第3节牛顿第二运动定律知识点题库

某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图（a）所示。现用该电动机在水平地面拉动一物体（可视为质点），运动过程中轻绳始终处在拉直状态，且不可伸长，如图（b）所示。已知物体质量m=1kg，与地面的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，离出发点C左侧s距离处另有动摩擦因数为 $\text{[math]}$ 、长为d=0.5m的粗糙材料铺设的地面AB段。（g取10m/s²）

（1）若s足够长，电动机功率为2W时，物体在地面能达到的最大速度是多少？
（2）若启动电动机，物体在C点从静止开始运动，到达B点时速度恰好达到0.5m/s，则BC间的距离s是多少？物体能通过AB段吗？如果不能停在何处？

如图所示，A、B、C三个小物体通过绳子连接，挂在光滑的定滑轮上保持静止状态，且A 和C位于同一水平面，距离地面高为h=0.5m ，已知m_A=2kg，m_B= m_C=1kg，现剪断B，C之间的连线，令A和C下降，B上升，不计一切阻力，g=10m/s² ，试求：

（1）通过分析计算A和C谁先落地？
（2） A即将落地时的速度。
（3）物体B能上升离开地面的最大高度。(B距滑轮足够远)

如图所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放着一物体A，被一伸长的弹簧拉住而相对升降机静止，现突然发现物体A被弹簧拉动，由此可判断升降机的运动可能是（）。

A . 加速上升 B . 加速下降 C . 减速下降 D . 减速上升

一个有钢滑板的雪橇，钢滑板与雪地的动摩擦因数为0.02，雪橇连同雪橇上的货物总质量为1000kg，当马水平拉雪橇在水平雪地上以2m/s²的加速度匀加速前进时

（1）雪橇受到的摩擦力是多大
（2）马的拉力是多大（g取10m/s²）

电梯内有物体,质量为m,用细线挂在电梯的天花板上.当电梯以g/3的加速度竖直加速下降时(g为重力加速度)细线对物体的拉力为( )

A . 2/3mg B . 1/3mg C . 4/3mg D . mg

如图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ．重力加速度大小为g．则有（）

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A . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

在一次课外活动中，某同学用如图（a）所示的装置测量放在水平光滑桌面上金属板B与铁块A之间的动摩擦因数，已知铁块A的质量m_A=1kg，金属板B的质量m_B=0.5kg，用水平力F向左拉金属板B，使其向左运动，弹簧秤示数的放大情况如图所示。

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（1） A、B间的摩擦力 $\text{[math]}$ N，A、B间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ （g取10m/s²）。
（2）该同学还设计性地将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打一下些计时点，相邻计数点间还有四个点没有画出，某次实验打下的纸带及相邻两计数点间距离的测量结果如图（b）所示，打点计时器所用电源频率为50Hz，则打E点时纸带的速度大小v=m/s，纸带的加速度a=m/s² ，由此可知水平拉力F=N。

上海磁悬浮线路需要转弯的地方有三处，其中设计的最大转弯处半径达到8000米，用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300米。一个质量50kg的乘客坐在以360km/h不变速率驶过半径2500米弯道的车厢内，下列说法不正确的是（）

A . 弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适 B . 弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度 C . 乘客受到来自车厢的力大小约为539N D . 乘客受到来自车厢的力大小约为200N

质量为 m 的小轿车以恒定功率 P 启动，沿水平直路面行驶，若行驶过程中受到的阻力大小不变，能够达到的最大速度为 v。当小轿车加速过程中的加速度大小为 $\text{[math]}$ 时，它的速度大小为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 𝑣 D . $\text{[math]}$

意大利著名的物理学家伽利略，通过理想斜槽实验，总结出了“力是改变物体运动状态的原因”，1687年牛顿将伽利略的思想推广到所有力作用的场合，提出了牛顿第二定律，找到了力和运动的关系。关于力和运动的关系，下列说法不正确的是（　）

A . 静止在光滑水平面上的物体，当受到水平推力作用的瞬间，物体立刻获得加速度 B . 加速度的方向与合外力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同 C . 在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合外力的方向总是一致的 D . 当物体所受合外力变小时，物体的速度也一定变小

如图，手掌C托着轻弹簧栓接的物体A、B处于静止状态，已知A、B质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 。若手掌C突然向下离开B，在此瞬间，A、B、C的加速度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图所示，一质量m=2kg的木箱静止在粗糙水平面上。从t=0开始，木箱受到F=10N、与水平面的夹角为θ=37°的恒定拉力，沿水平面匀加速运动。已知木箱与水平面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）画出木箱受力的示意图；
（2）求木箱的加速度a的大小；
（3）求0~2s时间内，木箱位移x的大小；
（4）木箱运动2s后撤去外力F，木箱再运动多远停下来。

