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多选题

(多选)如图所示,质量为m$_2$的物体B放在车厢的底板上,用竖直细线通 过定滑轮与质量为m$_1$的物体A相连,不计滑轮摩擦.现在车厢以加速度a向右作加速,物体B仍压在底板上,则(  )

A
细线与竖直方向的夹角θ=arctan$\frac {a}{g}$
B
物体B所受细线的拉力T=m$_1$gcosθ
C
物体B所受细线的拉力T=m$_1$$\sqrt {}$
D
物体B所受底板的摩擦力为f=m$_2$a

题目答案

ACD

答案解析

分析:

分析:车厢水平向右做加速直线运动,两物体与车厢具有相同的加速度,根据隔离对物体A分析,得出物体A的加速度以及细线的拉力,从而得知车厢的加速度.再隔离对物体B分析,求出支持力和摩擦力的大小.

解答:

解:A、物体1与车厢具有相同的加速度,对物体1分析,受重力和拉力,如图,根据合成法知,F_合=m$_1$gtanθ,根据牛顿第二定律F_合=m$_1$a得:gtanθ=a,得θ=arctan$\frac {a}{g}$.故A正确.

B、C物体B所受细线的拉力T=$\frac {m$_1$g}{cosθ}$,也可以根据勾股定理得:T=$\sqrt {}$=m$_1$$\sqrt {}$,故B错误,C正确.

D、物体B加速度为gtanθ,对物体B受力分析,受重力、支持力和摩擦力,支持力:N=m$_2$g,f=m$_2$a.故D正确.

故选ACD.

点评:

解决本题的关键的关键知道车厢和两物体具有相同的加速度,通过整体法和隔离法进行求解.

举一反三
多选题

(多选)如图,质量为M的斜面静止在水平地面上.几个质量都是m的不同物块,先后在斜面上以不同的加速度向下滑动.下列关于水平地面对斜面M底部的支持力和静摩擦力的几种说法中正确的是(  )

A
匀速下滑时,支持力N=(m+M)g,静摩擦力为零
B
匀加速下滑时,支持力N<(m+M)g,静摩擦力的方向水平向右
C
匀减速下滑时,支持力N>(m+M)g,静摩擦力的方向水平向右
D
无论怎样下滑,总是N=(m+M)g,静摩擦力为零

题目答案

AC

答案解析

分析:

根据物块处于平衡与非平衡两种状态,来对整体受力分析,结合平衡条件与牛顿第二定律,及静摩擦力产生条件,即可求解.

解答:

解:A、当匀速下滑时,从整体角度出发,处于平衡状态,则支持力等于N=(m+M)g,斜面没有运动趋势,则静摩擦力为零,故A正确;

B、当匀加速下滑时,由整体角度,结合加速度分解,则有竖直向下与水平向左的加速度,再根据牛顿第二定律,则有竖直方向重力大于支持力,而水平方向有向左的静摩擦力,故B错误;

C、同理,当匀减速下滑时,由整体角度,结合加速度分解,则有竖直向上与水平向右的加速度,再根据牛顿第二定律,则有竖直方向重力小于支持力,而水平方向有向右的静摩擦力,故C正确;

D、由上分析可知,故D错误;

故选:AC.

点评:

考查受力平衡与牛顿第二定律的应用,注意加速度的分解与整体法的运用是解题的关键.

多选题

(多选)如图所示,放在水平地面上的斜面体A质量为M,一质量为m的物块B恰能沿斜面匀速下滑.若对物块施以水平向左的拉力F,物块B仍能沿斜面运动.则以下判断正确的是(  )

A
物块B仍将沿斜面匀速下滑
B
物块B将沿斜面加速下滑
C
地面对斜面体A有向左的摩擦力
D
地面对斜面A的支持力小于(M+m)g

题目答案

BD

答案解析

分析:

物体匀速下滑时,对物体B受力分析,然后根据平衡条件得到动摩擦因素;受到拉力后,将拉力F按照作用效果正交分解,结合牛顿第二定律得到物体B的运动规律;最后对斜面体受力分析,得到斜面体与地面的弹力和摩擦力情况.

