第五节 牛顿第二定律的应用 知识点题库

汽车车厢顶部悬挂一根轻质弹簧,弹簧下端栓一个质量为m的小球。当汽车以某一速率在水平面上匀速行驶时弹簧的长度为L1 , 当汽车以同一速率匀速通过一个桥面为圆弧形的凸桥最高点时,弹簧长度为L2 , 则下列选项中正确的是 (    )

A . L1= L2 B . L1> L2 C . L1<L2 D . 前三种情况都有可能

如图所示,粗糙的传送带与水平方向夹角为θ,当传送带静止时,在传送带上端轻放一小物块,物块下滑到底端时间为T,则下列说法正确的是(   )

A . 当传送带逆时针转动时,物块下滑的时间可能等于T B . 当传送带逆时针转动时,物块下滑的时间可能小于T C . 当传送带顺时针转动时,物块下滑的时间可能大于T D . 当传送带顺时针转动时,物块下滑的时间可能小于T

足够长光滑斜面BC的倾角α=53°,小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接,一质量m=2kg的小物块静止于A点.现在AB段对小物块施加与水平方向成α=53°的恒力F作用,如图(a)所示,小物块在AB段运动的速度﹣时间图像如图(b)所示,到达B点迅速撤去恒力F.(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

  1. (1) 小物块所受到的恒力F;

  2. (2) 小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间;

  3. (3) 小物块能否返回到A点?若能,计算小物块通过A点时的速度;若不能,计算小物块停止运动时离B点的距离.

利用牛顿第二定律可以测定物体的质量,1966年曾在太空中完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验,如图所示,实验时,用“双子星号”宇宙飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2(发动机已熄火),接触后开动飞船尾部的推进器使飞船和火箭组共同加速.推进器的平均推力F=895N,推进器开动7s,测出火箭和飞船这个联合体的速度改变量是△v=0.91m/s.已知“双子星号”宇宙飞船的质量m1=3400kg.问

  1. (1) 加速时飞船和火箭组的加速度是多大

  2. (2) 由实验测得火箭组的质量m2是多大?

  3. (3) 加速时“双子星号”宇宙飞船对火箭组的推动力是多大?

卡车车厢中装载的货物应该跟车厢固定好,以免发生事故.有一次一辆卡车只装运了一个质量为m=200kg的木箱,但没有固定,当卡车沿平直公路以v0=20m/s的速度匀速行驶时,司机发现前方有情况,立即紧急制动,制动后卡车以大小为a=6.0m/s2的加速度做匀减速运动,假定卡车制动开始,木箱就沿车厢底板向前滑动,木箱在车厢底板上滑动了L=2.0m后撞上车厢的前挡板.已知木箱与底板间的动摩擦因数为μ=0.50,取g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 木箱在车厢底板上滑动时加速度的大小和方向;

  2. (2) 木箱刚要与挡板相撞时汽车速度的大小;

  3. (3) 木箱刚要与挡板相撞时木箱速度的大小.

一小球质量为0.1kg,用长为1m的细绳拴着在竖直面内恰好能做完整的圆周运动,g取10m/s2 , 则当小球运动到最低点时,绳子上张力为(   )

A . 1N B . 2N C . 3N D . 6N
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。重力加速度大小为g,下列说法错误的是(     )

 

A . 物块B刚要离开地面,物块A的加速度为 B . 在此过程中,物块A的重力势能增加 C . 在此过程中,弹簧弹性势能的增量为0 D . 物块B刚要离开地面,物块A的速度为
装修工人在搬运材料时将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出过程中(  )

A . 材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小 B . 材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大 C . 平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小 D . 材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变
一艘质量M=3.5×103kg的宇宙飞船正在远离星球的太空飞行,发现前方有一物体。为探测该物体的质量,飞船去接触物体,接触以后启动飞船的推进器,使飞船和物体一起做匀加速直线运动,10.0s后速度增加了1.50m/s。已知推进器的推力F=9.0×102N,求该物体质量m。
如图,光滑水平面上静置质量为m,长为L的绝缘板a,绝缘板右端园定有竖直挡板,整个装置置于水平向右的匀强电场中.现将一质量也为m、带电量为q(q>0)的物块b置于绝缘板左端(b可视为质点且初速度为零),已知匀强电场的场强大小为E=3μmg/q,物块与绝缘板板间动摩擦数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),物块与绝缘板右端竖直挡板碰撞后a、b速度交换,且碰撞时间极短可忽略不计,物块带电量始终保持不变,重力加速度为g。求:

