高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題16 應(yīng)用牛頓第二定律解決瞬時(shí)問(wèn)題
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應(yīng)用牛頓第二定律解決瞬時(shí)問(wèn)題 1.考點(diǎn)及要求:(1)牛頓運(yùn)動(dòng)定律(Ⅱ);(2)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(Ⅱ).2.方法與技巧:(1)剛性繩(或接觸面):一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,彈力立即改變或消失,不需要形變恢復(fù)時(shí)間,一般題目中所給的細(xì)線、輕桿和接觸面在不加特殊說(shuō)明時(shí),均可按此模型處理;(2)彈簧(或橡皮繩):此種物體的特點(diǎn)是形變量大,形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬時(shí)問(wèn)題中,其彈力的大小往往可以看成是不變的. 1.(彈簧模型)如圖1所示,質(zhì)量均為m的木塊A和B用一輕彈簧相連,豎直放在光滑的水平面上,木塊A上放有質(zhì)量為2m的木塊C,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將木塊C迅速移開,若重力加速度為g,則在木塊C移開的瞬間( ) 圖1 A.木塊B對(duì)水平面的壓力迅速變?yōu)?mg B.彈簧的彈力大小為mg C.木塊A的加速度大小為2g D.彈簧的彈性勢(shì)能立即減小 2.(桿模型)如圖2所示,質(zhì)量為m的小球用水平輕彈簧系住,并用傾角為30的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間,小球的加速度大小為( ) 圖2 A.g B.0 C.g D.g 3. (多選)如圖3所示,A、B兩物塊質(zhì)量均為m,用一輕彈簧相連,將A用長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)妮p繩懸掛于天花板上,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),B物塊恰好與水平桌面接觸,此時(shí)輕彈簧的伸長(zhǎng)量為x,現(xiàn)將懸繩剪斷,則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖3 A.懸繩剪斷瞬間A物塊的加速度大小為2g B.懸繩剪斷瞬間A物塊的加速度大小為g C.懸繩剪斷后A物塊向下運(yùn)動(dòng)距離2x時(shí)速度最大 D.懸繩剪斷后A物塊向下運(yùn)動(dòng)距離x時(shí)加速度最小 4.如圖4所示,質(zhì)量為M的框架放在水平地面上,一輕彈簧上端固定在框架上,下端連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球上下振動(dòng)時(shí),框架始終沒有跳起.當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間,小球的加速度大小為( ) 圖4 A.g B.g C.0 D.g 5.(多選)如圖5所示,彈簧p和細(xì)繩q的上端固定在天花板上,下端用小鉤鉤住質(zhì)量為m的小球C,彈簧、細(xì)繩和小鉤的質(zhì)量均忽略不計(jì).靜止時(shí)p、q與豎直方向的夾角均為60.下列判斷正確的有( ) 圖5 A.若p和球突然脫鉤,則脫鉤后瞬間q對(duì)球的拉力大小為mg B.若p和球突然脫鉤,則脫鉤后瞬間球的加速度大小為g C.若q和球突然脫鉤,則脫鉤后瞬間p對(duì)球的拉力大小為mg D.若q和球突然脫鉤,則脫鉤后瞬間球的加速度大小為g 6. (多選)如圖6所示,在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平面上,質(zhì)量m=2 kg的物塊與水平輕彈簧相連,物塊在與水平方向成θ=45角的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)水平面對(duì)物塊的彈力恰好為零,g取10 m/s2,以下說(shuō)法正確的是( ) 圖6 A.此時(shí)輕彈簧的彈力大小為20 N B.當(dāng)撤去拉力F的瞬間,物塊的加速度大小為8 m/s2,方向向左 C.若剪斷彈簧,則剪斷的瞬間物塊的加速度大小為8 m/s2,方向向右 D.若剪斷彈簧,則剪斷的瞬間物塊的加速度為0 7.物塊A1和A2、B1和B2質(zhì)量均為m,A1、A2用剛性輕桿相連,B1、B2用輕質(zhì)彈簧連接,兩個(gè)裝置都放在水平支托物上,處于平衡狀態(tài),如圖7所示.今突然迅速地撤去支托物,讓物塊下落,在撤去支托物的瞬間,A1、A2受到的合力分別為FA1和FA2,B1、B2受到的合力分別為FB1和FB2,則( ) 圖7 A.FA1=0,F(xiàn)A2=2mg,F(xiàn)B1=0,F(xiàn)B2=2mg B.FA1=mg,F(xiàn)A2=mg,F(xiàn)B1=0,F(xiàn)B2=2mg C.FA1=0,F(xiàn)A2=2mg,F(xiàn)B1=mg,F(xiàn)B2=mg D.FA1=mg,F(xiàn)A2=mg,F(xiàn)B1=mg,F(xiàn)B2=mg 答案解析 1.C 2.A [撤離木板之前,小球處于三力平衡狀態(tài),木板對(duì)小球的彈力大小等于mg.當(dāng)木板突然撤離的瞬間,木板的彈力消失,但小球的重力不變,彈簧的彈力也不變,重力與彈簧的彈力的合力大小依舊等于木板對(duì)小球的彈力mg,根據(jù)牛頓第二定律有mg=ma,得a=g,選項(xiàng)A正確.] 3.AC [剪斷懸繩前,對(duì)B受力分析,B受到重力和彈簧的彈力,知彈力F=mg,剪斷瞬間,對(duì)A分析,A的合力為F合=mg+F=2mg,根據(jù)牛頓第二定律,得a=2g,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤.彈簧開始處于伸長(zhǎng)狀態(tài),彈力F=mg=kx.當(dāng)向下壓縮,mg=F′=kx′時(shí),速度最大,x′=x,所以下降的距離為2x,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.] 4.D [以框架為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析可知,當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零時(shí),其重力與彈簧對(duì)其彈力平衡,即F=Mg,故可知彈簧處于壓縮狀態(tài),再以小球?yàn)檠芯繉?duì)象分析受力可知F+mg=ma,聯(lián)立可解得,小球的加速度大小為a=g,故選項(xiàng)D正確.] 5.BD [原來(lái)p、q對(duì)球的拉力大小均為mg.p和球脫鉤后,球?qū)㈤_始沿圓弧運(yùn)動(dòng),將q受的力沿法向和切線正交分解,如圖甲,得F-mgcos 60==0,即F=mg,合力為mgsin 60=ma,故a=g,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;q和球突然脫鉤后瞬間,p的拉力未來(lái)得及改變,仍為mg,因此合力為mg,如圖乙,球的加速度大小為g.故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.] 6.AB [物塊在重力、拉力F和彈簧的彈力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件得kx=Fcos θ,mg=Fsin θ,解得彈簧的彈力kx==20 N,故選項(xiàng)A正確;撤去拉力F的瞬間,由牛頓第二定律得kx-μmg=ma1,解得a1=8 m/s2,方向向左,故選項(xiàng)B正確;剪斷彈簧的瞬間,彈簧的彈力消失,則Fcos θ=ma2,解得a2=10 m/s2,方向向右,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.] 7.B [撤去支托物的瞬間,由于輕桿是剛體(認(rèn)為無(wú)形變),所以彈力馬上發(fā)生變化,A1、A2立即做自由落體運(yùn)動(dòng),輕桿與A1、A2間彈力為零,所以FA1=FA2=mg;撤去支托物前,由平衡條件知彈簧彈力大小為mg,撤去支托物的瞬間,彈簧的形變因物塊靜止的慣性而不能馬上改變,彈力仍保持原值,所以B1受的合力FB1=0,B2受的合力FB2=2mg,故選項(xiàng)B正確.]- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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