- 牛顿第二定律
- 共448题
20.如图,由同种材料制成的三个斜面a、b、c,底边长分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h。现将一可视为质点的物块分别从三个斜面的顶端由静止释放,在物块沿斜面下滑到底端的过程中,下述可能正确的是
正确答案
解析
A、设任一斜面的倾角为α,斜面的长度为S.根据牛顿第二定律得:mgsinα﹣μmgcosα=ma,得 a=gsinα﹣μgcosα,则可能有aa>ab>ac.故A正确.
B、由S=得 t=
,则可能有 tc>ta>tb.故B正确.
C、对物体在任一斜面上滑动的过程,由动能定理得:
mgSsinα﹣μmgcosα•S=Ek,式中Ssinα等于斜面的高度,Scosα等于斜面底边的长度.
则 Eka=mg•2h﹣μmgL=2mgh﹣μmgL,Ekb=mgh﹣μmgL,Ekc=mgh﹣μmg•2L=mgh﹣2μmgL,由数学知识可知,不可能有:Eka=2Ekb=4Ekc.故C错误.
D、根据功能关系知,物块损失的机械能等于克服摩擦力做功,则有△ E=μmgcosα•S,Scosα等于斜面底边的长度.因此有△ Ec=2μmgL,△ Eb=μmgL,△ Ea=μmgL,所以△ Ec=2△ Eb=2△ Ea.故D正确.
考查方向
解题思路
物块的加速度可根据牛顿第二定律列式分析.运动时间由位移时间公式列式.可根据动能定理分析物体到达底端时动能关系.比较克服摩擦力做功的大小,由功能关系分析损失的机械能关系.
易错点
本题求克服摩擦力做功可推得一个重要的结论:物体从斜面下滑到底端的过程中,克服摩擦力做的功与沿水平面滑动与斜面底端相同距离时克服摩擦力做的功相同
知识点
25.如图,在水平直道上的托球跑步比赛中,某同学将质量为m的球置于球拍光面中心,从静止开始先做加速度大小为a的匀加速直线运动,速度达到υ0后做匀速直线运动至终点。球相对球拍静止,且受到与速度方向相反的空气阻力kυ。不计球与球拍间的摩擦,重力加速度为g,则在匀速直线运动阶段球拍面与水平方向夹角θ0=______,而在匀加速直线运动阶段tanθ随时间t变化的关系式为tanθ=_________。
正确答案
解析
在匀速运动阶段,有mgtanθ=kv0解得:
加速阶段,设球拍对球的支持力为N′,有:N′sinθ﹣kv=ma ;N′cosθ=mg
得tanθ=+
.
考查方向
解题思路
在匀速运动阶段,受力平衡,根据平衡条件列式即可求解;
加速阶段,设球拍对球的支持力为N′,根据牛顿第二定律即可求解.
