第五节 牛顿第二定律的应用 知识点题库

某同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验.所用器材有:玩具小车(可视为质点)、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m).将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图所示,托盘秤的示数为1.00kg;将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数为1.40kg;将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为1.80kg,凹形桥模拟器与托盘间始终无相对滑动.取重力加速度g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 玩具小车的质量m;

  2. (2) 玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时对其压力的大小F;

  3. (3) 玩具小车经过最低点时速度的大小v.

如图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y轴方向没有变化,与横坐标x的关系如图2所示,图线是双曲线(坐标轴是渐进线);顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON固定在水平面内,ON与x轴重合,一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON向右滑动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.已知t=0时,导体棒位于顶角O处;导体棒的质量为m=2kg;OM、ON接触处O点的接触电阻为R=0.5Ω,其余电阻不计;回路电动势E与时间t的关系如图3所示,图线是过原点的直线.求:

  1. (1) t=2s时流过导体棒的电流强度I2的大小;

  2. (2) 1~2s时间内回路中流过的电量q的大小;

  3. (3) 导体棒滑动过程中水平外力F(单位:N)与横坐标x(单位:m)的关系式.

如图甲所示,一长为l的轻绳,一端穿在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量未知的小球,整个装置绕O点在竖直面内转动.小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示,重力加速度为g,下列判断正确的是(   )

A . 图象函数表达式为F= B . 重力加速度g= C . 绳长不变,用质量较小的球做实验,得到的图线斜率更大 D . 绳长不变,用质量较小的球做实验,图线b点的位置不变
某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验,实验装置如图1所示.将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上,实验员站在健康秤上相对健康秤静止.使电动扶梯由静止开始斜向上运动,整个运动过程可分为三个阶段,先加速、再匀速、最终减速停下.已知电动扶梯与水平方向夹角为37°.重力加速g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系,如图2所示.

  1. (1) 画出加速过程中实验员的受力示意图;

  2. (2) 求该次测量中实验员的质量m;

  3. (3) 求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2

如图所示,一小球用一长为L不可伸长的细线悬挂在天花板上,将小球从最低点拉至P点,并使细线保持绷直状态,然后在P点由静止释放,当小球经过最低点时细线恰好被拉断.重力加速度为g,不计空气阻力.则(   )

A . 细线断前瞬间小球的速度大小 B . 细线断前瞬间小球受到的拉力大小 C . 细线断后小球做匀变速直线运动 D . 细线断后小球做匀变速曲线运动
如图A,B,C为三个完全相同的物体,当水平力F作用于B上,三物体可一起匀速运动,撤去力F后,三物体仍可一起向前运动,设此时A,B间作用力为f1 , B、C间作用力为f2 , 则f1和f2的大小为(  )

A . f1=f2=0 B . f1=0,f2=F C . f1= ,f2= F D . f1=F,f2=0
如图所示,一木块受到一水平力F作用静止于斜面上,此力F的方向与斜面底边平行,如果将力F撤掉,下列对木块的描述正确的是(  )

A . 木块将沿斜面下滑 B . 木块受到的摩擦力变小 C . 木块即获得加速度 D . 木块所受的摩擦力方向不变
质量为0.3kg的物体在水平面上做直线运动,其运动情况如图所示,两条直线为:水平方向物体只受摩擦力作用时和水平方向受到摩擦力、水平力F两个力共同作用时的速度﹣时间图象,则下列说法中正确的是(g=10m/s2)(   )

A . 水平力F可能等于0.3 N B . 物体的摩擦力一定等于0.1 N C . 水平力F一定等于0.1 N D . 物体的摩擦力可能等于0.3 N
汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为P0=80kW,汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N,汽车的质量M=2.0×103kg,g取10m/s2 , 求:
  1. (1) 汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度;
  2. (2) 当汽车的速度为5m/s时的加速度;
  3. (3) 当汽车的加速度为0.75m/s2时的速度
在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为 ,一质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B,压缩量为 ,不计空气阻力,则   

A . 小球运动的最大速度大于 B . 小球运动中的最大加速度为 C . 弹簧的劲度系数为 D . 弹簧的最大弹性势能为
自然界中某个量D的变化量△D与发生这个变化所用时间△t的比值 叫做这个量D的变化率。下列说法中正确的是(   )
A . 若D表示某质点运动的路程,则 恒定不变时,该质点一定做匀速直线运动 B . 若D表示某质点运动的速度,则 恒定不变时,该质点一定做匀变速直线运动 C . 若D表示某质点的动量,则 越大,该质点所受的合外力越大 D . 若D表示某质点的动能,则 越大,该质点所受的合外力做功越多
一物体在拉力F作用下,以加速度 在水平面上做匀加速直线运动,力F的水平分量为 ,如图所示,若以和 大小、方向都相同的力F'代替F拉物体,使物体产生加速度 ,那么(   )

