牛顿第二定律_章节学习

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题型：填空题

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填空题

同一地点的两个质量不同的小球从同一高度同时由静止开始下落若空气阻力相同，那么是质量较大的球还是质量小的球先到地面______．

正确答案

质量大的球先到地面

解析

解：根据h=知，下落高度相同时，下落加速度大的物体先到地面，根据牛顿第二定律知：小球下落时受重力和阻力作用，故有：

F合=mg-f=ma

所以小球下落时的加速度，可知质量大的小球下落加速度大．

综上所知，质量大的小球先落回地面．

故答案为：质量大的球先到地面．

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题型：填空题

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填空题

如图所示，质量为2kg的小车置于光滑的水平滑板上，细线跨过定滑轮一端与小车相连．若在细线的另一端加一竖直向下的10N的拉力，小车的加速度将为______m/s2；若在细线的另一端挂一重为10N的钩码，小车的加速度将为______m/s2．（g取10m/s2）

正确答案

5

3.33

解析

解：若在细线的另一端加一竖直向下的10N的拉力，则物体的加速度为：

；

若在细线的另一端挂一重为G=10N的钩码，对整体分析，运用牛顿第二定律得：

故答案为：5，3.33．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，固定在同一个水平面上，一个圆柱形工件P架在两木棍之间，在水平向右的推力F的作用下，恰好能向右匀速运动．若保持两木棍在同一水平面内，但将它们间的距离稍微增大一些后固定．将该圆柱形工件P架在两木棍之间，用同样的水平推力F向右推该工件，则下列说法中正确的是（　　）

A该工件仍可能向右匀速运动

B该工件P可能向右加速运动

CAB棍受到的摩擦力一定大于

DAB棍受到的摩擦力一定等于

正确答案

D

解析

解：AB、工件原来做匀速运动，所受的滑动摩擦力大小f1=F．

将木棍的间距稍微增大一些后固定时，工件受力的侧视图如图，由平衡条件得，2Ncosθ=G，木棍的间距稍微增大时，θ增大，cosθ减小，则木棍对工件的支持力N增大，工件所受的滑动摩擦力增大，而F不变，所以工件P将不动．故AB错误．

CD、工件所受的滑动摩擦力增大，且用原先的水平推力推时，该工件会静止不动，所以AB棍受到的摩擦力是静摩擦力且一定无．故C错误，D正确．

故选：D．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，在冰面上将质量m=1kg的滑块从A点以初速度v0推出，滑块与冰面的动摩擦因数为μ=0.1，滑块滑行L=18m后到达B点时速度为v1=8m/s．现将其间的一段CD用铁刷划擦，使该段的动摩擦因数变为μ′=0.45，再使滑块从A以v0初速度推出后，到达B点的速度为v2=6m/s．g取10m/s2，求：

（1）初速度v0的大小；

（2）CD段的长度l．

正确答案

解：（1）未划擦冰面时，滑块从A到B过程中，由动能定理得：

-μ1mgL=，

代入数据解得：v0=10m/s

（2）将CD段划擦后，滑块再从A到B的过程中，由动能定理得：

-μ1mg（L-l）-μ2mgl=

代入数据解得：l=4m．

答：（1）初速度v0的大小为10m/s；

（2）CD段的长度l为4m．

解析

解：（1）未划擦冰面时，滑块从A到B过程中，由动能定理得：

-μ1mgL=，

代入数据解得：v0=10m/s

（2）将CD段划擦后，滑块再从A到B的过程中，由动能定理得：

-μ1mg（L-l）-μ2mgl=

代入数据解得：l=4m．

答：（1）初速度v0的大小为10m/s；

（2）CD段的长度l为4m．

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题型：单选题

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单选题

“神州十号”飞船太空授课中，航天员王亚平曾演示了太空中采用动力学方法测量质量的过程．如图所示是采用动力学方法测量“天宫一号”空间站质量的原理图，若已知飞船质量为3.5×103kg，其推进器的平均推力为1560N，在飞船与空间站对接后，推进器工作了7s，在这段时间内，飞船和空间站速度变化了0.91m/s，则空间站的质量约为

