为________。6．如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠竖直墙壁。今用水平力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将F撤去，在这一瞬间①B球的速度为零，加速度为零②B球的速度为零，加速度大小为F/m③在弹簧第一次恢复原长之后，A才离开墙壁④在A离开墙壁后，A、B两球均向右做匀速运动以上说法正确的是A．只有①B．②③C．①④D．②③④7．如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一个轻质弹簧固定在框架上，下端拴一个质量为m的小球，当小球上下振动时，框架始终没有跳起，在框架对地面的压力为零的瞬间，小球加速度大小为（）A．gB．(M－m)g/mC．0D．(M+m)g/m8．如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，电磁铁A和秤盘C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点。当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳中拉力F的大小为（）5A．F=MgB．Mg＜F＜(M+m)gC．F=(M+m)gD．F＞(M+m)g9．如图所示，质量均为m的木块A和B，中间放置一轻质弹簧，压下木块A，再突然放手，在A达到最大速度时，木块B对地面的压力为_____________。典例四、超重与失重1.下列关于超重和失重的说法中，正确的是()A.物体处于超重状态时，其重力增加了B.物体处于完全失重状态时，其重力为零C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化2、物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）___________物体所受重力的情况称为超重现象；前者小于后者的情况称为___________现象。若物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）等于零，物体处于___________状态，此时物体所受重力仍然___________（填“存在”或“消失”）。超重还是失重是由加速度的___________决定的，与物体的运动方向无关，若加速度___________，物体处于超重状态。若加速度方向向下，物体处于失重状态。3、一水桶侧壁上不同高度处有两个小孔，把桶装满水，水从孔中流出，用手将桶提至高处，然后松手让桶落下，在水下落的过程中A．水仍以原速度从孔中流出B．水仍从孔中流出，但流速变快C．水几乎不从孔中流出D．水仍从孔中流出，但两孔流速相同4、电梯内有一个质量为m的物体用细线挂在电梯天花板上.当电梯g/3的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力为()A、2mg/3B、mg/3C、4mg/3D、mg5、如图3－7－1所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力)，则A．A的加速度大小小于gB．B的加速度大小大于gC．A、B的加速度大小均为gD．A、B间的弹力为零6、2003年10月16日我国载人航天第一次实验成功。“神州五号”火箭把宇宙飞船送入太空运行21小时成功返回地面，使杨利伟成为第一个邀游太空的中国人。他在飞船上记录、拍照、通话等活动所用的物品（如钢笔）可以放在空中任何位置而不动，对于以上的物体说法正确的是（）a．物体失去了重力b．物体处于完全失重状态c．物体失去了惯性d．以上说法都不对7、某人站在一台秤上，当他猛的下蹲的过程中，台秤读数（不考虑台秤的惯性）_______A．先变大后变小，最后等于它的重力B．变大，最后等于他的重力C．先变小后变大，最后等于他的重力D．变小，最后等于他的重力8、如图1，一台升降机的底板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦力因数为μ，可以认为物体受到最大静摩擦力等于滑动摩擦力．一根弹性系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上．开始时弹簧伸长为△x，弹簧对物体有水平向右的拉力，现实然发现物体被弹簧拉动，则升降机运动情况为()A．匀加速向下运动B．匀加速向下运动C．匀减速向上运动D．匀减速向下运动．9、质量为50kg的人站在电梯上。当电梯静止时，人对电梯底板的压力大小为＿＿＿＿N；当电梯以1m／s2的加速度上升时，人对电梯底板的压力大小为＿＿＿＿N；当电梯以1m／s2的加速度做匀减速下降时，人对电梯底板的压力大小为＿＿＿＿N。(g＝10m／s2)610、某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体。求：（g取10m/s2）（1）此电梯的加速度多大？（2）若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？典例五动力学两类问题多过程问题1、把一个质量为2kg的物体放在水平地面上，