牛顿运动定律
夯基提能卷③ 立足于练题型悟技法——保底分
(本试卷满分95分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的.全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)
1.如图所示,在光滑水平面上以水平恒力F拉动小车和木块,让它们一起做无相对滑动的加速运动,若小车质量为M,木块质量为m,加速度大小为a,木块和小车间的动摩擦因数为μ.对于这个过程,某班同学有以下4个式子表达木块受到的摩擦力的大小,你认为一定正确的是( )
A.F-Ma B.(M+m)a
C.μmg D.Ma
答案:A
解析:以小车和木块组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律可得F=(M+m)a,以木块为研究对象,有f=ma,以小车为研究对象,有F-f′=Ma,其中f′=f,故f=F-Ma,选项A正确.本题特别需要指出的是:由于小车和木块间没有相对滑动,所以它们之间的摩擦力应该是静摩擦力.
2.
如图所示,质量为m0、倾角为θ的斜面体静止在水平地面上,有一质量为m的小物块放在斜面上,轻推一下小物块后,它沿斜面向下匀速运动.若给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F,斜面体始终静止,重力加速度大小为g.施加恒力F后,下列说法正确的是( )
A.小物块沿斜面向下运动的加速度为
B.斜面体对地面的压力大小等于(m+m0)g+Fsinθ
C.地面对斜面体的摩擦力方向水平向左
D.斜面体对小物块的作用力的大小和方向都变化
答案:A
解析:根据题述,小物块沿斜面向下匀速运动,摩擦力等于重力沿斜面向下的分力,可得μmgcosθ=mgsinθ,给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F,对小物块,由牛顿第二定律有,F-μmgcosθ+mgsinθ=ma,联立解得a=,选项A正确;小物块沿斜面向下匀速运动时,对小物块和斜面体整体受力分析,根据平衡条件可得,地面对斜面体的支持力等于斜面体和小物块重力之和,大小为(m+m0)g.给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F后,小物块对斜面体的压力和摩擦力均不变,即斜面体对小物块的作用力的大小和方向都不变,地面对斜面体的摩擦力为零,斜面体对地面的压力大小等于(m+m0)g,选项B、C、D错误.
3.
如图所示,A、B两球完全相同,质量均为m,用两根等长的细线悬挂在升降机天花板的O点,两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧,已知重力加速度为g,当升降机以加速度a=竖直向上加速运动时,两根细线之间的夹角为θ=60°,在运动过程中O、A间的细线被剪断瞬间,下列关于A、B两球的加速度的说法正确的是( )
A.A球的加速度大小为g,方向竖直向下
B.B球的加速度大小为g,方向竖直向上
C.A球的加速度大小为g,方向斜向左下方
D.A球的加速度大小为g,方向沿OA方向
答案:C
解析:
O、A间的细线被剪断前,对小球A,受力分析如图所示,根据牛顿第二定律有F2cos30°-mg=ma,F2sin30°-F1=0,解得F1=kx=mg,在O、A间的细线被剪断瞬间,F2突然消失,但F1不突变,所以A球有水平向左的加速度aAx==g,竖直向下的加速度aAy=g,则A球的加速度大小为aA==g,方向斜向左下方;而B球的加速度仍为a=,方向竖直向上,C正确.