3 牛顿第二定律知识点题库

如图甲所示，一质量为20kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.20．从t=0时刻起，物体受到水平方向的力F的作用而开始运动，8s内F随时间t变化的规律如图乙所示．求：（g取10m/s²）

（1） 4s末的速度大小v₁；
（2） 5s末的速度大小v₂ ．
（3）在图丙的坐标系中画出物体在8s内的v﹣t图象；（要求计算出相应数值）

如图所示，质量为m=2.0kg的物体置于粗糙水平地面上，用F=20N的水平拉力使它从静止开始运动，t=2.0a时物体的速度达到v=12m/s，此时撤去拉力．求：

（1）物体在运动中受到的阻力；
（2）撤去拉力后物体继续滑行的距离．

一个原来静止在水平面上的物体，质量为2.0kg，在水平方向受到4.4N的拉力，物体跟平面的滑动摩擦力是2.2N，求物体4.0s末的速度和4.0s内发生的位移．

如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一个小物块在沿斜面向上的恒定拉力F作用下，从斜面底端A点由静止开始运动，一段时间后撤去拉力F，小物块能达到的最高位置为C点，已知小物块的质量为0.3kg，小物块从A到C的v﹣t图象如图乙所示，取g=10m/s² ，则下列说法正确的是（　　）

A . 小物块加速时的加速度是减速时加速度的 $\text{[math]}$ B . 小物块与斜面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ C . 小物块到达C点后将沿斜面下滑 D . 拉力F的大小为4N

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某组同学用如图1 所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。

（1）图 2 是实验中获取的一条纸带的一部分，其中 0、1、2、3、4 是计数点，每相邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示，由纸带求出小车的加速度的大小为a ＝（）m/s2。(计算结果均保留 2 位有效数字)
（2）下列措施中不正确的是（_____）

A . 首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力 B . 平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动 C . 每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力 D . 实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
（3）某组同学由实验得出数据，画出的a－ $\text{[math]}$ 的关系图线，如图3所示，从图象中可以看出，作用在小车上的恒力 F ＝（） N。当小车的质量为 5kg 时，它的加速度为（）m/s²。

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

如图，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，用手将弹力球以某一竖直向下的初速度抛出，抛出后手保持不动。从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中（弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力），下列说法正确的是（）

A . 绳刚伸直时，球的速度最大 B . 该过程中，球的加速度一直减小 C . 该过程中，重力对球做的功大于球克服绳的拉力做的功 D . 在最低点时，球、绳和地球组成的系统势能最大

如图所示，三个物体的质量分别为M₁、M₂、M₃ ，带有定滑轮的物体放在光滑水平地面上，滑轮和所有接触处的摩擦及绳子的质量不计，为使三物体无相对运动，则水平推力F为多少？

“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为R，电势为 $\text{[math]}$ ，内圆弧面CD的半径为 $\text{[math]}$ ，电势为 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=R。假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。

（1）求粒子到达O点时速度的大小；
（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为R，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度B₀的大小；
（3）同（2），若改变所加磁感应强度B的大小，则收集板MN上的收集效率 $\text{[math]}$ 会发生变化，写出磁感应强度B对收集效率 $\text{[math]}$ 产生影响的相关式子；及要使进入磁场的粒子均不能到达收集板MN磁感应强度B所满足的条件。

一个质量m=0.1kg的小球从空中由静止下落，撞击地面后立即反弹(撞击时间忽略不计)，反弹后的速度大小为撞击前的 $\text{[math]}$ .设竖直向下为运动的正方向，运动过程中空气阻力的大小保持不变.已知小球第一次下落的速度随时间变化的关系如图所示，重力加速度g=10m/s².求：

（1）小球开始下落时距地面的高度h；
（2）小球受到空气阻力的大小f；
（3）小球第一次撞地反弹上升过程中的加速度的大小a，并在图中作出小球第一次撞地反弹上升过程中的v-t图象.

如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P，它与容器内壁间的动摩擦因数为µ，由静止释放的质点P下滑到最低点时，向心加速度的大小为a。重力加速度大小为 g。则此时（）

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A . 质点P处于失重状态 B . 容器对质点P的支持力大小为ma+mg C . 质点P受到的摩擦力大小为µmg D . 质点P的速度大小为 $\text{[math]}$

某同学乘坐电梯从一楼到九楼，在电梯将要停下来时，该同学（）

A . 处于失重状态 B . 处于超重状态 C . 所受的重力变大 D . 所受的重力变小

如图，质量为m的小球从斜轨道高处由静止滑下，然后沿竖直圆轨道的内侧运动，已知圆轨道的半径为R，不计一切摩擦阻力，重力加速度为g．则下列说法正确的是（）

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A . 当h=2R时，小球恰好能到达最高点M B . 当h=2R时，小球在圆心等高处P时对轨道压力为2mg C . 当h≤ $\text{[math]}$ 时，小球在运动过程中不会脱离轨道 D . 当h=R时，小球在最低点N时对轨道压力为2mg