解答:

解:A、B、对物体B受力分析,受到重力、支持力和滑动摩擦力,



根据平衡条件,沿斜面方向有:

mgsinθ=μmgcosθ

解得:μ=tanθ

当加上拉力后,将拉力按照作用效果正交分解,



根据牛顿第二定律,有:

mgsinθ+Fcosθ-μ(mgcosθ-Fsinθ)=ma

即:mgsinθ-μmgcosθ+Fcosθ+μFsinθ=ma>0

故物体将沿斜面加速运动,A错误,B正确;

C、D、无拉力时,对斜面受力分析,受到重力Mg,压力、滑块的摩擦力和地面的支持力,其中压力和摩擦力的合力竖直向下,当有拉力后,压力和摩擦力都减小,但其合力依然向下,故地面对斜面体的支持力减小,地面与斜面体间无摩擦力,故C错误,D正确;

故选:BD.

点评:

本题关键是先对物体B受力分析,得到动摩擦因素μ=tanθ,然后得到物体B对斜面题的摩擦力和压力的合力一定竖直向下.

多选题

(多选)如图所示,质量为m的物体A在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面匀速下滑,此过程斜面体B仍静止,斜面体的质量为M,则水平地面对斜面体(  )

A
有水平向左的摩擦力
B
物块A受的滑动摩擦力大小与mgsinθ的大小关系无法判断
C
支持力为(m+M)g
D
支持力小于(m+M)g

题目答案

AD

答案解析

分析:

利用整体法对AB组合体进行受力分析,并对拉力F沿水平和竖直两个方向进行正交分解,即可分析出答案

解答:

解:

由于A匀速下滑、B静止不动,可将A、B视为整体,根据平衡条件可知,斜面体B应该受到地面对它施加的水平向左的静摩擦力F_f,满足F_f=Fcosθ,选项A对;竖直方向有N+Fsinθ=(m+M)g,选项D对,选项C错.

对物块A受力分析,物块A受到向上的拉力和向上的滑动摩擦力的和等于mgsinθ,

故物块A受的滑动摩擦力大小小于mgsinθ,B项错.

故答案为AD.

点评:

在解题过程中要熟练的应用整体法和隔离体法对物体进行受力分析.若本题把拉力去掉,物体A沿斜面匀速下滑或加速下滑,斜面体与地面的摩擦力又会是什么情况?

多选题

(多选)如图,在光滑水平面上,放着两块长度相同,质量分别为M$_1$和M$_2$的木板,在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块.开始时,各物均静止,今在两物体上各作用一水平恒力F$_1$、F$_2$,当物块和木板分离时,两木板的速度分别为v$_1$和v$_2$,物体和木板间的动摩擦因数相同,下列说法正确的是(  )

A
若F$_1$=F$_2$,M$_1$>M$_2$,则v$_1$>v$_2$
B
若F$_1$=F$_2$,M$_1$<M$_2$,则v$_1$>v$_2$
C
若F$_1$>F$_2$,M$_1$=M$_2$,则v$_1$>v$_2$
D
若F$_1$<F$_2$,M$_1$=M$_2$,则v$_1$>v$_2$

题目答案

BD

答案解析

分析:

本题中涉及到两个物体,所以就要考虑用整体法还是隔离法,但题中研究的是两物体的相对滑动,所以应该用隔离法.板和物体都做匀变速运动,牛顿定律加运动学公式和动能定理都能用,但题中“当物体与板分离时”隐含着在相等时间内物体的位移比板的位移多一个板长,也就是隐含着时间因素,所以不方便用动能定理解了,就要用牛顿定律加运动公式求解.

