- 牛顿第二定律
- 共448题
如图所示,P是倾角为30°的光滑固定斜面.劲度为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的固定挡板C上,另一端与质量为m的物块A相连接.细绳的一端系在物体A上,细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮,另一端有一个不计质量的小挂钩.小挂钩不挂任何物体时,物体A处于静止状态,细绳与斜面平行.在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块B后,物体A沿斜面向上运动.斜面足够长,运动过程中B始终未接触地面.
17.求物块A刚开始运动时的加速度大小a;
18.设物块A沿斜面上升通过Q点位置时速度最大,求Q点到出发点的距离x0及最大速度vm.
正确答案
0.5g
解析
解:以A、B组成的系统为研究对象,A刚开始运动的瞬间,由牛顿第二定律得:
mg=(m+m)a,
解得:a=0.5g;
考查方向
解题思路
以AB组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律可以求出加速度a
易错点
研究对象选择不恰当
正确答案
, g
解析
解:未挂B时,对A,由平衡条件得:mgsin30°=kx,得弹簧的压缩量为 x=
当A受到的合力为零时速度最大,此时:
mgsin30°+kx′=mg,
解得:x′=
因此Q点到出发点的距离:x0=x+x′=;
在出发点与Q点弹簧的形变量相同,弹簧的弹性势能相等,由机械能守恒定律得:
mgx0=mgx0sin30°+•2mvm2,
解得,最大速度:vm=g;
考查方向
解题思路
物块A沿斜面上升速度达到最大时合力为零,由平衡条件求出弹簧的形变量,由机械能守恒定律可以求出最大速度.
易错点
要分析清楚物体的运动过程,把握每个过程和状态的规律,应用牛顿第二定律与机械能守恒定律可以正确解题.
7. 如图所示,倾角为足够长的平行金属导轨倾斜放置在水平面上并且固定,导轨的电阻不计,导轨间距为L,电阻值均为R的两导体棒ab、cd置于导轨上,两棒的质量均为m,棒与导轨垂直且始终保持良好接触。整个装置处在与导轨平面垂直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中,开始时导体棒ab、cd均处于静止状态,现给cd一平行于导轨平面向上的力F,使cd向上以加速度
做匀加速直线运动。到
时刻,ab棒刚好要向上滑动。棒与导轨的动摩擦因数均为
,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则在
的过程中下列说法正确的是( )
(在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,不选或有选错的得0分。)
正确答案
解析
A.当CD棒向上加速时,切割磁感线产生感应电动势,由可知,感应电动势越来越大,由于ab与cd 组成回路,由欧姆定律可知,回路中的感应电流越来越大,对ab棒有
可知,
棒受到的安培力一直增大,故A正确;
B.对ab棒,最初状态是静止,受力平衡,由平衡条件可知静止时ab棒受到的静摩擦力方向平行导轨向上,当cd棒运动时,回路中有了感应电流,由左手定则可知ab棒受到平向导轨向上的且逐渐增大的安培力,由平衡条件可知ab棒受到的摩擦力逐渐减小,至到反向变大,故B错误;
C.由法拉第电磁感应定律及电量公式可得,故C正确;
D.在时刻cd棒的速度为
,此时cd棒产生的感应电动势为
,则cd棒受到的安培力为
,由牛顿第二定律得
,
对ab棒此时有:,所以在
时刻突然撤去拉力的一瞬间,cd棒的加速度大小为
,故D正确;故本题选ACD
考查方向
解题思路
当CD棒向上加速时,切割磁感线产生感应电动势,由表达式可知电动势值随着速度增大而增大,由欧姆定律可知回路中的感应电流增大,由安培力表达式可知安培力变大;ab棒由于重力沿导轨分力的原因,最初有向下的运动趋势,摩擦力平行轨道向上,由平衡条件可知当安培力增大时,摩擦力减小,当安培力等于重力的下滑分量时,摩擦力为0,当安培力继续增大时,摩擦力反向增大;由法拉第电磁感应定律及电量公式可求解出电量;
通过对ab与cd分别受力分析,结合各自状态列出方程联立解得撤去拉力的一瞬间,cd棒的加速度大小。
易错点
静摩擦力大小、方向的判断;
知识点
《智勇大冲关》是湖南卫视全新制作全民体验竞技魅力的节目在这档节目中,除了能让观众体会到亲身参与挑战的兴奋和激情外,还邀请众多明星现身其中,做到真正的全民娱乐。如图为水上滑梯示意图,滑梯斜面轨道与水平面间的夹角为,底部平滑连接一小段水平轨道(长度可以忽略),斜面轨道长
,水平端与下方水面高度差为
.一质量为
的人从轨道最高点A由静止滑下,若忽略空气阻力,将人看作质点,人与轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为
,
,
求:
15.人在斜面轨道上的加速度大小;
16.若在水面上与滑梯末端B水平相距的位置放置一宽度为
,厚度不计的海绵垫子,要使人最终落到海绵垫子上,则从A点下滑时,人具有的初动能在什么范围内?
