牛顿第二定律_章节学习

1

题型：多选题

|

多选题

有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断．例如从解的物理量的单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一定特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性．

举例如下：如图所示，质量为M、倾角为θ的滑块A放于水平地面上．把质量为m的滑块B放在A的斜面上．忽略一切摩擦，有人求得B相对地面的加速度a= gsinθ，式中g为重力加速度．

对于上述解，某同学首先分析了等号右侧量的单位，没发现问题．他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”．但是，其中有一项是错误的．请你指出该项．（　　）

A当θ°时，该解给出a=0，这符合常识，说明该解可能是对的

B当θ=90°时，该解给出a=g，这符合实验结论，说明该解可能是对的

C当M＞＞m时，该解给出a=gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的

D当m＞＞M时，该解给出a=，这符合预期的结果，说明该解可能是对的

正确答案

A,B,C

解析

解：A、当θ=0°时，sinθ=0，故a=0，这符合常识，说明该解可能是对的，故A正确；

B、当θ=90°时，sin90°=1，故a=g，自由落体运动，故B正确；

C、当M＞＞m时，M+m≈M，M+msin2θ≈M，斜面体近似不动，可解出a=gsinθ，故C正确；

D、当m＞＞M时，斜面体飞出，物体近似自由落体，a≈g；但由于M+m≈m，M+msin2θ≈msin2θ，根据表达式a==，矛盾，故D错误；

故选：ABC

1

题型：多选题

|

多选题

如图所示，质量均为m的A、B两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为μ，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力．现用水平力F向右拉物块A，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．下列说法中正确的是（　　）

A当0＜F≤μmg时，绳中拉力为0

B当μmg＜F≤2μmg时，A、B物体均静止

C当F＞2μmg时，绳中拉力等于．

D无论F多大，绳中拉力都不可能等于

正确答案

A,B,C

解析

解：A、当0＜F≤μmg时，A水平方向受到拉力与静摩擦力的作用，二者可以平衡，绳中拉力为0．故A正确；

B、整体所受的最大静摩擦力为2μmg，则当μmg＜F≤2μmg时，整体处于静止状态．故B正确；

C、当F＞2μmg时，对整体：a==-μg，对B：T-μmg=ma，联立解得绳中拉力为．故C正确；

D、由B的分析可知，当μmg＜F≤2μmg时绳中拉力为F-μmg，绳中拉力可能等于．故D错误．

故选：ABC．

1

题型：简答题

|

简答题

如图（a）所示，“”形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，光滑表面BC与水平面夹角为θ=37°．木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值．一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图（b）所示．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：

（1）斜面BC的长度；

（2）滑块的质量；

（3）运动过程中滑块发生的位移．

正确答案

解：（1）分析滑块受力，由牛顿第二定律得：

得：a1=gsinθ=10×0.6=6m/s2

通过图象可知滑块在斜面上运动时间为：t1=1s

由运动学公式得：L=a1t12=6×12=3m

（2）滑块对斜面的压力为：N1′=mgcosθ

木板对传感器的压力为：F1=N1′sinθ

由图象可知：F1=12N

得：m=2.5kg

（3）滑块滑到B点的速度为：v1=a1t1=6m/s

由图象可知：f1=5N，t2=2s

a2==m/s2=2m/s2

s=v1 t2-a2t22=6×2×2×22m=8m

答：（1）斜面BC的长度为3m；

（2）滑块的质量2.5kg；

（3）运动过程中滑块发生的位移为8m．

解析

解：（1）分析滑块受力，由牛顿第二定律得：

得：a1=gsinθ=10×0.6=6m/s2

通过图象可知滑块在斜面上运动时间为：t1=1s

由运动学公式得：L=a1t12=6×12=3m

（2）滑块对斜面的压力为：N1′=mgcosθ

木板对传感器的压力为：F1=N1′sinθ

由图象可知：F1=12N

得：m=2.5kg

（3）滑块滑到B点的速度为：v1=a1t1=6m/s

由图象可知：f1=5N，t2=2s

a2==m/s2=2m/s2

s=v1 t2-a2t22=6×2×2×22m=8m

答：（1）斜面BC的长度为3m；

（2）滑块的质量2.5kg；

（3）运动过程中滑块发生的位移为8m．

1

题型：单选题

|

单选题

如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块．木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示的a-F图．取g=10m/s2，则（　　）

A滑块的质量m=2 kg

B木板的质量M=6 kg

C当F=8 N时滑块加速度为2 m/s2

D滑块与木板间动摩擦因数为0.1

正确答案

D

解析

解：A、当F等于6N时，加速度为：a=1m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有：F=（M+m）a，代入数据解得：M+m=6kg，当F大于6N时，根据牛顿第二定律得：a==F-，由图示图象可知，图线的斜率：k====，解得：M=2kg，滑块的质量为：m=4kg．故AB错误．

C、根据F大于6N的图线知，F=4时，a=0，即：0=×F-，代入数据解得：μ=0.1，由图示图象可知，当F=8N时，滑块与木板相对滑动，滑块的加速度为：a=μg=1m/s2．故C错误，D正确．

故选：D．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，一圆柱体放在带有弧形凹槽的滑块上，且圆柱体的半径与弧形凹槽的半径相同，∠AOB=45°，圆柱体的质量为m，滑块的质量为M，滑块与地面间的动摩擦因数为μ，现用力F推着滑块保证圆柱体与其一起水平向右运动．求：

