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高频考点4牛顿运动定律
[对应学生用书P118]
1.
必
在梯井中,由钢索悬挂竖直电梯C,顶部用绳子悬挂了球A,A下方焊接一个弹簧,弹
簧下端悬挂球B,整个装置处于静止状态,简化示意图如图所示。已知绳子、弹簧的质量远
小于两球质量,两球质量又远小于电梯质量。若悬挂电梯的钢索突然断裂,在电梯下落瞬间,
球A、球B、电梯C各自加速度约为()
A.9.8m/s2,9.8m/s2-0
B.19.6m/s209.8ms2
C.0,9.8m/s2-9.8m/s2
D.9.8m/s20,9.8m/s2
解析电梯与球A之间的绳子无法仲长,故电桃与球A的加速度相同,因为电梯质量远
大于两球质量,钢索断裂后,电梯可视为在自身重力下运动,因此加速度大小为g=9.8ms2,
弹簧形变量在瞬间不会发生突变,因此球B受力不变,其加速度为0。
答案D
2.(2022广州一模)如图,篮球从某一高度自由落下,与地面反复碰撞,最后停在地面上,
空气阻力不计,下列图像能大致反映该过程篮球的加速度随时间变化的是()
而
a
fa
D
解析篮球自由落地到与地面接触前,只受重力作用,加速度不变,以向下为正方向,
加速度为正值,图线为平行于t轴的线段:篮球与地面接触到反弹离开地面过程中,受地面
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的向上的弹力先从零开始逐渐增大,篮球所受的合力ma_1=mg-N。开始阶段地面弹力N小
于重力,合力向下,篮球向下继续挤压,N增大,合力逐渐减小,加速度逐渐减小,篮球这
一阶段向下做加速度(向下,为正)减小的加速运动;弹力N增大到超过重力大小时,合力向
上,其大小为ma_2=N一mg,随着N增大,加速度a逐渐增大,方向向上,篮球向下做加速
度(向上,为负)增大的减速运动直至速度为零:篮球开始向上运动(离开地面前)的过程是篮球
向下挤压地面过程的逆过程,加速度变化特点是:向上(为负)减小,再向下(为正)增大。故B
符合题意,A、C、D不符合题意。
答案B
3.(2022衡水模拟)如图所示,质量分别为m_A=1kg,m_B=2kg的两个物体A、B放置在
水平面上,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,均为μ=0.5,假设最大静摩擦力等于滑动
摩擦力。现分别对物体A、B施加外力F_1、F_2作用,两个力与水平面的夹角分别为a=53°、
β=37^°,其中F_1=30N。物体A、B保持静止,力F_2的大小可能为()
A.5N B.10N
C.15N D.20N
解析如图,以物体A为研究对象,受力分析如图甲所示,由力的分解与合成规律得F_1cos
α-F_B_A-f_1=0,FN-mAg-F_1sinα=0,由于F_1sina-μF_N,则A与水平面间的静摩擦力已达
到最大,且A、B之间有相互作用,所以f_1=μFn,解得F_A=1N。
;mg↓mg
甲
以物体B为研究对象,受力分析如图乙所示,由力的分解与合成规律得F_2cosβ+F_AB-
f_2=0,FR+F_2sinβ-m_g=0,又F_BM=F_M=1N,因为f_2≤μF_如,解得F_2≤9011N=8.2N,
选项A正确,B、C、D错误。
答案A
4.(2022成都一模)如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置
一质量为m的小滑块。木板受到水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平
拉力F的关系如图乙所示,重力加速度g=10m/s^2,下列说法正确的是()
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a/(m*82)
m
F
264217777112774172
0246FN
A.小滑块的质量m=3kg
B.小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0,1
C.当水平拉力F=7N时,长木板的加速度大小为3ms2
D.当水平拉力F增大时,小滑块的加速度一定增大
解析由a-F图像可知,小滑块的最大加速度为2m/s2,对小滑块分祈有g=mamw,
解得H=02,B错误:由a-F图像可知,外力大于6N后两物体相对滑动,对长木板受力分
析有F一mg=AMa,整理得a=1MF-μmgM,由a-F图像可知图像的斜率为k=1,代入数
据解得1M=k=26-4=1,解得M=1kg。
由a-F图像可知,外力小于6N时,两物体有共同加速度,外力等于6N时,两物体加
速度为2m/s2,对整体分析有F=\rc)a\vs4\al\co1(M十m)a,解得M+m=3kg,则有m
=2kg,A错误:
由-F图像可知,外力大于6N后两物体相对滑动,相对滑动后小滑块的加速度不随外
力的增