（　　）

A1.2×104kg

B8.5×103kg

C1.6×104kg

D5.0×103kg

正确答案

B

解析

解：由运动学公式：，

对整体，由牛顿第二定律：F=（m1+m2）a

解得：；

故ACD错误，B正确，

故选：B．

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题型：简答题

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简答题

如图A、B、C三个物体放在水平地面上，AB和BC之间用弹簧测力计相连，用一个水平推力作用在A上，A、B、C三者质量分别为3kg、5kg、2kg，推力F=40N，若水平地面与物体间的摩擦因数均为0.2，试求：

（1）A、B、C三个物体共同加速度

（2）BC间弹簧测力计的示数

（3）AB间弹簧测力计的示数．

正确答案

解：（1）对ABC整体受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

F-μ（mA+mB+mC）g=（mA+mB+mC）a

解得：a===2m/s2

（2）对物体C受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

F1-μmCg=mCa

解得：F2=μmCg+mCa=0.2×2×10+2×2=8N

（3）对物体BC整体受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

F2-μ（mB+mC）g=（mB+mC）a

解得：F2=（mB+mC）（μg+a）=（5+2）×（0.2×10+2）=28N

答：（1）A、B、C三个物体共同加速度为2m/s2；

（2）BC间弹簧测力计的示数为8N；

（3）AB间弹簧测力计的示数为28N．

解析

解：（1）对ABC整体受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

F-μ（mA+mB+mC）g=（mA+mB+mC）a

解得：a===2m/s2

（2）对物体C受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

F1-μmCg=mCa

解得：F2=μmCg+mCa=0.2×2×10+2×2=8N

（3）对物体BC整体受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

F2-μ（mB+mC）g=（mB+mC）a

解得：F2=（mB+mC）（μg+a）=（5+2）×（0.2×10+2）=28N

答：（1）A、B、C三个物体共同加速度为2m/s2；

（2）BC间弹簧测力计的示数为8N；

（3）AB间弹簧测力计的示数为28N．

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题型：填空题

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填空题

如图所示，电梯内的底部固定一斜面，斜面上放一物体．当电梯以加速度a向上做匀加速运动时，物体相对斜面无滑动，则物体对斜面的摩擦力f大小______，方向______．

正确答案

m（g+a）sinθ

沿斜面向下

解析

解：对物体进行受力分析，如图所示：

当电梯以加速度a向上做匀加速运动时，物体也以加速度a向上做匀加速运动，则有

解得：f=m（g+a）sinθ

方向：沿斜面向上

根据牛顿第三定律可知：物体对斜面的摩擦力f大小为m（g+a）sinθ，方向沿斜面向下．

故答案为：m（g+a）sinθ，沿斜面向下

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题型：简答题

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简答题

（2015秋•冠县期中）如图甲所示，物块以一定的初速度v0沿斜面向上滑出，利用速度传感器在计算机屏幕上得到其速度v随时间t的变化关系如图乙所示，取g=10m/s2．求：

（1）物块沿斜面向上滑行的最大距离s；

（2）斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ．

正确答案

解：（1）由图象得物块上滑最大距离等于0～1s内图象的“面积”大小，即有：，

（2）速度-时间图象的斜率表示加速度，则上滑时加速度大小，

下滑时加速度大小，

根据牛顿第二定律得：

mgsinθ+μmgcosθ=ma1，

mgsinθ-μmgcosθ=ma2，

解得：θ=30°，

答：（1）物块沿斜面向上滑行的最大距离s为4m；

（2）斜面的倾角θ为30°，物块与斜面间的动摩擦因数μ为．

解析

解：（1）由图象得物块上滑最大距离等于0～1s内图象的“面积”大小，即有：，

（2）速度-时间图象的斜率表示加速度，则上滑时加速度大小，

下滑时加速度大小，

根据牛顿第二定律得：

mgsinθ+μmgcosθ=ma1，

mgsinθ-μmgcosθ=ma2，

解得：θ=30°，

答：（1）物块沿斜面向上滑行的最大距离s为4m；

（2）斜面的倾角θ为30°，物块与斜面间的动摩擦因数μ为．

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题型：简答题

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简答题

生产流水线上的皮带传输装置如图所示，传输带上等间距地放着很多半成品产品．A轮上方装有光电计数器s，它可以记录通过A处的产品数目，已经测得A、B半径分别为rA=20cm、rB=10cm，相邻两产品距离为30cm，lmin内有41个产品通过A处．求：

