牛顿运动定律的应用专题训练.doc

牛顿运动定律的应用 专题训练（时间60分钟，赋分100分）一、选择题（每小题5分，共40分）1.如图1101所示，悬挂于小车里的小球偏离竖直方向角，则小车可能的运动情况是图1101A.向右加速运动B.向右减速运动C.向左加速运动D.向左减速运动2.如图1102所示为一光滑竖直圆槽，AP、BP、CP为通过最低点P与水平面分别成30、45、60角的三个光滑斜面，与圆相交于A、B、C点.若一物体由静止分别从A、B、C滑至P点所需的时间为t1，t2，t3，则图1102A.t1t2t3B.t1t2t3C.t1=t2=t3D.t1=t2t33.在升降机内的地板上放一秤，一人让在秤上，用W表示升降机匀速运动时秤的示数，W1和W2分别表示升降机以大小为a的加速度加速上升和减速下降时称的示数，则A.W2WW1B.WW1WW2C.WW1=W2D.WW1WW24.如图1103所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30的光滑斜面，现将一个重4 N的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因4 N物体的存在，而增加的读数是图1103A.4 NB.2NC.0 ND.3 N5.如图1104所示水平面上，质量为10 kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的另一端固定在小车上，小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5 N时，物块处于静止状态，若小车以加速度a=1 m/s2沿水平地面向右加速运动时图1104A.物块A相对小车仍静止B.物块A受到的摩擦力将减小C.物块A受到的摩擦力大小不变D.物块A受到的弹力将增大6.如图1105所示，A和B的质量分别是1 kg和2kg，弹簧和悬线的质量不计，在A上面的悬线烧断的瞬间A.A的加速度等于3gB.A的加速度等于gC.B的加速度为零D.B的加速度为g7.（2001年上海高考试题）如图1106一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中A.升降机的速度不断减小B.升降机的加速度不断变大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值 图1106图11078.如图1107所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的平盘，盘中有一物体，质量为m.当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了L.今向下拉盘使弹簧再伸长L后停止，然后松手放开.设弹簧总处在弹性限度以内，则刚刚松开手时盘对物体的支持力等于A.（1）mgB.（1）（mm0）gC.mgD.（mm0）g二、填空题（每小题6分，共24分）9.汽车在水平公路上做直线运动，它的功率保持不变，当汽车的速度为4 m/s时，加速度为0.4 m/s2，汽车所受阻力恒为车重的0.01倍，若取g=10 m/s2，汽车行驶的最大速度为_ m/s.10.已知质量为m的木块的大小为F的水平拉力作用下沿粗糙水平地面做匀加速直线运动，加速度为a，则木块与地面之间的动摩擦因数为_.若在木块上再施加一个与水平拉力F在同一竖直平面内的推力，而不改变木块的加速度的大小和方向，则此推力与水平拉力F的夹角为_.11.总质量为M的热气球由于故障在空中以速度v0匀速下降.为了阻止继续下降，在t=0时刻，从热气球中释放了一个质量为m的沙袋.不计空气阻力，当t=_时，热气球停止下降，这时沙袋的速度为_.12.一辆小车在水平恒力F作用下，由静止开始在水平面上匀加速运动t1s后撤去F，小车再经过t2s停下.则小车加速阶段的位移s1与减速阶段的位移s2之比s1s2=_；小车牵引力F与所受的摩擦力Ff之比FFf=_.三、计算题（共36分）13.(12分)如图1108所示，一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，l2水平拉直，物体处于平衡状态.现将l2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度.图1108(1)下面是某同学对该题的一种解法：解：设l1线上拉力为T1，l2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡T1cos=mg，T1sin=T2，T2=mgtan剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度.