2022高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動定律5 輕松解決瞬時性問題練習(xí) 新人教版必修1

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1、2022高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動定律 5 輕松解決瞬時性問題練習(xí) 新人教版必修1 （答題時間：25分鐘） 1. 如圖所示，兩個質(zhì)量分別為m1＝2 kg、m2＝3 kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測力計(jì)連接，兩個大小分別為F1＝30 N、F2＝20 N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則（　　） A. 彈簧測力計(jì)的示數(shù)是10 N B. 彈簧測力計(jì)的示數(shù)是50 N C. 在突然撤去F2的瞬間，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變 D. 在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度不變 2. 在動摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個質(zhì)量為m＝2 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ

2、＝45°角的不可伸長的輕繩一端相連，如圖所示，此時小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零，當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，取g＝10 m/s2，以下說法正確的是（　?。? A. 此時輕彈簧的彈力大小為20 N B. 小球的加速度大小為8 m/s2，方向向左 C. 若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10 m/s2，方向向右 D. 若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度為0 3. 如圖所示，A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細(xì)線固定在傾角為30°的光滑斜面上，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為（　?。? A. 都等于 B. 和0 C. ·和0

3、 D. 0和· 4. 如圖所示，用細(xì)繩將條形磁鐵A豎直掛起，再將小鐵塊B吸在條形磁鐵A的下端，靜止后將細(xì)繩燒斷，A、B同時下落，不計(jì)空氣阻力，則下落過程中 （　?。? A. 小鐵塊B的加速度為零 B. 小鐵塊B只受一個力的作用 C. 小鐵塊B可能只受兩個力的作用 D. 小鐵塊B共受三個力的作用 5. 如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足夠長的彈簧，則當(dāng)木塊接觸彈簧后（　?。? A. 木塊立即做減速運(yùn)動 B. 木塊在一段時間內(nèi)速度仍可增大 C. 當(dāng)F等于彈簧彈力時，木塊速度最大 D. 彈簧壓縮量最大時，木塊加速度為零 6. 如圖甲、乙所示，圖中細(xì)

4、線均不可伸長，兩小球均處于平衡狀態(tài)且質(zhì)量相同，如果突然把兩水平細(xì)線剪斷，剪斷瞬間小球A的加速度的大小為________，方向?yàn)開_______；小球B的加速度的大小為________，方向?yàn)開_______；剪斷瞬間甲圖中傾斜細(xì)線OA與乙圖中彈簧的拉力之比為________（θ角已知）。 7. 如圖所示，木塊A、B用輕彈簧相連，放在懸掛的木箱C內(nèi)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，它們的質(zhì)量之比是mA：mB：mC=1：2：3。當(dāng)剪斷細(xì)繩的瞬間，各物體的加速度大小及其方向如何？ 1. C 解析：設(shè)彈簧的彈力為F，系統(tǒng)加速度為a，對m1、m2和彈簧測力計(jì)組成的系統(tǒng)： F1－F2＝（m1＋m2

5、）a 對m1：F1－F＝m1a 聯(lián)立兩式解得：a＝2 m/s2，F(xiàn)＝26 N，故A、B兩項(xiàng)都錯誤；在突然撤去F2的瞬間，由于彈簧測力計(jì)兩端都有物體，而物體的位移不能發(fā)生突變，所以彈簧的長度在撤去F2的瞬間沒有變化，彈簧上的彈力不變，故C項(xiàng)正確；若突然撤去F1，物體m1所受的合外力方向向左，而沒有撤去F1時合外力方向向右，所以m1的加速度發(fā)生變化，故D項(xiàng)錯誤。 2. ABD 解析：因?yàn)槲醇魯噍p繩時水平面對小球的彈力為零，小球在繩沒有斷時受到重力、輕繩的拉力FT和彈簧的彈力F作用而處于平衡狀態(tài)，依據(jù)平衡條件得： 豎直方向有FTcos θ＝mg 水平方向有FTsin θ＝F 解得輕彈簧