（1）产品随传输带移动的速度大小

（2）A、B轮缘上的两点P、Q及A轮半径中点M的线速度和角速度大小，并在图中画出线速度的方向．

（3）若A轮是通过摩擦带动C轮转动，且rC=5cm，在图中描出C轮转动方向，并求出C轮的角速度（假设轮不打滑）

正确答案

解：（1）每分钟传送带移动距离：x=40x0=40×30×10-2m=12m

产品随传输带移动的速度：v==m/s=0.2m/s

（2）传送带不打滑时，传送带某点的移动速度等于轮缘某点圆周运动的线速度，所以：

vP=vQ=0.2m/s

由于M点与P点角速度相同，且M为A轮半径中点，故

vM=vP=0.1m/s

由线速度与角速度的关系ω=得：

P、M共同角速度为ω1===1rad/s

Q点角速度ω2===2rad/s

各点速度方向如图示；

（3）不打滑，两轮边缘某点线速度相等，即：rAω1=rCω3

所以，ω3=ω1=ω1=4rad/s

C轮转动方向如上图所示

答：（1）速度大小0.2m/s

（2）P、Q及A轮半径中点M的线速度大小为：0.2m/s、0.1m/s、0.2m/s

角速度大小1rad/s、2rad/s、1rad/s

（3）C轮的角速度4rad/s

解析

解：（1）每分钟传送带移动距离：x=40x0=40×30×10-2m=12m

产品随传输带移动的速度：v==m/s=0.2m/s

（2）传送带不打滑时，传送带某点的移动速度等于轮缘某点圆周运动的线速度，所以：

vP=vQ=0.2m/s

由于M点与P点角速度相同，且M为A轮半径中点，故

vM=vP=0.1m/s

由线速度与角速度的关系ω=得：

P、M共同角速度为ω1===1rad/s

Q点角速度ω2===2rad/s

各点速度方向如图示；

（3）不打滑，两轮边缘某点线速度相等，即：rAω1=rCω3

所以，ω3=ω1=ω1=4rad/s

C轮转动方向如上图所示

答：（1）速度大小0.2m/s

（2）P、Q及A轮半径中点M的线速度大小为：0.2m/s、0.1m/s、0.2m/s

角速度大小1rad/s、2rad/s、1rad/s

（3）C轮的角速度4rad/s

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题型：简答题

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简答题

如图，有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，已知传送带左、右端间的距离为10m，求传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间．（g取10m/s2）

正确答案

解：物体置于传动带左端时，先做加速直线运动，受力分析，由牛顿第二定律得：

f=μmg=ma

代入数据得：a=μg=0.5×10m/s2=5m/s2

当物体加速到速度等于传送带速度v=2m/s时，运动的时间为

运动的位移

则物体接着做匀速直线运动，匀速直线运动所用时间：

所以物体传送到传送带的右端所需时间t=t1+t2=0.4s+4.8s=5.2s

答：传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间为5.2s．

解析

解：物体置于传动带左端时，先做加速直线运动，受力分析，由牛顿第二定律得：

f=μmg=ma

代入数据得：a=μg=0.5×10m/s2=5m/s2

当物体加速到速度等于传送带速度v=2m/s时，运动的时间为

运动的位移

则物体接着做匀速直线运动，匀速直线运动所用时间：

所以物体传送到传送带的右端所需时间t=t1+t2=0.4s+4.8s=5.2s

答：传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间为5.2s．

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