牛顿第二定律_章节学习

1

题型：简答题

|

简答题

如图，底座A上装有长L=0.5米的直立杆，杆上套有质量为m=0.05千克的小环B，它与杆之间有摩擦．当环从底座上杆的底端以v0=4m/s初速度向上飞起时，刚好能达杆顶，已知该过程中底座始终没有离开地面，取g=10m/s2．求：

（1）环相对杆滑动过程中，环与杆间摩擦阻力为多大？

（2）小环从杆顶落回底座需多长时间？

正确答案

解：（1）对小环上升过程受力分析，设加速度为a，由牛顿第二运动定律得：

f+mg=ma①

小环在上升的过程中，由运动情况及运动学公式得：

v2=2ax------②

代入小环运动时的v=4m/s，位移x=0.5m，可解得圆环上升时的加速度

a=16m/s2，

再将加速度代入①式可得圆环上升时受到的阻力

f=0.3 N．

（2）设小环B从杆顶落下的过程中加速度为a2，对其受力分析由牛顿第二定律得：

mg-f=ma2，

所以圆环下落时的加速度

所以圆环下落时，由运动学公式

解得：．

答：（1）环相对杆滑动过程中，环与杆间摩擦阻力为0.3N；

（2）小环从杆顶落回底座需多长时间为0.5s．

解析

解：（1）对小环上升过程受力分析，设加速度为a，由牛顿第二运动定律得：

f+mg=ma①

小环在上升的过程中，由运动情况及运动学公式得：

v2=2ax------②

代入小环运动时的v=4m/s，位移x=0.5m，可解得圆环上升时的加速度

a=16m/s2，

再将加速度代入①式可得圆环上升时受到的阻力

f=0.3 N．

（2）设小环B从杆顶落下的过程中加速度为a2，对其受力分析由牛顿第二定律得：

mg-f=ma2，

所以圆环下落时的加速度

所以圆环下落时，由运动学公式

解得：．

答：（1）环相对杆滑动过程中，环与杆间摩擦阻力为0.3N；

（2）小环从杆顶落回底座需多长时间为0.5s．

1

题型：单选题

|

单选题

如图所示，两块放在一起的物块a和b，质量分别为ma和mb．放在水平的光滑桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的推力Fa和拉力Fb，且二者没有分离，已知Fa＞Fb，则a对b的作用力（　　）

A必为推力

B必为拉力

C大小为

D大小不可能为零

正确答案

C

解析

解：设向左为正方向；以a、b组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可得：

a=，方向向左，

设b对a的作用力为N，对a，由牛顿第二定律可得：Fa+N=maa，

解得：N=，

因只有Fa＞Fb，则有：

若maFa＞maFb；则N的方向向左，则b对a的作用力为拉力；

若maFa=maFb则作用力为零；

若maFa＜maFb则N的方向向右；为推力；故只有C正确；

故选：C．

1

题型：填空题

|

填空题

质量分别为40kg和50kg的甲、乙两个小孩，都穿着冰鞋在溜冰场的冰面上，若甲小孩用20N的水平力推开乙小孩，则甲小孩的加速度为______m/s2，乙小孩的加速度为______m/s2．

正确答案

0.5

0.4

解析

解：已知甲对乙的推力大小为F乙=20N，根据牛顿第三定律得知：乙对甲的推力与甲对乙的推力是一对作用力和反作用力，大小相等，故有乙对甲的推力大小为F甲=20N，根据牛顿第二定律得：

甲小孩的加速度为a甲===0.5m/s2

乙小孩的加速度为==0.4m/s2

故答案为：0.5，0.4．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，有一倾角为37°的固定斜面，斜面上有一质量为5kg的物体，该物体在拉力F 的作用下沿斜面向上做匀速直线运动．已知F=40N，方向与斜面的夹角也为37°（g 取10N/kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：