如图所示，在足够高的光滑水平台面上静置一质量为m的长木板A，木板A右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量也为m的物体C连接．当C从静止开始下落距离h时，在木板A的最右端轻放一质量为4m的小铁块B（初速度为0，可视为质点），最终B恰好未从A上滑落，A、B间的动摩擦因数μ＝0.25．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．计算：

（1） C由静止下落距离h时，木板A的速度大小v_A；
（2）木板A的长度L；
（3）若当铁块B轻放在木板A最右端的同时，对B加一水平向右的恒力F＝7mg，其他条件不变，计算B滑出A时B的速度大小v_B ．

彩虹圈是相当于弹簧的塑料玩具，如图所示，一人手拿彩虹圈处于竖直状态，彩虹圈静止且质量不可忽略，当他松开手，对彩虹圈的下落过程以下说法正确的是（）

A . 彩虹圈的长度始终不变 B . 彩虹圈刚开始下落的很短时间内，其长度减小 C . 刚松开手的一瞬间，彩虹圈下端有向下的加速度 D . 刚松开手的一瞬间，彩虹圈上端的加速度为零

下列关于物理学发展史和单位制的说法正确的是（）

A . 物理学家汤姆孙经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量 B . 韦伯不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 C . kg、m、s、C都是国际单位制中的基本单位 D . 功的单位用国际单位制中基本单位可书写为kg•m²/s²

如图，倾角 $\text{[math]}$ ，足够长的粗糙斜面固定在水平面上。质量为2kg的木板B用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与物块A相连。已知木板B与斜面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ， sin37°=0.6。求：

（1）若物块A的质量为1kg，系统静止，求此时木板B所受摩擦力；
（2）当物块A质量多大时，木板B恰能沿斜面匀速下滑；
（3）若物块A的质量为4kg，求木板B的加速度大小。

2021年10月16日，载有航天员翟志刚、王亚平、叶光富的神舟十三号载人飞船顺利进入预定轨道，并完成与空间站天和核心舱的交会对接。已知地球半径为R，核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度为地球半径的 $\text{[math]}$ ，核心舱的环绕周期为T，下列说法正确的是（）

A . 核心舱的周期T可能大于24h B . 核心舱的向心加速度大小为 $\text{[math]}$ C . 神舟十三号载人飞船在上升阶段加速度大小达到3g时，处于超重状态，宇航员承受的支持力约为地球对他重力的3倍 D . 处于低轨道的神舟十三号要与处于高轨道的天和核心舱交汇对接，需要适当减速

2021年11月8日，“天问一号”环绕器成功实施近火制动，准确进入遥感使命轨道。制动前环绕器在轨道Ⅰ上运动，在P点制动后进入轨道Ⅱ运动。如图所示，环绕器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的速度大小分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ；加速度大小分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。则（）

A . $\text{[math]}$ > $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ < $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ > $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$

目前，乒乓球运动员都使用发球机来练球。现建立如下简化模型，如图所示，水平乒乓球球台离地高度H=0.75 m，总长L=3.2 m，置于居中位置的球网高h=0.15 m，发球机装在左侧球台的左边缘中点，发球过程简化为：球从C点出发后（C点与球台等高），通过半径R=0.2 m的 $\text{[math]}$ 圆弧管道，在最高点D点水平且平行于球台中轴线发出（定义该速度为发球速度），D点在球台上方且与球台左边缘的水平距离l=0.1 m。可视为质点的乒乓球质量m=0.003 kg，运动中所受空气阻力不计，与球台的碰撞视为弹性碰撞，即碰撞后速度大小不变，碰后方向与碰前方向关于竖直线对称。发球规则为：乒乓球必须在左侧球台碰撞一次（仅限一次），跨网后能与右侧球台碰撞即视为发球成功。

（1）若发球速度为v=5 m/s，求乒乓球对D点轨道压力的大小和方向；
（2）求发球机成功发球的速度范围；
（3）现定义有效回球时间：球第一次碰撞右侧球台后至再次碰撞球台的时间间隔为有效回球时间，若第一次碰撞右侧球台后不再第二次碰撞球台，球第一次碰撞右侧球台后至球运动到球台平面以下离球台竖直高度差为0.25 m前的时间间隔为有效回球时间。则以（2）问中的最小速度和最大速度发球的有效回球时间各为多少？

如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取g=10m/s² ，求

（1）物体的质量；
（2）前2s内推力F做功的平均功率。

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