- 牛顿第二定律
- 共448题
19.如图所示,水平桌面上方固定放置一段由内壁光滑的细圆管构成的轨道ABCB,圆周部分的半径R=0.8m,AB部分竖直且与圆周相切于B点,长度为1.8m,C为圆周轨道最低点。现将一质量为0.1Kg,直径可以忽略的小球从管A处以l0m/s的初速度竖直向上抛出,g取l0m/s2。求:
(1)小球到达B点时的速度大小;(2)小球在C点时对轨道压力的大小。
正确答案
(1)小球到达B点时的速度大小是8m/s;(2)小球在C点时对轨道压力的大小是11N
解析
小球由A到B,由机械能守恒得:解得小球到达B时的速度大小为:vB=8m/s(2)小球由A到C,由机械能守恒得:
小球在C点,由牛顿第二定律得:
解得:FN=11N由牛顿第三定律可知小球在C点对轨道压力的大小为11N
考查方向
本题主要考查机械能守恒定律;向心力
解题思路
(1)小球由A到B的过程中,只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律求小球到达B点时的速度大小;(2)小球由A到C,由机械能守恒求得小球通过C点的速度,在C点,根据牛顿第二定律求轨道对小球的支持力,从而得到小球在C点时对轨道压力的大小
易错点
本题是机械能守恒定律和向心力的综合应用,对于光滑轨道,往往要考虑机械能是否守恒.由注意小球通过C点时由合力充当向心力
知识点
9.如图所示,质量均为m两个物块A和B,用劲度系数为k的轻弹簧连接,处于静止状态.现用一竖直向上的恒力F拉物块A,使A竖直向上运动,直到物块B刚要离开地面.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
先处理初始未受到恒力F的情况,此时对A受力分析有mg=kx0,而当恒力作用在A上,使得B物体刚好离开地面时,B与地面之间的弹力为零,对B受力分析有mg=kx1,所以初始时刻与B要离开地面的时刻弹簧的形变量x0和x1是相同的,所以在整个过程中弹簧的弹性势能增量为零,不同的只是初始状态弹簧为压缩状态,而B物体要离开地面时弹簧为拉伸状态,所以B选项正确,整个过程中A的位移大小为2 x0=,A选项错误;当B要离开地面时,弹簧弹力大小为mg,所以这一瞬时对A由牛顿第二定律有F-2mg=ma,所以A物体的加速度大小为:
,C选项错误;对A、B和轻质弹簧组成的系统,由功能关系可知:
,解之可得v=
,D选项正确。
考查方向
解题思路
见解析。
易错点
① 物体间分离的条件是相互作用的弹力为零;
② 恒力F向上拉动物体的过程中,弹簧的弹力是一变力而非恒力。
知识点
16.如图,以恒定功率行驶的汽车,由水平路面驶上斜坡后,速度逐渐减小,则汽车
正确答案
解析
(1)功率恒定,牵引力与速度成反比,
速度v减小,牵引力F增大。
(2)牛顿第二定律,物体所受加速度与合外力成正比:
,其中加速度a方向向下,
与
恒定,牵引力增大,所以加速度减小。
考查方向
(1)功率
(2)牛顿第二定律
解题思路
(1)功率恒定,牵引力与速度成反比
(2)牛顿第二定律,物体所受加速度与合外力成正比
易错点
合外力不等于牵引力
教师点评
力学问题:牛顿第二定律的综合考虑。后续问题是速度减小至某一数值后,将保持匀速运动(功率恒定)
知识点
27.质量M=3kg的滑板A置于粗糙的水平地面上,A与地面的动摩擦因数µ1=0.3,其上表面右侧光滑段长度L1=2m,左侧粗糙段长度为L2,质量m=2kg、可视为质点的滑块B静止在滑板上的右端,滑块与粗糙段的动摩擦因数µ2=0.15,取g=10m/s2,现用F=18N的水平恒力拉动A向右运动,当A、B分离时,B对地的速度vB=1m/s,求L2的值。
正确答案
.解:
在F的作用下,A做匀加速运动,B静止不动,当A运动位移为L1时B进入粗糙段,设此时A的速度为vA,则:
对A:由动能定理:①
B进入粗糙段后,设A加速度为aA,B加速度为aB,
对A:由牛顿第二定律: ②
对B:由牛顿第二定律: ③
由①得vA=2m/s④ 由②得⑤
即A以vA=2m/s的速度做匀速直线运动直至A、B分离,设分离时B的速度为vB,B在粗糙段滑行的时间为t,则:
对A: ⑥
对B: ⑦
⑧
又: ⑨ 联立解得:
⑩
评分:①②每式2分,③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩每式1分
(①式用牛顿运动定律求解也行;②式直接写成F=f也行。其它方法正确照样给分)
解析
.解:
在F的作用下,A做匀加速运动,B静止不动,当A运动位移为L1时B进入粗糙段,设此时A的速度为vA,则:
对A:由动能定理:①
B进入粗糙段后,设A加速度为aA,B加速度为aB,
对A:由牛顿第二定律: ②
对B:由牛顿第二定律: ③
由①得vA=2m/s④ 由②得⑤
即A以vA=2m/s的速度做匀速直线运动直至A、B分离,设分离时B的速度为vB,B在粗糙段滑行的时间为t,则:
对A: ⑥
对B: ⑦
⑧
又: ⑨ 联立解得:
⑩
评分:①②每式2分,③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩每式1分
(①式用牛顿运动定律求解也行;②式直接写成F=f也行。其它方法正确照样给分)
考查方向
摩擦力,牛顿第二定律。
解题思路
由牛顿第二定律分析物理过程,再由几何关系分析s,t,v过程,最后用动能定理求解。
易错点
过程的把握不清晰
教师点评
此题较好的考察了 牛顿第二定律和动能定理的过程分析,在平时训练时应注意对解题思路的三步分析。
知识点
在静止的液体中下落的物体受到的阻力与速度成正比,即,所以最终会达到一个恒定的速度,称之为收尾速度。一个质量为
的半径非常小的铁球甲,紧贴水面由静止释放,此时在甲球正上方
处的一个完全相同的小球乙也由静止释放。若铁球在水中所受浮力保持不变恒为F,重力加速度为
,忽略空气阻力以及球的运动对液体的扰动,且水足够深。
28.求乙球刚进入水面时的加速度;
29.若将甲乙两球均由紧贴水面处先后由静止释放,释放的时间间隔为,计算两球在运动过程中的最大距离。
30.下落过程中,若乙球恰能追上甲球,追上时甲球下落的高度为H,追上之前乙球一直做减速运动,求该过程乙球克服水的阻力做的功;
正确答案
(1)根据自由落体运动,则乙球刚进入水面时速度为:,则根据牛顿第二定律:对乙球:
,则
。
正确答案
(2)根据题意可以知道,当二者都达到收尾速度的时候,二者之间的距离最大,故:
,则:
,则:
。
正确答案
(3)根据题意,乙球恰好追上甲球,说明追上时,乙球的速度达到收尾速度
则对乙球根据动能定理:,整理可以得到阻力的功为:
解析
考查方向
动能定理的运用,牛顿第二定理。
解题思路
教师点评
理解收尾速度,明确运动状态,列好题目方程,综合运用动能定理分析,难度适中。
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