- 牛顿第二定律
- 共448题
如图,倾角θ=30°的光滑斜面底端固定一块垂直于斜面的挡板。将长木板A静置于斜面上,A上放置一小物块B,初始时A下端与挡板相距L=4m,现同时无初速释放A和B。已知在A停止运动之前B始终没有脱离A且不会与挡板碰撞,A和B的质量均为m=1kg,它们之间的动摩擦因数μ=,A或B与挡板每次碰撞损失的动能均为△E=10J,忽略碰撞时间,重力加速度大小g取10m/s2。求
26.A第一次与挡板碰前瞬间的速度大小v;
27.A第一次与挡板碰撞到第二次与挡板碰撞的时间△t;
28.B相对于A滑动的可能最短时间t。
正确答案
解析
解:B和A一起沿斜面向下运动,由机械能守恒定律有
①
由①式得 ②
考查方向
解题思路
1、分析A与B之间的最大静摩擦力的大小,分析A、B是否会相对滑动。2、利用受力分析和功能关系求出A第一次与挡板碰前瞬间的速度大小。3、由对A再次受力分析,利用运动学公式和功能关系求得间隔时间。4、根据对B在单独分析得到相对滑动的最短时间。
易错点
对两物体发生相对滑动的条件不清楚。
正确答案
解析
解: 第一次碰后,对B有
故B匀速下滑 ③
对A有
④
得A的加速度 ,方向始终沿斜面向下, A将做类竖直上抛运动 ⑤
设A第1次反弹的速度大小为v1,由动能定理有
⑥
⑦
由⑥⑦式得 ⑧
考查方向
解题思路
1、分析A与B之间的最大静摩擦力的大小,分析A、B是否会相对滑动。2、利用受力分析和功能关系求出A第一次与挡板碰前瞬间的速度大小。3、由对A再次受力分析,利用运动学公式和功能关系求得间隔时间。4、根据对B在单独分析得到相对滑动的最短时间。
易错点
对两物体发生相对滑动的条件不清楚。
正确答案
解析
解: 设A第2次反弹的速度大小为v2,由动能定理有
得 ⑩
即A与挡板第2次碰后停在底端,B继续匀速下滑,与挡板碰后B反弹的速度为,
加速度大小为a′,
由动能定理有
B沿A向上做匀减速运动的时间
当B速度为0时,因, B将静止在A上。
当A停止运动时,B恰好匀速滑至挡板处,B相对A运动的时间t最短,故
考查方向
解题思路
1、分析A与B之间的最大静摩擦力的大小,分析A、B是否会相对滑动。2、利用受力分析和功能关系求出A第一次与挡板碰前瞬间的速度大3、由对A再次受力分析,利用运动学公式和功能关系求得间隔时间4、根据对B在单独分析得到相对滑动的最短时间。
易错点
对两物体发生相对滑动的条件不清楚。
20.如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g。则正确的是( )
正确答案
解析
A.当导体棒以v匀速运动时受力平衡,则mgsinθ=BIl=,当导体棒以2v匀速运动时受力平衡,则 F+mgsinθ=BIl=
,故 F=mgsinθ,拉力的功率P=Fv=2mgvsinθ,故A正确;B.同理,B错误;C.当导体棒速度达到
时,由牛顿第二定律,mgsinθ﹣
=ma,解得a=
,故C正确;D.由能量守恒,当速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力及重力所做的功,故D错误。
考查方向
解题思路
导体棒最终匀速运动受力平衡可求拉力F,由P=Fv可求功率,由牛顿第二定律求加速度,由能量守恒推断能之间的相互转化。
易错点
电磁感应定律结合闭合电路,注意平衡条件得应用,能量、功率关系
知识点
如图所示,整个装置处于真空中。一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,与竖直方向成α=300固定在场强大小为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=60°角的倾斜向上匀强电场中。杆的下端N固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg。已知真空中点电荷q周围的电势 (取无穷远处为零电势,k=9.0×109N·m2/C2)。现将小球B从杆的上端M静止释放,小球B开始运动。(重力加速度g=10m/s2)
43.小球B开始运动时的加速度为多大?
44.小球B的速度最大时,距N端的距离L1为多大?
45.小球B从M端运动到距N端的L2=0.9m时,速度为v为多大?
正确答案
解析
根据牛顿第二定律,
考查方向
牛顿第二定律;库伦定律
解题思路
根据牛顿第二定律求加速度,利用加速度等于零求出最大速度。
易错点
要理解速度最大时加速度为零这个条件。
正确答案
1.052m
解析
小球B的速度最大时,是在平衡位置,
考查方向
牛顿第二定律;库伦定律
解题思路
根据牛顿第二定律求加速度,利用加速度等于零求出最大速度。
易错点
要理解速度最大时加速度为零这个条件。
正确答案
0.89m/s
解析
从M到N,对小球根据动能定理,得到
考查方向
牛顿第二定律;库伦定律
解题思路
根据牛顿第二定律求加速度,利用加速度等于零求出最大速度。
易错点
要理解速度最大时加速度为零这个条件。
如图所示,质量m=2kg的物体A在倾角θ=300的足够长的固定斜面上,在沿斜面向上的力F=5N推力作用下,A从底端开始以初速度v0=8m/s向上运动,已知A与斜面之间的动摩擦因数为。经过一段时间t速度大小为2m/s。(取g=10m/s2)。
38.求时间t。
39.F在时间t内的平均功率。
正确答案
5s或4s
解析
若是上滑,受力示意图如图。
根据牛顿第二定律,得到
解得,代入数据得
若是下滑,上滑到最高点的时间
根据牛顿第二定律,得到
(2分)解得
,
代入数据得。下滑时间为
,故
。
答:经过时间1.5s或4s速度大小为2m/s。
考查方向
解题思路
通过牛顿第二定律求加速度后通过运动学公式列式求解时间;利用功率公式列式求解功率
易错点
通常情况满足题意的事件只有一个时间,但是这道题却有两种可能
正确答案
25W或7.5W
解析
当
时,
,
,
W(或
当时,
,
,
,
,
答:F在时间t内的平均功率为25W或7.5W。
考查方向
解题思路
通过牛顿第二定律求加速度后通过运动学公式列式求解时间;利用功率公式列式求解功率
易错点
通常情况满足题意的事件只有一个时间,但是这道题却有两种可能
2..如图所示,质量为M=10kg的小车停放在光滑水平面上。在小车右端施加一个F=10N的水平恒力。当小车向右运动的速度达到2.8m/s时,在其右端轻轻放上一质量m=2.0kg的小黑煤块(小黑煤块视为质点且初速度为零),煤块与小车间动摩擦因数μ=0.20。假定小车足够长。则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
小车与物体间的滑动摩擦力为,所以小车的加速度
,后来两者一起相对静止共同加速度,所以
,所以AB错
经过t秒两者达到共同速度,所以经过t=2s,煤块的位移
,C错。同段时间内,小车的位移为
,因此产生划痕为2.8m,D对
考查方向
解题思路
先通过受力分析求出两者的加速度,然后利用两者最后共同运动求解
易错点
判断物体和小车的加速度,以及划痕的含义的理解
知识点
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