1、如图所示,在静止的平板车上放置一个质量为 10 kg的物体 A,它被拴在一个水平拉伸的弹簧一端(弹簧另一端固定),且处于静止状态,此时弹簧的拉力为 5 N。若平板车从静止开始向右做加速运动,且加速度逐渐增大,但 a≤ 1 m/ s 2。则( )
A.物体 A相对于车仍然静止
B.物体 A受到的弹簧的拉力逐渐增大
C.物体 A受到的摩擦力逐渐减小
D.物体 A受到的摩擦力先减小后增大
解答: AD
解析:由题意知,物体 A与平板车的上表面间的最大静摩擦力 F m≥ 5 N。当物体向右的加速度增大到 1 m/ s 2时, F= ma= 10 N,可知此时平板车对物体 A的摩擦力为 5 N,方向向右,且为静摩擦力。所以物体 A相对于车仍然静止,受到的弹簧的拉力大小不变。因加速度逐渐增大,合力逐渐增大,物体 A受到的摩擦力方向先向左后向右。大小变化是先减小后增大。
2、如图所示,将质量为 m= 0.1 kg的物体用两个完全一样的竖直弹簧固定在升降机内,当升降机以 4 m/ s 2的加速度加速向上运动时,上面弹簧对物体的拉力为 0.4 N;当升降机和物体都以 8 m/ s 2的加速度向上运动时,上面弹簧的拉力为( )
A. 0.6 N
B. 0.8 N
C. 1.0 N
D. 1.2 N
解答: A
解析:当 a= 4 m/ s 2时, F= ma= 0.4 N,当 a'= 8 m/ s 2时, F'= ma'= 0.8 N。由题意知上、下弹簧的弹力各增加 0.2 N,所以这时上面弹簧的拉力为 0.6 N。
3、一物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为 a,如图所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法中正确的是( )
A.当θ一定时, a越大,斜面对物体的正压力越小
B.当θ一定时, a越大,斜面对物体的摩擦力越小
C.当 a一定时,θ越大,斜面对物体的正压力越小
D.当 a一定时,θ越大,斜面对物体的摩擦力越小
解答: C
解析:建立水平和竖直方向的直角坐标系,有
F N sinθ= F 1 cosθ
F N cosθ+ F 1 sinθ- mg= ma
解得: F N= m( g+ a) cosθ, F 1= m( g+ a) sinθ
由此可知,只有 C项正确。
4、从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在 0~ t0时间内,下列说法中正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小
B.Ⅰ物体所受的合外力不断增大,Ⅱ物体所受的合外力不断减小
C.Ⅰ物体的位移不断增大,Ⅱ物体的位移不断减小
D.Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是
解答: A
解析:速度图象的切线斜率值表示加速度的大小,由图象可知,两物体的加速度值逐渐减小。根据牛顿第二定律有Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小。两物体均沿正方向运动,位移都不断增大。Ⅰ、Ⅱ两个物体在 0~ t0时间内均做变加速运动,平均速度大小都不等于。
5、如图所示,质量均为 m的 A、 B两球之间系着一根不计质量的弹簧,放在光滑的水平面上, A球紧靠竖直墙壁,今用水平力 F将 B球向左推压弹簧,平衡后,突然将 F撤去,在这瞬间:
① B球的速度为零,加速度为零
② B球的速度为零,加速度大小为
③在弹簧第一次恢复原长之后, A才离开墙壁
④在 A离开墙壁后, A、 B两球均向右做匀速运动
以上说法正确的是( )
A.只有①
B.②③
C.①④
D.②③④
解答: B
解析:撤去 F前, B球受四个力作用,竖直方向重力和支持力平衡,水平方向推力 F和弹簧的弹力平衡,即弹簧的弹力大小为 F,撤去 F的瞬间,弹簧的弹力仍为 F,故 B球所受合外力为 F,则 B球加速度为 a=,而此时 B球的速度为零。在弹簧恢复原长前,弹簧对 A球有水平向左的弹力使 A压紧墙壁,直到弹簧恢复原长时 A球才离开墙壁, A球离开墙壁后,由于弹簧的作用,使 A、 B两球均做变速运动。
6、如图所示,一个质量为 M的人站在台秤上,用跨过定滑轮的绳子,将质量为 m的物体自高处放下,当物体以 a加速下降( a< g=时),台秤的读数为()