如图所示，有一个无重力空间，Y方向为竖直方向，在x≥0的区域内存在匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B =1T，绝缘光滑空心细管縱的长度为h=3m，管内M端有一质量为m=0. 1kg、带正电q=0. 1C的小球，开始时小球相对管静止。管带着小球沿垂直于管长度方向，以恒定速度v₀=5m/s向右方运动。求：

（1）已知进入磁场后小球将匀加速上升，求小球上升的加速度；
（2）小球在从管的M端到N端的过程中，管壁对小球做的功；
（3）当细管以v₀=5m/s进入磁场时，若给管一定的外力，使其以a=2.0m/s²的恒定加速度向右匀加速运动，小球将不能以恒定加速度上升。为保证小球仍能在管中匀加速上升，需让细管与小球间具有一特定的摩擦因数μ。试求该μ值，及小球相对管上升的加速度a_y。（要求μ<1）

如图所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左边缘有一质量m_A=1.0kg的物块A以v₀=5.0m/s的初速度沿桌面运动，经过位移s=1.8m与放在桌面右边缘O点的物块B发生正碰，碰后物块A的速度变为0，物块B离开桌面后落到地面上。设两物块均可视为质点，它们的碰撞时间极短，物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，物块B的质量m_B=1.6kg，重力加速度g=10m/s²。求：

（1）两物块碰撞前瞬间，物块A的速度大小v_A；
（2）物块B落地点到桌边缘O点的水平距离x；
（3）物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能E。

如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R＝10Ω的电阻；导轨间距为L＝1m，导轨电阻不计，长约1m，质量m＝0.1kg的均匀金属杆水平放置在导轨上（金属杆电阻不计），它与导轨的滑动摩擦因数μ＝ $\text{[math]}$ ，导轨平面的倾角为θ＝30°，在直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为B＝0.5T，今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量q＝1C，求：

（1）当AB下滑速度为4m/s时加速度的大小
（2） AB下滑的最大速度
（3） B由静止开始下滑到恰好匀速运动通过的距离
（4）从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量

在幼儿园里为了锻炼小孩子四肢的力量，会进行一项游戏活动，小朋友手拉着汽车轮胎奔跑，如图甲所示，在一次训练中，质量M=24.5kg的小朋友手里拉着不可伸长的轻绳拖着质量m=5.5kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，5s后轮胎从轻绳上脱落，轮胎运动的v—t图像如图乙所示，不计空气阻力。已知绳与地面的夹角为 $\text{[math]}$ （已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ），求：

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（1）轮胎在前5s的位移大小；
（2）轮胎与水平面间的动摩擦因数；
（3）加速过程中绳子的拉力大小和小朋友受到的摩擦力大小。

如图所示，粗糙水平面上放置有一个滑块，质量为M，其内部带有一光滑的半圆形凹槽；一质量为m 的小球在凹槽内部往复运动，滑块始终静止不动；在小球由静止开始从凹槽右端最高点滑向最低点的过程中，下列说法正确的是（）

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A . 地面对滑块的摩擦力方向向左 B . 小球始终处于超重状态 C . 地面对滑块的支持力大小等于（M+m）g D . 小球运动的速度大小和方向不变

如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A．木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出木板B的加速度a，得到如图乙所示的a-F图象，已知g取10m/s² ，则（）

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A . 滑块A与木板B间动摩擦因数为0.1 B . 当F=10N时木板B加速度为4m/s² C . 木板B的质量为1kg D . 滑块A的质量为4kg

如图甲所示.两个带正电的小球A、B套在一个倾斜的光滑直杆上.两球均可视为点电荷.其中A球固定.带电量Q_A=2×10^-4C．B球的质量为m=0.1kg.以A为坐标原点.沿杆向上建立直线坐标系.B球的总势能随位置x的变化规律如图乙中曲线I所示.直线II为曲线I的渐近线.图中M点离A球距离为6m.若B球以E_kB=4J的初动能从M点开始沿杆向上滑动.(以无穷远处为零电势能处，以A球所在平面为重力势能的零势能面.g取10 m/s² .静电力常量k=9.0×10⁹ N. m²/C² )则（）

A . 杆与水平面的夹角θ为60° B . B球的带电量为1×10^-5C C . M点电势为3×10⁴V D . B球运动过程中离A球最近时B球的加速度大小为40 m/s²

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