（1）物体受到摩擦力；

（2）物体与斜面间的滑动摩擦因素μ；

（3）若将拉力的方向改为沿斜面向上的F‘，使物体可沿斜面匀速下滑，求此时拉力F'的大小．

正确答案

解：（1）对物体受力分析，根据x轴方向平衡有：Fcos37°=mgsin37°+f，

解得摩擦力f=Fcos37°-mgsin37°=40×0.8-50×0.6N=2N．

（2）根据y轴平衡有：N+Fsin37°=mgcos37°，

解得N=mgcos37°-Fsin37°=50×0.8-40×0.6N=16N，

则滑动摩擦因数．

（3）若将拉力的方向改为沿斜面向上的F‘，使物体可沿斜面匀速下滑，受力如图所示．

根据平衡有：F′+f=mgsin37°，

f=μmgcos37°，

代入数据解得F′=25N．

答：（1）物体受到摩擦力为2N；

（2）物体与斜面间的滑动摩擦因素μ为0.125；

（3）此时拉力F'的大小为25N．

解析

解：（1）对物体受力分析，根据x轴方向平衡有：Fcos37°=mgsin37°+f，

解得摩擦力f=Fcos37°-mgsin37°=40×0.8-50×0.6N=2N．

（2）根据y轴平衡有：N+Fsin37°=mgcos37°，

解得N=mgcos37°-Fsin37°=50×0.8-40×0.6N=16N，

则滑动摩擦因数．

（3）若将拉力的方向改为沿斜面向上的F‘，使物体可沿斜面匀速下滑，受力如图所示．

根据平衡有：F′+f=mgsin37°，

f=μmgcos37°，

代入数据解得F′=25N．

答：（1）物体受到摩擦力为2N；

（2）物体与斜面间的滑动摩擦因素μ为0.125；

（3）此时拉力F'的大小为25N．

1

题型：填空题

|

填空题

质量为m的物块在竖直拉力作用下从地面由静止被提起，拉力的变化规律如图a所示，在0～t1时间段大小为F1，在t2～t3时间段大小为F2；物块在t2～t3时间段速度变化规律如图b所示．则在上升过程中物块的最大加速度为______，并在图b上补画出0～t2时间段的速度图线．（物体受空气阻力且空气阻力恒定）

正确答案

解析

解：t2～t3时间段物体匀速运动，说明重力等于F2；

拉力最大时加速度最大，故最大加速度为：a=；

0-t1时间段物体匀加速，t1-t2时间段物体做加速度逐渐减小的加速运动，v-t图象如图所示：

故答案为：，如图所示．

1

题型：填空题

|

填空题

水平匀速运动的车厢内装满西瓜，其中质量为m的西瓜A受到周围其它西瓜的压力大小为______．当车厢以加速度a向右加速运动时，A所受的压力大小为______．

正确答案

mg

解析

解：当车厢匀速行驶时，A处于平衡状态，A受到重力和周围西瓜对它的压力，有F=mg．

当车厢向右匀加速直线运动时，A所受的合力F合=ma，根据力的合成，则周围西瓜对A的压力F==．

故答案为：mg；

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，质量m=6.0kg物块（可视为质点）从斜面上的A点由静止开始下滑，滑到斜面底端B后沿水平桌面再滑行一段距离后从C点飞出，最后落在水平面上的E点．已知物块与斜面、水平桌面间的动摩擦因数都为μ=0.50，斜坡的倾角θ=37°，CD高h=0.45m，BC长L=2.0m，DE长S=1.2m．假设斜坡与水平桌面间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计．试求：