正确答案
解析
(1)设人在滑梯上的加速度为a,由牛顿第二定律得:
代入数据解得
考查方向
解题思路
据题目信息可知:本题考查牛顿第二定律知识点,具体解题步骤如下: 1.对人进行受力分析,求出人沿斜面方向上的合外力; 2.依据牛顿第二定律列方程求解;
易错点
关键对人进行正确的受力分析根据牛顿第二定律列方程。
正确答案
解析
人从滑梯的末端B落到海绵垫子上的过程做平抛运动设人离开滑梯的速度为v,运动的水平位移为x,则有
当,人离开滑梯时的水平速度最小,为
当时,人离开滑梯时的水平速度最大,为
设人在A点的初动能为,由动能定理得从A点到滑梯末端B点的运动过程中有:
由此可得人在A点的最小动能和最大动能分别为
即初动能的范围为
考查方向
解题思路
据题目信息可知:本题考查平抛运动;动能定理的应用知识点,具体解题步骤如下: 1.人从B点飞出后做平抛运动,水平方向分运动是匀速直线运动,竖直方向分运动是自由落运动从竖起分运动求出人落在水面上的时间; 2.依海绵垫左右边界确定出人从B点飞出时的速度,再根据动能定理求出人在A的动能的范围;
易错点
关键是要使人最终落到海绵垫子上,找出人做平抛运动水平位移的范围。
3.如图所示,一个质量为M的空箱子顶部用细线悬吊着一个质量为m的小球,让箱子分别沿甲、乙两个倾角为且相同的固定斜面下滑.在斜面甲上运动过程中悬线始终竖直向下,在斜面乙上运动过程中悬线始终与顶板垂直,重力加速度为g,则( )
正确答案
解析
A、对于甲斜面上的箱子,里面小球受重力和拉力两个力平衡,知箱子也处于平衡状态,即箱子在斜面甲上做匀速直线运动.故A错误.
B、对于乙斜面上的箱子,里面的小球受重力和拉力作用,两个力的合力沿斜面方向向下,知小球具有沿斜面向下的加速度,因为小球与箱子加速度相同,知箱子在斜面乙上做匀加速直线运动.,可知箱子不受摩擦力。故B错误.
C、对小球分析,细线竖直可知合力为零,对整体分析,箱子和小球整体加速度为0,可知箱子对斜面甲的作用力为,故C正确,D错误.
故选:C.
考查方向
解题思路
箱子和小球具有相同的加速度,根据小球的受力,判断出小球的运动规律,从而知道箱子的运动规律.对整体分析,比较作用力的大小
易错点
力的合成和分解时合力的方向的确定
知识点
6.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m=0.1kg,套在粗糙固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长,圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC间距离为h=0.2m,若圆环在C处获得一竖直向上的速度υ=2m/s,恰好能回到A处,弹簧始终在弹性范围内,重力加速度为g=10m/s2,则圆环 ( )
(在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,不选或有选错的得0分。)
正确答案
解析
A 受力分析知下滑的过程中,加速度是先减小后增加
B 对上滑过程列动能定理, ,而下滑过程
,两式联立解得Wf=0.1J,故B选项正确
C 由B选项的分析,可发现=0.1J,所以C选项错误
D 下滑过程中,A到B:,上滑过程中B到A:
,比较可知
考查方向
解题思路
A可以受力分析,应用牛顿第二定律判断力的变化,引起加速度a的变化
B可以在下滑过程中应用动能定理来求解克服摩擦力做的功
C在C处的弹性势能可以应用功能关系来进行计算
D可以列上滑和下滑的两个动能定理
易错点
关于动能定理中克服摩擦力做功的计算
知识点
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