因为mgtan=ma，所以加速度a=gtan，方向与T2反方向.你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由.(2)若将图1108中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图1109所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与(1)完全相同，即a=gtan，你认为这个结果正确吗?请说明理由.图110914.(12分)一弹簧秤的秤盘质量M=1.5 kg，盘内放一物体P，物体P的质量m=10.5 kg，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图11010所示.现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速运动，已知在头0.2 s内F是变力，在0.2 s以后是恒力.求F的最小值和最大值各是多少?(g=10 m/s2)图1101015.（12分）2001年9月11日，美国遭受了历史上规模最大、损失最为惨重的恐怖主义袭击，恐怖分子劫持客机分别撞击了纽约的“世贸大楼”和华盛顿的“五角大楼”.其中一架客机拦腰撞到世贸大楼的南部塔楼第60层地方，并引起巨大爆炸，大约1 h后，南部塔楼部分轰然倒塌（高约245 m），灰尘和残骸四处飞溅，300多名救援警察和消防人员没来得及逃生.我们不妨设置一个情境：当处于倒塌部分正下方的地面人员，看到一块质量约为4103kg的楼墙块竖直倒下的同时到作出反应开始逃离需0.2 s的时间，逃离的安全区域为离大厦100 m外（实际的安全区要更远）.设该坠落块与地面作用时间为0.05 s，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：（1）地面人员要逃离大厦到安全区至少要以多大速度奔跑？（忽略人的加速时间，百米短跑世界记录为979）（2）该坠落块对地产生的平均作用力多大？（3）由于爆炸引起地表震动，设产生的纵波的传播速率vp=9.1 km/s,横波的传播速率vs=3.1 km/s，设在某处的地震勘测中心记录到两种不同震感之间的时间间隔t0=5 s,那么观测记录者与震源之间的距离s为多少千米？参考答案一、1.AD2.C3.BC4.D5.AC6.AC7.CD8.A以盘和重物为一个整体加以隔离，平衡时kL=（m+m0）g，k=.用手向下拉，弹簧共伸长L+L，弹力F=k（L+L）手的瞬时，根据牛顿第二定律F-（m+m0）g=（m+m0）.把F值代入得（L+L）-（m+m0）g=（m+m0）aa=g，方向向上.隔离盘中物体，设盘对物体的支持力为N，由牛顿第二定律N-mg=ma故N=mg+ma=mg+mg=（1+）mg，向上.二、9.2010.=arctan根据牛顿第二定律由F-mg=ma得=加力F后，水平加速度不变，有F+Fcos-(mg+Fsin)=ma与上式联立得=arctan说明推力方向只能与水平方向成角向下，因施推力后加速度不变，则必有Fcos=Fsin.即得tan=所以=arctan11.t=(M-m)v0/mg;12.t1t2;FFf=(t1+t2)t1三、13.因为l2被剪断瞬间，l1上的张力大小发生了变化.（1）错.因为l2被剪断的瞬间，弹簧的长度来不及发生变化，力T1的大小和方向都不能突变，（2）对.14.依题意，0.2 s后P离开了托盘，0.2 s时托盘支持力恰为零，此时加速度为：a=（F大-mg）/m(式中F大为F的最大值)此时M的加速度也为a.a=（kx-Mg）/M所以kx=M（g+a）原来静止时，压缩量设为x0，则：kx0=（m+M）g而x0-x=at2/2由、有：at2即mg-Ma=0.02aka=mg/（M+0.02k）=6 m/s2代入：Fmax=m（a+g）=10.5（6+10）N=168 NF最大值为168 N.刚起动时F为最小，对物体与秤盘这一整体应用牛顿第二定律得F小+kx0-（m+M）g=（m+M）a代入有：Fmin=（m+M）a=72 NF最小值为72 N.15.（1）坠落物做自由落体运动的时间：h=gt2落地速度v0=gt地面人员逃离时间t=t-0.2逃离速度v=求得t=7 sv0=70 m/sv=10.3 m/s(2)根据牛顿运动定律可知：(F-mg)=ma=m求得F=5.64106N(3)震动同时产生传播，则由匀速运动知求得s=23.1 km