高中物理专题三牛顿运动定律的典型问题课堂达标含解析新人教版必修1

专题三 牛顿运动定律的典型问题

课堂素养达标

1.如图所示,当车厢向右加速行驶时,一质量为m的物块紧贴在车厢壁上,相对于车厢壁静止,随车一起运动,则下列说法正确的是              (　　)

A.在竖直方向上,车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡

B.在水平方向上,车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力

C.若车厢的加速度变小,车厢壁对物块的弹力不变

D.若车厢的加速度变大,车厢壁对物块的摩擦力也变大

【解析】选A。对物块受力分析如图所示。

由牛顿第二定律,在竖直方向:Ff=mg;水平方向:FN=ma,所以选项A正确,C、D错误;车厢壁对物块的弹力和物块对车厢壁的压力是一对相互作用力,故B错误。

2.如图所示,在光滑的水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连后自由释放,则A、B一起运动。假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子足够长且不可伸长。如果mB=3mA,则绳子对物体A的拉力大小为

(　　)

A.mBg  B.mAg

C.3mAg  D.mBg

【解析】选B。对A、B整体进行分析,根据牛顿第二定律mBg=(mA+mB)a,对物体A,设绳的拉力为F,由牛顿第二定律得,F=mAa,解得F=mAg=mBg,故B正确。

3.如图所示,质量相等的A、B两小球分别连在轻绳两端,A球的一端与轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在倾角为30°的光滑斜面顶端,重力加速度大小为g。下列说法正确的是              (　　)

A.剪断轻绳的瞬间,A的加速度为零,B的加速度大小为g

B.剪断轻绳的瞬间,A、B的加速度大小均为

C.剪断轻绳的瞬间,A、B的加速度均为零

D.剪断轻绳的瞬间,A的加速度为零,B的加速度大小为g

【解析】选B。设小球的质量为m,对整体分析,弹簧的弹力F=2mgsin 30°=mg,剪断细线的瞬间,弹簧的弹力不变,对A分析,aA==g,B的加速度为:aB==g,B项正确,A项、C项、D项错误。

4.如图所示,矩形盒内用两根细线固定一个质量为m=1.0 kg的均匀小球,a线与水平方向成53°角,b线水平。两根细线所能承受的最大拉力都是Fm=15 N。

(cos 53°=0.6,sin 53°=0.8,g取10 m/s2)求:

(1)当该系统沿竖直方向匀加速上升时,为保证细线不被拉断,加速度可取的最大值。

(2)当该系统沿水平方向向右匀加速运动时,为保证细线不被拉断,加速度可取的最大值。

【解析】(1)竖直向上匀加速运动时小球受力如图所示,当a线拉力为15 N时,由牛顿第二定律得:竖直方向有:

Fmsin 53°-mg=ma

水平方向有:Fmcos 53°=Fb

解得Fb=9 N,此时加速度有最大值a=2 m/s2

(2)水平向右匀加速运动时,由牛顿第二定律得:

竖直方向有:Fasin 53°=mg

水平方向有:Fb-Facos 53°=ma′,解得Fa=12.5 N

当Fb=15 N时,加速度最大,有a′=7.5 m/s2

答案:(1)2 m/s2　(2)7.5 m/s2