解答:

解:A、B:首先看F$_1$=F$_2$ 时情况:

由题很容易得到两物块所受的摩擦力大小是相等的,因此两物块的加速度相同,我们设两物块的加速度大小为a,

对于M$_1$、M$_2$,滑动摩擦力即为它们的合力,设M$_1$的加速度大小为a$_1$,M$_2$的加速度大小为a$_2$,

根据牛顿第二定律得:

因为a$_1$=$\frac {μmg}{M$_1$}$,a$_2$=$\frac {μmg}{M$_2$}$,其中m为物块的质量.

设板的长度为L,它们向右都做匀加速直线运动,当物块与木板分离时:

物块与M$_1$的相对位移L=$\frac {1}{2}$at$_1$_-$\frac {1}{2}$a$_1$t$_1$_

物块与M$_2$的相对位移L=$\frac {1}{2}$at$_2$_-$\frac {1}{2}$a$_2$t$_2$_

若M$_1$>M$_2$,a$_1$<a$_2$[br]所以得:t$_1$<t$_2$[br]M$_1$的速度为v$_1$=a$_1$t$_1$,M$_2$的速度为v$_2$=a$_2$t$_2$[br]则v$_1$<v$_2$,故A错误.

若M$_1$<M$_2$,a$_1$>a$_2$[br]所以得:t$_1$>t$_2$[br]M$_1$的速度为v$_1$=a$_1$t$_1$,M$_2$的速度为v$_2$=a$_2$t$_2$[br]则v$_1$>v$_2$,故B正确.

C、D:若F$_1$>F$_2$、M$_1$=M$_2$,根据受力分析和牛顿第二定律:

则M$_1$上的物块的加速度大于M$_2$上的物块的加速度,即a_a>a_b[br]由于M$_1$=M$_2$,所以M$_1$、M$_2$加速度相同,设M$_1$、M$_2$加速度为a.

它们向右都做匀加速直线运动,当物块与木板分离时:

物块与M$_1$的相对位移L=$\frac {1}{2}$a_at$_1$_-$\frac {1}{2}$at$_1$_

物块与M$_2$的相对位移L=$\frac {1}{2}$a_bt$_2$_-$\frac {1}{2}$at$_2$_

由于a_a>a_b

所以得:t$_1$<t$_2$[br]则v$_1$<v$_2$,故C错误.

若F$_1$<F$_2$、M$_1$=M$_2$,a_a<a_b[br]则v$_1$>v$_2$,故D正确.

故选BD.

点评:

要去比较一个物理量两种情况下的大小关系,我们应该通过物理规律先把这个物理量表示出来.同时要把受力分析和牛顿第二定律结合应用.

多选题

(多选)如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央,长木板和物块的质量均为m,物块与木板间的动摩擦因数为μ,木板与水平面间动摩擦因数为$\frac {μ}{3}$,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g.现对物块施加一水平向右的拉力F,则木板加速度大小a可能是(  )

A
a=μg
B
a=$\frac {2μg}{3}$
C
a=$\frac {μg}{3}$
D
a=$\frac {F}{2m}$-$\frac {μg}{3}$

题目答案

CD

答案解析

分析:

要分析木板的加速度就是来分析它受力,而题目并没有说木板相对物块到底是动了还是没动,因此我们要分两种情况来考虑这个问题:

一:木板相对物块没动,这样的话就是说木板和物块一起做匀加速直线运动,可以通过受力来找加速度.

二:木板相对物块动了,则木板就是在物块的摩擦力作用下做匀加速直线运动,又可以做出一个结果.

下面就是从这两个方面来解答本题.

解答:

解:

一:木板相对物块没动,木板和物块一起做匀加速直线运动,整体水平方向的受力为:拉力F和地面的摩擦力f,则其加速度为:a=$\frac {F-f}{2m}$=$\frac {F}{2m}$-$\frac {μg}{3}$,故D正确.