知识点
20.质量相等的甲、乙两物体从离地面相同高度处同时由静止开 始下落,运动中两物体所受阻力的特点不同,其v-t图象如图。则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
A选项,加速度就是v-t图像的斜率,t0时刻甲物体的斜率大于乙物体,故正确。B选项,t0时刻甲物体的加速度大于乙物体的加速度,则t0时刻甲物体所受阻力大于乙,故错误。C选项,0~t0时间内,甲、乙两物体重力势能的变化量与高度变化量有关,v-t图像与t轴围成的图形面积就是位移,故甲物体重力势能的变化量小于乙,则错误。D选项,0~t0时间内,0~t0时间内,由动能定理,合外力做功相等,甲物体重力势能的变化量小于乙,故甲物体克服阻力做的功比乙的少,故D选项正确。
考查方向
1、考查牛顿第二运动定律力和运动的关系F合=ma,以及力的合成。
2、功能关系。
3、考查运动图像v-t,及v-t图像的斜率的含义。
图像类题型是高考中的常考题型,主要考查学生从图像中获取信息的能力。
做图像类习题的一般步骤:
①“一看”横纵坐标,明确图像的类型
②“二看”图像趋势,是增大还是减小
③“三看”斜率、截距,理解斜率的意义、代表什么物理量、或者根据公式求得斜率的公式从而分析相关物理量,考图像斜率是高考考得最多的。
解题思路
1、理解合外力与加速度的关系:F合=ma合外力与加速度呈正比,方向相同。
2、明确甲的加速度不变,乙的加速度一直在减小。则甲的阻力不变,乙所受阻力逐渐变大。
3、看懂v-t图像斜率的含义:v-t图像斜率代表加速度。
易错点
对v-t图的认识不够彻底。
知识点
如图甲所示,某人站在力传感器上,从直立静止起,做“下蹲-起跳”动作,图中的“●”表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线。图乙中1~4各点对应着图甲中1~4四个状态和时刻。取重力加速度g=10m/s2。请根据这两个图所给出的信息,求:
39.此人的质量。
40.此人1s内的最大加速度,并以向上为正,画出此人在1s内的大致a-t图像。
41.在F-t图像上找出此人在下蹲阶段什么时刻达到最大速度?简单说明必要理由。
正确答案
60kg;见答案;
解析
此人状态1处于静止状态,对应图乙中1点F1=600N可知此人m=60kg……2分
考查方向
解题思路
开始时的人对传感器的压力等于其重力;
失重状态:当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度.人下蹲过程分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,起立也是如此.
易错点
考察物理知识与生活的联系,注意细致分析物理过程,仔细观察速度的变化情况,与超失重的概念联系起来
正确答案
由图可知:图乙中2点F2=1800N最大,
由,有
m/s2……2分
1s内的a-t图像如右图(学生也可能等比例压缩,只要最大加速度是重力加速度两倍就可)……4分
正确答案
下蹲阶段先加速后减速,支持力与重力平衡时速度最大,由a-t图像可读出速度最大时刻约为0.45(0.43-0.47之间都算对)……4分
如图甲所示,宽L=0.5m、倾角θ=30°的金属长导轨上端安装有R=1Ω的电阻。在轨道之间存在垂直于轨道平面的磁场,磁感应强度B按图乙所示规律变化。一根质量m=0.1kg的金属杆垂直轨道放置,距离电阻x=1m。t=0时由静止释放,金属杆最终以υ=0.4m/s速度沿粗糙轨道向下匀速运动。除R外其余电阻均不计,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求:
42.当金属杆匀速运动时电阻R上的电功率为多少?
43.某时刻(t >0.5s)金属杆下滑速度为0.2m/s,此时的加速度多大?
44.金属杆何时开始运动?
正确答案
0.04W;
解析
匀速时磁感应强度应无变化,B=1T
A……2分
W……2分
考查方向
解题思路
匀速运动时,磁感应强度不变,利用公式求解功率;在判断物体的运动情况时,结合牛顿第二定律列式求解。
易错点
结合受力分析安段金属棒的运动情况
正确答案
解析
匀速时
而N
N……2分
速度为0.2m/s时,
N ……1分
由 得
=0.5m/s2……2分
考查方向
解题思路
匀速运动时,磁感应强度不变,利用公式求解功率;在判断物体的运动情况时,结合牛顿第二定律列式求解。
易错点
结合受力分析安段金属棒的运动情况
正确答案
在0.5s后感应电流消失的瞬间才开始下滑
解析
由图b可知:释放瞬间磁场变化率k=1T/s,
感应电流A
安培力N
由于
,所以开始释放时金属杆无法下滑……3分
在0.5s内,安培力不断增加,范围0.125-0.25N,所以在0.5s前金属杆无法运动。
金属杆在0.5s后感应电流消失的瞬间才开始下滑。……2分
考查方向
解题思路
匀速运动时,磁感应强度不变,利用公式求解功率;在判断物体的运动情况时,结合牛顿第二定律列式求解。
易错点
结合受力分析安段金属棒的运动情况
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