（1）滑块运动的最大加速度；

（2）推力F的最大值；

（3）当加速度为时，圆柱体对滑块作用力的大小．

正确答案

解：（1）当滑块对圆柱体的弹力沿OA方向时，圆柱体运动的加速度最大，对圆柱体受力分析，根据牛顿第二定律

得圆柱体的最大加速度

由于滑块和圆柱体一起向右运动且不发生相对滑动，故滑块运动的最大加速度为g；

（2）对整体受力分析，水平方向，根据牛顿第二运动定律得

F-μN=（M+m）am

竖直方向上根据平衡条件得

N=（M+m）g

解得：F=（μ+1）（m+M）g；

（3）当加速度为时，对圆柱体受力分析，根据平行四边形定则得

根据牛顿第三定律得圆柱体对滑块作用力的大小为；

答：（1）滑块运动的最大加速度为g；

（2）推力F的最大值为（μ+1）（m+M）g；

（3）当加速度为时，圆柱体对滑块作用力的大小为．

解析

解：（1）当滑块对圆柱体的弹力沿OA方向时，圆柱体运动的加速度最大，对圆柱体受力分析，根据牛顿第二定律

得圆柱体的最大加速度

由于滑块和圆柱体一起向右运动且不发生相对滑动，故滑块运动的最大加速度为g；

（2）对整体受力分析，水平方向，根据牛顿第二运动定律得

F-μN=（M+m）am

竖直方向上根据平衡条件得

N=（M+m）g

解得：F=（μ+1）（m+M）g；

（3）当加速度为时，对圆柱体受力分析，根据平行四边形定则得

根据牛顿第三定律得圆柱体对滑块作用力的大小为；

答：（1）滑块运动的最大加速度为g；

（2）推力F的最大值为（μ+1）（m+M）g；

（3）当加速度为时，圆柱体对滑块作用力的大小为．

1

题型：单选题

|

单选题

停在水平地面上的小车内，用绳子AB、BC栓住一个重球，绳BC呈水平状态，绳AB的拉力为T1，绳BC的拉力为T2．若小车由静止开始加速向左运动，但重球相对小车的位置不发生变化，则两绳的拉力的变化情况是（　　）

AT1变大，T2变小

BT1变大，T2变大

CT1不变，T2变小

DT1变大，T2不变

正确答案

C

解析

解：以小球为研究对象，分析受力：重力mg、绳AB的拉力T1和绳BC的拉力T2，如图．

设小车的加速度为a，绳AB与水平方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律得

T1sinθ=mg ①

T1cosθ-T2=ma ②

由①得 T1=，

由②得 T2=mgtanθ-ma

可见，绳AB的拉力T1与加速度a无关，则T1保持不变．

绳BC的拉力T2随着加速度的增大而减小，则T2变小．故C正确．

故选C

1

题型：填空题

|

填空题

如图所示，一质量为2.5kg的木块在水平推力F1和F2的作用下沿水平桌面向右做匀速直线运动，其中F1=10N，F2=2N．若撤去F1的瞬间，木块的加速度大小为______m/s2；若同时撤去F1、F2的瞬间，木块的加速度大小为______m/s2．

正确答案

4

3.2

解析

解：木块在水平推力F1、F2的作用下处于匀速直线运动状态时，由共点力平衡可得，木块所受的滑动摩擦力 f=F1-F2=（10-2）N=8N，方向水平向左．

撤去F1的瞬间，木块所受的其他力没有改变，则合外力 F合=f+F2=10N，方向向左，木块的加速度为 a1===4m/s2；

若同时撤去F1、F2的瞬间，木块的加速度大小 a2===3.2m/s2；

故答案为：4，3.2．

1

题型：填空题

|

填空题

电梯内有一物体质量为m，用细线挂在电梯的天花板上，当电梯以的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力为______．

正确答案

解析

解：因为物体用细线挂在电梯的天花板上，所以它们的运动情况相同，即a物=a电=，方向向下，

对物体进行受力分析

根据牛顿第二定律得：mg-F拉=ma电，F拉=mg-ma电=．

故答案为：．

1

题型：填空题

|

填空题

如图所示的是一质量为4千克的物体在只受一个力作用时的速度--时间图象，由图象可知头2秒物体所受作用力F1=______牛，第3秒内物体所受作用力F1=______牛．

正确答案

8

0

解析

解：在前2s内，物体的加速度a=．

根据牛顿第二定律得，F=ma=4×2N=8N．

在第3s内物体做匀速直线运动，加速度为零，在作用力为零．

故答案为：8，0．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，小球甲从倾角θ=30°的光滑斜面上高h=20cm的A点由静止释放，同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动，C点与斜面底端B处的距离L=0.4m，甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去，甲释放后经过t=1s刚好追上乙，求乙的速度v0（g=10m/s2）．

正确答案

解：设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a，运动时间为t1，运动到B处时的速度为v1，从B处到追上小球乙所用时间为 t2，

则a=gsin30°==5 m/s2

由位移公式

代入数据得出t1=0.4 s，

t2=t-t1=0.6s，

v1=a t1=5×0.4m/s=2m/s

根据v0t+L=v1t2

代入数据解得：v0=0.8 m/s．

答：乙的速度为0.8m/s．

解析

解：设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a，运动时间为t1，运动到B处时的速度为v1，从B处到追上小球乙所用时间为 t2，

则a=gsin30°==5 m/s2

由位移公式

代入数据得出t1=0.4 s，

t2=t-t1=0.6s，

v1=a t1=5×0.4m/s=2m/s

根据v0t+L=v1t2

代入数据解得：v0=0.8 m/s．

答：乙的速度为0.8m/s．

热门试卷

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析