二:木板相对物块动了,则木板就是在物块的摩擦力作用下做匀加速直线运动,其受到木块的摩擦力为:f$_1$=μmg,获得的加速度为:a=$\frac {μg}{3}$,故C正确

三、如果木板相对物块动了,而对地不动,上表面摩擦力为f$_1$=$\frac {1}{3}$mg,下表面摩擦力为静摩擦力,也为f$_2$=$\frac {1}{3}$μmg,合力为零,加速度a=0.

故选C,D

点评:

小技巧,注意题目里面的一些暗示.

这是一个需要思维缜密的题,通过题干问的加速度可能是?我们就可只推测这个至少应该有两个答案,也就是会有两种运动情况,进而仔细分析题目找出这两种情况即可.

多选题

(多选)如图所示,在水平面上有一质量为m=10kg的足够长的木板B,其上叠放一质量相同的物块A,A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为μ$_1$=0.3和μ$_2$=0.1.所有接触面之间的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力.现给木块施加一随时间t增大的水平作用力F=kt(k=5N/s),g取10m/s_.下列反映A、B运动的加速度图象、速度图象及A、B间摩擦力F_f1、B与地面间摩擦力F_f2随时间变化的图线中正确的是(  )

A
B
C
D

题目答案

AD

答案解析

分析:

分别对用整体法和隔离法对物体进行受力分析,由牛顿第二定律求出A、B整体开始滑动的时间,以及A、B发生相对滑动的时间,结合受力判断物体的运动规律,从而确定出加速度、速度、摩擦力的变化情况.

解答:

解:A、当A、B恰好发生相对滑动时,对整体分析,有:

F-μ$_2$•2mg=2ma,

F-μ$_1$mg=ma

联立两式解得:F=40N,

即t=$\frac {F}{k}$=$\frac {40}{5}$=8s时,A、B发生相对滑动相对滑动后,B的加速度为:

a_B=$\frac {μ$_1$mg-μ$_2$•2mg}{m}$=1m/s_,A的加速度为:a_A=$\frac {F-μ$_1$mg}{m}$=$\frac {F}{10}$-3=$\frac {t}{2}$-3.

对整体分析,整体刚好开始运动时有:F′=μ$_2$•2mg=20N,即整体开始运动的时间为:t′=$\frac {20}{5}$s=4s.故A正确.

B、0-4s内,A、B整体保持静止,4-8s内AB一起做匀加速直线运动,速度时间图线为倾斜的直线,8s后,B做匀加速直线运动,A做变加速直线运动,A的加速度大于B的加速度.故B错误.

C、0-4s内,A、B整体保持静止,A所受的是静摩擦力,f=F=5t,4-8s内,A、B一起做匀加速直线运动,所受的摩擦力仍然为静摩擦力,有F-f=ma,8s后,A、B发生相对滑动,摩擦力为滑动摩擦力,则A所受的摩擦力不变.故C错误.

D、0-4s内,A、B保持静止,AB整体所受地面的静摩擦力f=F=5t,4s后滑动,摩擦力不变.故D正确.

故选:AD.

点评:

解决本题的关键求出A、B整体开始滑动的时间,以及A、B发生相对滑动的时间,结合受力判断物体的运动规律,掌握整体法和隔离法的运用.

多选题

(多选)如图甲所示,物体原来静止在水平面上,用一水平力F拉物体,在F从0开始逐渐增大的过程中,物体先静止后又做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示.根据图乙中所标出的数据可计算出(  )

A
物体的质量
B
物体与水平面间的滑动摩擦力
C
物体与水平面的最大静摩擦力
D
在F为14N时,物体的速度大小

题目答案

AB

答案解析

分析:

对物体受力分析,根据牛顿第二定律得出力F与加速度a的函数关系,然后结合图象得出相关信息即可求解.