  1. (1) 物块第一次与挡板碰撞前瞬间物块的速度大小;
  2. (2) 物块从置于绝缘板到第二次与挡板碰撞过程中,电场力所做的功W。
汽车正在走进千家万户,在给人们的出行带来方便的同时也带来了安全隐患.行车过程中,如果车距较近,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计了安全带,假定乘客质量为70kg,汽车车速为90km/h,从踩下刹车到完全停止需要的时间为5s,安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)(   )
A . 450N B . 400N C . 350N D . 300N
如图所示,小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为 ,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。

  1. (1) 若想小球在竖直平面内做完整的圆周运动,其通过最高点的速度 至少应为多少?
  2. (2) 求绳断时球的速度大小 和球落地时的速度大小
  3. (3) 轻绳能承受的最大拉力多大?
如图所示,BC为半径r m竖直放置的细圆管,O为细圆管的圆心,在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ=0.6的足够长粗糙斜面,一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出,恰好能垂直OB从B点进入细圆管,小球过C点时速度大小不变,小球冲出C点后经过 s再次回到C点。(g=10m/s2)求:

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  1. (1) 小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多大?
  2. (2) 小球第一次过C点时轨道对小球的支持力大小为多少?
  3. (3) 若将BC段换成光滑细圆管,其他不变,仍将小球从A点以v0水平抛出,且从小球进入圆管开始对小球施加了一竖直向上大小为5N的恒力,试判断小球在BC段的运动是否为匀速圆周运动,若是匀速圆周运动,求出小球对细管作用力大小;若不是匀速圆周运动则说明理由。
如图所示,半径分别为R和2R的两个圆盘A、B处于水平面内,两者边缘接触,靠静摩擦传动,均可以绕竖直方向的转轴O1及O2转动.一个可视为质点的小滑块位于转盘B上的C点,与转轴O2的距离为R.已知滑块与转盘间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,滑动摩擦力等于最大静摩擦力.现使转盘B的转速逐渐增大,当小滑块恰好要相对于转盘B发生相对运动时,转盘A的角速度大小为(   )

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A . B . 2 C . D .
在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平桌面上,如下图甲所示,沿水平方向施加拉力F,大小从0开始逐渐增大,分别用力传感器采集拉力F和木块所受到的摩擦力f,并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象,如图乙所示,已知木块质量m=0.5kg。(g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

  1. (1) 木块与水平桌面间的最大静摩擦力;
  2. (2) 木块与水平桌面的动摩擦因数;
  3. (3) 若木块在与水平方向成370角斜向右上方的恒定拉力F=5N作用下,由静止开始运动,如图丙所示。求0.5s末木块的速度大小。
如图所示,如图所示,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动,小车质量是M,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是(   )

A . B . C . D .
如图所示,质量为M的斜面体B放在水平面,斜面的倾角θ=30°,质量为m的木块A放在斜面上,木块A下滑的加速度 ,斜面体静止不动,则(   )

A . 木块与斜面之间的动摩擦因数为0.25 B . 地面对斜面体的支持力等于(M+m)g C . 地面对斜面体的摩擦力水平向右,大小为 D . 地面对斜面体无摩擦力作用
如图天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球.两小球均保持静止.当突然剪断细绳时,上面小球A与下面小球B的加速度为(   )

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A . a1=g a2=g B . a1=2g a2=0 C . a1=2g a2=g D . a1=0 a2=g
质量为1 kg的物体静止在光滑水平面上,某时刻开始,用一水平向右的大小为2 N的力F1拉物体,则:

  1. (1) 物体产生的加速度是多大?2 s后物体的速度是多少?
  2. (2) 若在2 s末给物体加上一个大小也是2 N水平向左的拉力F2 , 则物体的加速度是多少?4 s末物质的速度是多少?
如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是(   )。

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A . B球的受力情况未变,瞬时加速度为零 B . 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ C . A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsinθ D . 弹簧有收缩的趋势,B球瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,两球的瞬时加速度都不为零
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