A.( M- m) g+ ma
B.( M+ m) g- ma
C.( M- m) g
D.( M- m) g- ma
解答: A
解析:对人和物体分别进行受力分析后,根据牛顿第二定律写出方程:
对人有: F T+ F N= Mg,
对 m有: mg- F T= ma
由此解得 F N=( M- m) g+ ma
利用超重、失重的概念解答是很简捷的,如果物体不动那么绳对物体的= mg,此时台秤读数= Mg-=( M- m) g。当物体以 a加速下降时,由于失重,此时绳对物体的拉力 F T= m( g- a),所以,此时台秤读数为 F N= Mg- F T=( M- m) g+ ma。
7、如图所示,在光滑的水平面上,有 A、 B两物体在 F 1和 F 2的作用下运动,已知 F 1> F 2,则( )
A.若撤去 F 1, B的加速度一定增大
B.若撤去 F 1, B对 A的作用力一定增大
C.若撤去 F 2, A的加速度一定增大
D.若撤去 F 2, A对 B的作用力一定变小
解答: CD
解析:根据牛顿第二定律,对整体: F 1- F 2=( m A+ m B) a
若撤去 F 1,对整体: F 2=( m A+ m B) a 1
若撤去 F 2,对整体: F 1=( m A+ m B) a 2
所以撤去 F 1, B的加速度不一定增大;撤去 F 2, A的加速度一定增大。
对 B,撤去 F 1前向右加速, A、 B间的作用力大于 F 2;撤去 F 1后向左加速, A、 B间的作用力小于 F 2,所以撤去 F 1, B对 A的作用力一定减小了。
对 A,撤去 F 2前, F 1- F N= m A a,撤去 F 2后, F 1- F N′= m A a 2,所以撤去 F 2, A对 B的作用力一定减小。
8、一个静止于光滑水平面上的物体受到水平力 F 1的作用,如果要使物体产生与 F 1成θ角方向的加速度 a,如图所示,则应()
A.沿 a方向施加一个作用力 F 2
B.加在物体上的最大作用力
C.加在物体上的最小作用力 F 2= F 1 sinθ
D.在物体上施加一个与 F 1大小相等,与 a方向也成θ角的力 F 2,且 F 2方向在 a的另一侧
解答: CD
解析:根据牛顿第二定律,应使物体所受的合力方向沿加速度 a的方向。沿 a方向施加一个作用力 F 2, F 1与 F 2的合力方向不能沿 a的方向,所以 A错。加在物体上的最大作用力 F 2无法确定,所以 B错。加在物体上的最小作用力 F 2= F 1 sinθ, C正确。在物体上施加一个与 F 1大小相等,与 a方向也成θ角的力 F 2,且 F 2方向在 a的另一侧时可使合力方向与加速度方向一致, D正确。
9、如图所示,小车向右做匀加速直线运动,物块 M贴在小车左壁上,且相对于左壁静止。当小车的加速度增大时,下列说法正确的是( )
A.物块受到的摩擦力不变
B.物块受到的弹力不变
C.物块受到的摩擦力增大
D.物块受到的合外力增大
解答: AD
解析:小车向右做匀加速直线运动,物块 M贴在小车左壁上,且相对于左壁静止,物块受到的摩擦力与物块的重力平衡,所以保持不变。物块受到的水平方向的弹力产生物块的加速度。当小车的加速度增大时,物块的加速度也增大。根据牛顿第二定律,物块受到的弹力和合外力增大。
10、如图所示,水平传送带 A、 B两端相距 s= 3.5 m,物体与传送带间的动摩擦因数μ= 0.1,物体滑上传送带 A端的瞬时速度 v A= 4 m/ s,到达 B端的瞬时速度设为 v B。下列说法中正确的是( )
A.若传送带不动, v B= 3 m/ s
B.若传送带逆时针匀速转动, v B一定等于 3 m/ s
C.若传送带顺时针匀速转动, v B一定等于 3 m/ s
D.若传送带顺时针匀速转动, v B有可能等于 3 m/ s
解答: ABD
解析:当传送带不动时,物体从 A到 B做匀减速运动, a=μ g= 1 m/ s 2,物体到达 B点的速度 v B= 3 m/ s。
当传送带逆时针匀速转动时,物体滑上传送带后的相对运动方向不变,物体以相同的加速度一直减速至 B, v B= 3 m/ s。
当传送带顺时针匀速转动时,传送带的速度不同,物体滑上传送带后的运动情况不同。有下面的五种可能:①匀速;②一直减速;③先减速后匀速;④一直加速;⑤先加速后匀速。