牛顿第二定律整体法与隔离法专题练习及答案

牛顿第二定律整体法与隔离法专题练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．两物体A 、B 置于粗糙水平面上，中间用细线相连，现用一力F 作用在物体上，已知A 2kg m =，B 2kg m =，12N F =，A B 0.2μμ==，210m/s g =，则中间细线上的张力多大（ ）A ．12NB ．5NC ．6ND ．7N2．如图所示，在桌面上有质量分别为M 、m 的两个物块，它们由同一种材料制成，现用力F 推物块m ，使M 、m 两物块在桌面上一起向右加速。

当桌面光滑时，加速度大小为1a ，M 、m 间的相互作用力大小为1F ；当桌面粗糙时，加速度大小为2a ，M 、m 间的相互作用力大小为2F 。

下列关系式正确的是（ ）A ．12a a =B ．12a a <C ．12F F =D ．12F F >3．如图所示，质量为M 、倾角为θ的斜面置于光滑的水平面上，一个表面光滑、质量为m 的物块放在斜面上，斜面在沿水平方向的力F 的作用下，恰能使物块与斜面保持相对静止，重力加速度为g ，则作用力F 的大小为（ ）A ．(m+M )g sin θB ．(m+M )g cos θC ．(m+M )g tan θD ．()tan m M gθ+4．如图所示，五块完全相同的木块并排放在水平地面上，它们与地面间的摩擦不计。

当用力F 推1使它们共同加速运动时，第2块木块对第3块木块的推力为（ ）A．15F B．25F C．35F D．F5．如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球。

当滑块至少以多大加速度向左运动时，小球对滑块的压力等于零，滑块至少以多大加速度向右运动时，小球对细线的拉力等于零（）A．g，g B．g，2g C．2g，g D．g6．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为m的小车在沿斜面向下的外力F 作用下沿斜面下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球（质量也为m）的轻绳恰好水平。

则外力F的大小为（）A．mg B．2mg C．2mg D．3mg二、多选题7．如图，质量2kgBm=的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量1kgAm=的小物块A，整个装置静止。

现对小物块A施加一个竖直向上的变力F，使其从静止开始以加速度22m/sa=做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数k=600N/m，210m/sg=。

以下结论正确的是（）A ．变力F 的最小值为6NB ．小物块A 与托盘B 分离瞬间的速度为0.2m/sC ．变力F 的最小值为2ND ．小物块A 与托盘B 8．一质量为1kg 的小物块A 置于竖直轻弹簧上处于静止状态，另一质量为3kg 的小物块B 从距离A 某高度自由落下，与A 碰撞后（碰撞时间极短）一起压缩弹簧到最低点，碰后A 的加速度随其位移变化的图像如图所示。

不计空气阻力，取重力加速度为g = 10m/s 2，下列说法中正确的是（ ）A ．碰后A 、B 做匀变速直线运动 B ．碰撞结束瞬间，A 的加速度a 0=7.5m/s 2C ．弹簧的劲度系数为100N/mD ．A 与B 碰撞之后一起下落到速度最大的过程中，动能的增加量为0.45J9．如图所示，质量分别为A m 、B m 的A 、B 两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F 拉A ，使它们沿斜面匀加速上升，A 、B 与斜面间的动摩擦因数均为μ。

为了增加轻线上的张力，可行的办法是（ ）A ．减小A 物块的质量B ．增大B 物块的质量C ．增大倾角θD ．增大动摩擦因数μ10．如图所示，在光滑水平地面上放一小车，在小车的水平表面上放一物块。

用水平外力F 拉小车，使小车和物块一起做匀加速运动而无相对滑动。

小车质量为M ，物块质量为m ，加速度大小为a ，物块和小车之间的动摩擦因数为μ，则物块受到的摩擦力大小等于（ ）A ．mg μB ．maC ．mFM m+ D ．F Ma -参考答案：1．C 【解析】 【详解】 对整体()A A B B A B F m g m g m m a μμ--=+对物体BB B B T m g m a μ-=解得T =6N故选C 。

2．C 【解析】 【详解】桌面光滑时，对整体，加速度1Fa M m=+ 对M ，m 对M 的作用力11MFF Ma M m==+ 桌面粗糙时，设桌面的动摩擦因数为μ，对整体，加速度2()F M m ga M mμ-+=+显然12a a >对M ，m 对M 的作用力满足22F Mg Ma μ-=联立解得2MFF M m=+ 故选C 。