（1）物块经过C点的速度大小；

（2）物体在B点的速度大小；

（3）物体在斜面上滑行的时间．

正确答案

解：（1）物块从C到E的过程做平抛运动

竖直方向做自由落体运动 h=gt2 0.45=10×t2 解得t=0.3 s

水平方向做匀速直线运动 S=VCt 1.2=VC×0.3 得 VC=4m/s

即物块经过C点的速度大小为4m/s．

（2）物块从B到C的过程做匀减速运动，设加速度为a1

f1=-μmg=ma1

由 2a1L=VC2-VB2 2×（-5）×2=42-VB2得 VB=6m/s

即物体在B点的速度大小为6m/s．

（3）设物块在斜坡上时的加速度为a2，根据牛顿第二定律，有

mgsin37°-μmgcos37°=ma2 a2=2m/s2

斜面上匀加速运动VB=a2t t=3s

即物体在斜面上滑行的时间为3s．

解析

解：（1）物块从C到E的过程做平抛运动

竖直方向做自由落体运动 h=gt2 0.45=10×t2 解得t=0.3 s

水平方向做匀速直线运动 S=VCt 1.2=VC×0.3 得 VC=4m/s

即物块经过C点的速度大小为4m/s．

（2）物块从B到C的过程做匀减速运动，设加速度为a1

f1=-μmg=ma1

由 2a1L=VC2-VB2 2×（-5）×2=42-VB2得 VB=6m/s

即物体在B点的速度大小为6m/s．

（3）设物块在斜坡上时的加速度为a2，根据牛顿第二定律，有

mgsin37°-μmgcos37°=ma2 a2=2m/s2

斜面上匀加速运动VB=a2t t=3s

即物体在斜面上滑行的时间为3s．

1

题型：单选题

|

单选题

一个质量为m=1kg的物体以一定的初速度沿与水平面成37°角的斜面上滑（如图1），v-t图象如图2所示，则下列说法中错误的是（　　）

A物体在斜面上的动摩擦因数为0.5

B物体从开始出发到回到出发点经历的时间为（1+）s

C物体上升到最高点时距地面的高度为5m

D物体从开始到回到出发点整个过程中摩擦力做功大小为40J

正确答案

C

解析

解：A、由图象可知，物体向上运动的加速度为a1==-10m/s2；由牛顿第二定律可得：mgsinθ+μmgcosθ=ma1；解得：μ=0.5；故A正确；

B、物体下滑的加速度a2=gsinθ-μgcosθ=6-4=2m/s2；上滑过程时间为1s，位移x==5m；则根据x=可得；下滑到达底部的时间t2=s；故总时间为（1+）s；故B正确；

C、由B的分析可知，上滑的位移为5m；故高度为5sin37°=3m；故C错误；

D、摩擦力做功为：Wf=-μmgcosθs=-0.5×10×0.8×（2×5）=-40J；故D正确；

本题选错误的；故选：C．

1

题型：填空题

|

填空题

一物体以12m/s的初速度冲上斜面，然后又沿斜面向下运动，在此全过程中的速度-时间图象如图所示，由图可知，物体与斜面间的动摩擦因数u=______ v/（m/s-1）

正确答案

解析

解：速度图象的斜率表示加速度，由图象可得物体上滑的加速度大小为：a1==m/s2=6m/s2

下滑的加速度大小为：a2==m/s2=4m/s2

由牛顿第二定律，对上滑和下滑过程得：

mgsinθ+μmgcosθ=ma1

mgsinθ-μmgcosθ=ma2

代入得：10sinθ+10μcosθ=6

10sinθ-10μcosθ=4

解得：sinθ=0.5，θ=30°，μ=

故答案为：．

1

题型：多选题

|

多选题

如图（a）所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图（b）所示，若重力加速度g取10m/s2．根据图（b）中所提供的信息可以计算出（　　）

A物体的质量

B斜面的倾角

C斜面的长度

D加速度为6m/s2时物体的速度

正确答案

A,B

解析

解：物体受重力、拉力和支持力，根据牛顿第二定律a=．图线的纵轴截距为-6m/s2，则gsinθ=6，解得斜面的倾角θ=37°．

图线的斜率k==，因为sinθ=0.6，则cosθ=0.8，所以m=2kg．

物体做加速度变化的运动，无法根据运动学公式求出速度和位移．故A、B正确，C、D错误．

故选AB．

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