A . 当水平面光滑时, < B . 当水平面光滑时, = C . 当水平面粗糙时, < D . 当水平面粗糙时, =
一重球从高处下落到 b 点时和弹簧接触,压缩弹簧至最低点 c 点后又被弹簧弹起,则重球从 b至 c 的运动过程中(   )

A . 速度逐渐减小 B . 加速度先减小后增大 C . 克服弹力做的功等于重力做的功 D . 重球在 c 点的加速度大于重力加速度 g
如图所示,质量相等的物块A、B放在光滑的斜面上,中间用轻弹簧连接,物块B与斜面底端的挡板接触,A、B处于静止状态,现用恒力F拉物块A,当物块B刚要离开挡板时,物块A达到最大速度,在此过程中,下列说法正确的是(   )

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A . 物块A的加速度先增大后减小 B . 弹簧的弹性势能一直增大 C . 物块A的机械能一直增大 D . 全程拉力做的功等于物块A机械能的增量
如图所示,置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接,在水平恒力F的作用下,A、B以相同的加速度向右运动。A、B的质量关系为 ,它们与地面间的动摩擦因数相同,为使弹簧稳定时的伸长量增大,下列操作可行的是(   )

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A . 仅增大B的质量 B . 仅增大A的质量 C . 仅将A,B的位置对调 D . 仅减小水平面的粗糙程度
用一质量不计的细线将质量为m的氢气球拴在车厢地板上A点,此时细线与水平面成θ=37°角,气球与固定在水平车顶上的压力传感器接触。小车静止时,细线恰好伸直但无弹力,压力传感器的示数为小球重力的0.5倍。重力加速度为g。现要保持细线方向不变而传感器示数为零,下列方法中可行的是(   )

A . 小车向右加速运动,加速度大小为0.5g B . 小车向左加速运动,加速度大小为0.5g C . 小车向右减速运动,加速度大小为 D . 小车向左减速运动,加速度大小为
如图所示,小车分别以加速度a1、a2、a3、a4向右做匀加速运动,bc是固定在小车上的水平横杆,物块M穿在杆上,M通过线悬吊着小物体m,m在小车的水平底板上,加速度为a1、a2时,细线在竖直方向上,全过程中M始终未相对杆bc移动,M、m与小车保持相对静止,M受到的摩擦力大小分别为f1、f2、f3、f4 , 则以下结论正确的是(   )

A . B . C . D .
如图(a),在某次玻璃强度测试中,将一质量m=2kg的铁球从距离玻璃高h=1.25m处自由释放,砸中被夹具夹在水平位置的玻璃。这种固定方式允许玻璃在受到冲击时有一定的位移来缓冲,通过高速摄像机观察,发现铁球从接触玻璃开始到下落到最低点需要t=0.005s。设玻璃对铁球的弹力近似视为恒力,重力加速度g取10m/s2

  1. (1) 估算铁球接触玻璃开始到下落至最低点的过程中,玻璃对铁球的弹力有多大?
  2. (2) 某块玻璃被铁球击中后破碎,测得铁球从被释放到掉落地面,共下落H=1.7m,经历时间T=0.6s(本小题忽略铁球与玻璃相撞过程中下落的高度和时间),则铁球与玻璃碰撞损失了多少机械能?
  3. (3) 将玻璃倾斜安装在汽车前车窗上,如图(b)。铁球以初速 向玻璃扔出,正好垂直砸中玻璃。若安装后的玻璃在受到冲击时仅能沿垂直玻璃方向移动s=5mm,超出会破碎。玻璃能承受的最大弹力Fm=4000N。铁球在飞行过程中高度下降h'=0.35m,估计该玻璃是否会被砸碎?
一个质量为2kg的物体置于光滑的水平面上,受到一水平拉力F作用从静止开始出发,经2s速度增加到 求:
  1. (1) 拉力F的大小?
  2. (2) 若撤去力F,改用大小与F相同、方向竖直向上的力F来提升这个物体,物体的加速度为多大?
  3. (3) 若用第 问中的F来提升这个静止的物体,作用4s后撤去F,物体离水平面的最大高度是多少?
如图所示,质量为M=1kg的滑板静止在足够大的粗糙水平地面上,左端紧靠固定的挡板,滑板AB段是半径为R=0.8m的四分之一光滑圆弧面,BC段是一较长的粗糙水平面,两段相切于B点。将一质量为m=1kg的滑块从A点由静止释放,它经B点后沿BC方向运动,最后和滑板相对静止。已知滑块与滑板BC段间的动摩擦因数μ1=0.3,滑板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,重力加速度取g=10m/s2 , 滑块可视为质点。求:

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  1. (1) 滑块运动到B点时对滑板的压力;
  2. (2) 滑块与滑板间因摩擦而产生的热量。
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