3．C 【解析】 【详解】对物块受力分析，如图根据牛顿第二定律，可得tan mg ma θ=对斜面和物块整体受力分析，可得()F M m a =+联立，可得()tan F M m g θ=+故选C 。

4．C 【解析】 【详解】设每一块木块的质量为m ，对五块木块整体由牛顿第二定律得5F a m=设第2块木块对第3块木块的推力为'F ，对右边三块木块由牛顿第二定律得'353F ma F ==故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

5．A【详解】设当滑块至少以大小为a 1的加速度向左匀加速运动时，小球对滑块的压力等于零，此时细线拉力和小球重力的合力作为小球的合外力，根据力的合成与分解以及牛顿第二定律可得1tan 45ma mg︒=解得1a g =设当滑块至少以大小为a 2的加速度向右匀加速运动时，小球对细线的拉力等于零，此时滑块的支持力和小球重力的合力作为小球的合外力，根据力的合成与分解以及牛顿第二定律可得2tan 45ma mg︒=解得2a g =故选A 。

6．D 【解析】 【详解】对小球受力分析，小球受重力和水平方向绳子的拉力，由于小车沿斜面下滑，则小球的合力沿斜面向下，根据几何关系可知，小球的合力'2F mg =合则小球的加速度为'2F a g m==合对小车和小球整体受力分析，根据牛顿第二定律可得2sin 302F mg ma ︒+=联立解得3F mg =故ABC 错误D 正确。

7．AB 【解析】 【详解】AC ．AB 整体受力产生加速度为AB A B A B ()()F N m m g m m a +-+=+ A B A B AB ()()F m m a m m g N =+++-当A B N 最大时，F 最小，即刚开始施力时，A B N 最大等于重力min A B ()6N F m m a =+=故A 正确，C 错误；BD ．刚开始，弹簧的压缩量为A B 1()0.05m m m gx k+== AB 分离时，其间恰好无作用力，对托盘，由牛顿第二定律可知2B B kx m g m a -=得20.04m x =物块在这一过程的位移为120.01m x x x ∆=-=由运动学公式可知22v a x ∆代入数据得0.2m/s v =故B 正确，D 错误； 故选AB 。

8．BD 【解析】 【详解】A ．由图像可知，碰后整体的加速度先减小后反向增大，故不是匀变速直线运动，A 错误；B ．碰前A 的重力与弹簧弹力平衡，碰后瞬间弹簧弹力不突变，故AB 碰后瞬间整体的合外力为B m g ，对整体应用牛顿第二定律可得()B A B 0m g m m a =+解得207.5m/s a =B 正确；C ．设初状态弹簧压缩量为0x ，有A 0m g kx =当0.03m x =时加速度为零，此时()()A B 0m m g k x x +=+联立解得1000N/m k =C 错误；D ．A 与B 碰撞之后一起下落到速度最大的过程中AB 所受的合外力随位移均匀减小，其合外力随位移变化的图像为因为通过F x -图像的面积可以求变力的功，故合外力的总功为()A B 000.45J 22m m a xF x W +=== 由动能定理K W E =∆故动能增量为0.45J ，D 正确。

故选BD 。

9．AB 【解析】 【详解】对A 、B 组成的系统应用牛顿第二定律得A B A B A B ()sin ()cos ()F m m g m m g m m a θμθ-+-+=+隔离物块B ，应用牛顿第二定律得T B B B sin cos F m g m g m a θμθ--=联立可解得B A A B B1T m F FF m m m m ==++由此可知，T F 的大小与θ、μ无关，B m 越大，A m 越小，T F 越大，故AB 正确，CD 错误。

故选AB 。

10．BCD 【解析】 【详解】A ．由于物块与小车之间的摩擦力是静摩擦力，不一定达到最大静摩擦力，则物块受到的摩擦力大小不一定等于mg μ，选项A 错误；B ．对物块受力分析，根据牛顿第二定律可知=f ma选项B 正确；C ．由整体可知，加速度Fa M m=+ 对物块mFf ma M m==+ 选项C 正确；D．对小车-=F f Ma解得=-f F Ma选项D正确。

故选BCD。

答案第7页，共7页。