1、课后限时作业11 牛顿第二定律 两类动力学问题时间:45分钟1.小明希望检验这样一个猜想:沿斜面下滑的小车,装载物体的质量越大,到达斜面底部的速度越大.图示为两种直径不同的车轮(颜色不同),装有不同木块(每个木块的质量相同)从不同高度释放的小车.你认为小明应该选用哪3种情况进行比较( C )A.GORB.GSWC.STUD.SWX解析:小明猜想的是“沿斜面下滑的小车,装载物体的质量越大,到达斜面底部的速度越大”,故要求小车释放点的高度相同,还需相同的小车.A项中,高度相同,小车不同,A错误;B项中,小车相同,高度不同,B错误;D项
2、中,小车相同,高度不同,D错误;C项满足要求,C正确.2.一物块沿倾角为θ的固定斜面上滑,到达最大高度处后又返回斜面底端.已知物块下滑的时间是上滑时间的2倍,则物块与斜面间的动摩擦因数为( C )A.tanθB.tanθC.tanθD.tanθ解析:设物块与斜面间的动摩擦因数为μ,上滑位移为s,物块上滑的时间为t,物块上滑时的加速度a1=gsinθ+μgcosθ,s=a1t2;下滑时的加速度a2=gsinθ-μgcosθ,s=a2(2t)2;联立解得μ=tanθ,故C正确.3.在倾角为30°的光滑斜面上有一个箱子,箱内有一个斜面,
3、在斜面上放置一个重为60N的球,如图所示.当箱子沿斜面下滑时,球对箱子后壁和箱内斜面的压力大小分别是(g取10m/s2)( C )A.40N,30NB.30N,50NC.40N,50ND.50N,60N解析:设球的质量为m,箱子的质量为M,加速度大小为a,对箱子和球整体分析,根据牛顿第二定律,有(M+m)gsin30°=(M+m)a,解得a=gsin30°=5m/s2.隔离球受力分析,如图所示,在平行斜面方向,有mgsin30°+FN1-FN2sin53°=ma,在垂直斜面方向,有mgcos30°-FN2cos53°=0,联立解得
4、FN1=40N,FN2=50N,根据牛顿第三定律可知,球对箱子后壁的压力大小为40N,对箱内斜面的压力大小为50N.故C正确.4.(多选)如图所示,质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1.与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角.下列说法中正确的是( AD )A.车厢的加速度大小为gtanθB.绳对物体1的拉力大小为m1gcosθC.底板对物体2的支持力大小为m2g-m1gD.物体2所受底板的摩擦力为m2gtanθ解析:以物体1为研究对象,分析受力情况,物体1受重力m1g
5、和拉力T,根据牛顿第二定律得m1gtanθ=m1a,解得a=gtanθ,则车厢的加速度大小为gtanθ,T=.故A正确,B错误;以物体2为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律可知底板对物体2的支持力大小为m2g-T=m2g-;物体2所受底板的摩擦力大小为f=m2a=m2gtanθ.故C错误,D正确.5.如图所示,一物体从竖直立于地面的轻弹簧上方某一高度自由落下.A点为弹簧处于自然状态时端点的位置,当物体到达B点时,物体的速度恰好为零,然后被弹回.下列说法中正确的是( D )A.物体从A点下落到B点的过程中速率不断减小B.物体在B点
7、正确,A、B、C错误.6.如图所示,一端固定在地面上的杆与水平方向的夹角为θ,将一质量为m1的滑块套在杆上,滑块通过轻绳悬挂一质量为m2的小球,杆与滑块之间的动摩擦因数为μ.先给滑块一个沿杆方向的初速度,稳定后,滑块和小球一起以共同的加速度沿杆运动,此时绳子与竖直方向的夹角为β,且β>θ,不计空气阻力,则滑块的运动情况是( B )A.沿着杆减速下滑B.沿着杆减速上滑C.沿着杆加速下滑D.沿着杆加速上滑解析:把滑块和球看成一个整体,受力分析,若整体的速度方向沿杆向下,则沿杆方向,有(m1+m2)gsinθ-f=(m1+m2)a,垂直