解答:

解:对物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力

AB、根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma

解得

a=$\frac {F}{m}$-μg

由a与F图线,得到

0.5=$\frac {7}{m}$-10μ ①

4=$\frac {14}{m}$-10μ ②

①②联立得,

m=2kg,

μ=0.3,

故A、B正确;

C、物体所受的滑动摩擦力为f=μmg=6N,但滑动摩擦力小于最大静摩擦力,故无法求得最大静摩擦力,所以C错误;

由于物体先静止后又做变加速运动,无法利用匀变速直线运动规律求速度和位移,又因为F为变力无法求F的功,从而也无法根据动能定理求速度,故D错误;

故选:AB.

点评:

本题关键是对滑块受力分析,然后根据牛顿第二定律列方程求解出加速度与推力F的关系式,最后结合a与F关系图象得到待求量.

多选题

(多选)将一只小球竖直向上抛出,小球运动时受到空气阻力的大小与速度大小成正比,下列描绘小球在上升过程中的加速度大小a及速度大小v与时间t关系的图象,可能正确的是(  )

A
B
C
D

题目答案

BD

答案解析

分析:

根据牛顿第二定律得出加速度的变化,结合速度时间图象的切线斜率表示加速度得出正确的速度随时间图象.

解答:

解:AB、根据牛顿第二定律得:a=$\frac {mg+f}{m}$,加速度的方向与速度方向相反,做减速运动,速度减小,则阻力减小,加速度减小,所以小球在上升的过程中做加速度减小的减速运动,到达最高点时,加速度a=g.故A错误,B正确.

CD、速度时间图象的斜率表示加速度,知图象的斜率在减小,上升的最高点时,速度减小为零.故C错误,D正确.

故选:BD.

点评:

解决本题的关键知道速度时间图象的切线斜率表示加速度,结合牛顿第二定律以及加速度方向与速度方向的关系判断小球的运动规律.

多选题

(多选)利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小,实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,最后停止,用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示,根据图线所提供的信息,以下判断正确的是(  )

A
t$_1$时刻消防员的速度最大
B
t$_2$时刻消防员的速度最大
C
t$_3$时刻消防员的速度最小
D
t$_4$时刻消防员的速度最小

题目答案

BD

答案解析

分析:

由F-t图象可知人受力的变化,结合人下落中的过程,可知消防员的所做的运动.

解答:

解:A、B,t$_1$时刻双脚触底,在t$_1$至t$_2$时间内消防员受到的合力向下,其加速度向下,他做加速度减小的加速下落运动;而t$_2$至t$_3$时间内,人所受合力向上,人应做向下的减速运动,t$_2$时刻消防员所受的弹力与重力大小相等、方向相反,合力为零,消防员的速度最大.故A错误,B正确;

C、D,在t$_2$至t$_4$时间内他所受的合力向上,则加速度向上,故消防员做向下的减速运动,t$_4$时刻消防员的速度最小,故C错误,D正确;

故选BD

点评:

本题的关键在于正确分析人的运动过程及学生对图象的认识,要求能将图象中的时间段与运动过程联系起来一起分析得出结论.

多选题

(多选)如图所示,物块放在粗糙斜面上,斜面体在水平力F作用下向左加速运动,加速度减小的过程中物块始终相对斜面静止,则物块受斜面的摩擦力f和支持力N的有关说法正确的是(  )

A
f可能增大
B
f可能减小
C
N一定减小
D
N一定小于物块重力

题目答案

ABC

答案解析

分析:

以物块为研究对象,分析受力情况,将加速度分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向,根据牛顿第二定律得出N和f与加速度的关系式,再分析它们的变化

解答:

解:以物块为研究对象,分析受力情况,设物块所受的摩擦力方向沿斜面向上.

将加速度a进行分解如图,根据牛顿第二定律得:

沿斜面方向:mgsinθ-f=macosθ

垂直于斜面方向:N-mgcosθ=masinθ

得到:N=mgcosθ+masinθ,f=mgsinθ-macosθ

可见,当加速度a减小时,N减小,f可能增大,也可能减小.

故选ABC

点评:

本题的技巧是分解加速度,很容易得出N和f与加速度的关系式.也可以采用常规的方法,分解力,不分解加速度进行处理.