6、的彈力為F＝mgtan θ＝20 N，故選項(xiàng)A正確。 剪斷輕繩后小球在豎直方向仍平衡，水平面對它的支持力與它所受重力平衡，即FN＝mg；由牛頓第二定律得小球的加速度為a＝m/s2＝8 m/s2，方向向左，選項(xiàng)B正確，當(dāng)剪斷彈簧的瞬間，輕繩上彈力突變?yōu)?，小球立即受水平面支持力作用，且與重力平衡，加速度為0，選項(xiàng)C錯誤，D正確。 3. D 解析：當(dāng)線被剪斷的瞬間，彈簧的伸長狀態(tài)不變，A受合外力還是0，A的加速度仍為0，對B進(jìn)行受力分析： 線剪斷前：F線＝MBgsin θ＋F彈 F彈＝MAgsin θ 線剪斷瞬間：B受合外力為F合＝MBgsin θ＋F彈＝MBaB 所以aB＝·

7、gsin θ＝· 選項(xiàng)D正確。 4. D 解析：假設(shè)細(xì)線燒斷后，AB在下落過程中分離（或接觸但沒有擠壓），則AB間仍存在磁力作用，由加速度，，可推斷假設(shè)不成立，即AB下落時不會分開，且具有相同的加速度g。故B受到重力、磁力和A對其的彈力。 5. BC 解析：木塊在光滑水平面上做勻加速運(yùn)動，與彈簧接觸后，當(dāng)F>F彈時，隨彈簧形變量的增大，向左的彈力F彈逐漸增大，木塊做加速度減小的加速運(yùn)動；當(dāng)彈力和F相等時，木塊速度最大，之后木塊做減速運(yùn)動，彈簧壓縮量最大時，木塊速度為零，加速度向左不為零，故選項(xiàng)B、C正確。 6. gsin θ；垂直傾斜細(xì)線OA向下；gtan θ；水平向右；cos2

8、θ 解析：設(shè)兩球質(zhì)量均為m，對A球受力分析，如圖（a）所示，剪斷水平細(xì)線后，球A將沿圓弧擺下，故剪斷水平細(xì)線瞬間，小球A的加速度a1方向?yàn)檠貓A周的切線方向向下，即垂直傾斜細(xì)線OA向下。則有F＝mgcos θ，F(xiàn)1＝mgsin θ＝ma1，所以a1＝gsin θ。水平細(xì)線剪斷瞬間，B球所受重力mg和彈簧彈力F不變，小球B的加速度a2方向水平向右，如圖（b）所示，則F＝，F(xiàn)2＝mgtan θ＝ma2，所以a2＝gtan θ。 甲中傾斜細(xì)線OA與乙中彈簧的拉力之比為＝cos2 θ。 7. 解：設(shè)A的質(zhì)量為m，則B、C的質(zhì)量分別為2m、3m，在未剪斷細(xì)繩時，A、B、C均受平衡力作用，受力情況

9、如圖所示。 剪斷繩子的瞬間，彈簧彈力不發(fā)生突變，故Fl大小不變。而B與C的彈力怎樣變化呢？首先B、C間的作用力肯定要變化，因?yàn)橄到y(tǒng)的平衡被打破，相互作用必然變化。我們設(shè)想B、C間的彈力瞬間消失。此時C做自由落體運(yùn)動，aC＝g；而B受力F1和2mg，則aB=（F1+2mg）/2m＞g，即B的加速度大于C的加速度，這是不可能的。因此B、C之間仍然有作用力存在，具有相同的加速度。設(shè)彈力為N，共同加速度為a，則有 F1＋2mg－N＝2ma …………① 3mg＋N ＝3ma …………② F1=mg 解得a＝1.2，N＝0.6mg 所以剪斷細(xì)繩的瞬間，A的加速度為零；B、C的加速度相同，大小均為1.2g，方向豎直向下。