4.5 牛顿运动定律的案例分析 知识点题库

如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( )

A . 质量为2m的木块受到四个力的作用 B . 当F逐渐增大到FT时,轻绳刚好被拉断 C . 当F逐渐增大到1.5FT时,轻绳还不会被拉断 D . 轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为FT
如图,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45°,bd的长度为L,匀强电场的电场强度为E,求:

  1. (1) 此液滴带何种电荷;

  2. (2) 液滴的加速度为多少;

  3. (3) b、d两点的电势差Ubd

实验小组为了探究物体在倾角不同的斜面上的运动情况,将足够长的粗糙木板的一端固定在水平地面上,使物体以大小相同的初速度v0由底端冲上斜面,每次物体在斜面上运动过程中斜面倾角θ保持不变.在倾角θ从0°逐渐增大到90°的过程中(   )

A . 物体的加速度先减小后增大 B . 物体的加速度先增大后减小 C . 物体在斜面上能达到的最大位移先增大后减小 D . 物体在斜面上能达到的最大位移先减小后增大

从t=0时刻开始,甲沿光滑水平面做直线运动,速度随时间变化如图甲;乙静止于光滑水平地面,从t=0时刻开始受到如图乙所示的水平拉力作用.则在0~4s的时间内(   )

A . 甲物体所受合力不断变化 B . 甲物体的速度不断减小 C . 2 s末乙物体改变运动方向 D . 2s末乙物体速度达到最大
如图所示一带电液滴在重力和匀强电场对它的电场力的共同作用下,在竖直平面内,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45°,下列结论正确的是(   )

A . 此液滴带正电 B . 液滴的加速度大小为 g C . 合外力对液滴做的总功为零 D . 液滴的电势能与动能之和是增加的
如图所示,一固定在水平面上、表面粗糙的斜面,其上放罝一固定挡板弹簧一端与挡板栓接,另一端自由伸长至O点,质量为m的物块从斜面上的B点释放后沿着斜面向下运动,将弹簧压缩最短至C点,关于此过程,下列说法正确的是(   )

A . 运动至O点时物块速度达到最大 B . 从B至O点过程中物块做变加速运动 C . 从O点运动至C点的过程中物块加速度先减小后增大 D . 从B点运动至C点的过程中物块速度先增大后减小再增大
如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量m=1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F.此后,物体到达C点时速度为零.每隔0.2s通过速度传感器测得物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.(取 sin37°=0.6.cos37°=0.8)试求:


t/s

0.0

0.2

0.4

2.2

2.4

v/m∙s﹣1

0.0

1.0

2.0

3.3

1.2

  1. (1) 斜面的摩擦系数μ;
  2. (2) 恒力F的大小;
  3. (3) t=1.6s时物体的瞬时速度.
如图所示,质量为 的气球 吊着-质量为 的物块 (可视为质点),共同以速度 匀速竖直上升。某时刻 间的轻质细线断裂,空气阻力不计,气球的体积不变,重力加速度为 ,求:

  1. (1) 的速度为零时, 的速度大小
  2. (2) 从细线断裂到 的速度为零的这段时间内, 上升的高度
水平传送带以v=1.5m/s速度匀速运动,传送带AB两端距离为6.75m,将物体轻放在传送带的A端,它运动到传送带另一端B所需时间为6s,求:


  1. (1) 物块和传送带间的动摩擦因数?
  2. (2) 若想使物体以最短时间到达B端,则传送带的速度大小至少调为多少?(g=10m/s2
质量为m、带电量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为B,如图所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是( )

A . 小球带正电 B . 小球在斜面上运动时做匀加速直线运动 C . 小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动 D . 则小球在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为
一粗糙圆盘绕过盘心的竖直转轴在水平面内以角速度ω匀速转动,将质量m=1kg的滑块放在盘上距轴r=0.5m处随盘转动,滑块和转轴用拉长的轻质弹性绳连接。只有当盘的角速度满足2rad/s ≤ ω ≤ 4rad/s时,滑块才能相对盘静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2 , 则:

  1. (1) 滑块与盘间的动摩擦因数μ
  2. (2) 若当滑块和盘一起匀速转动时烧断弹性绳,滑块还能相对盘保持静止,求盘的角速度ω的取值范围
滑板运动是深受青少年喜爱的运动,如图所示,某滑板运动员恰好从B点进入半径为2.0 m的1/4圆弧轨道,该圆弧轨道在C点与水平光滑轨道相接,运动员滑到C点时的速度大小为10 m/s.求他到达C点前、后瞬间的加速度(不计各种阻力).

有一质量为m=2Kg的物体静止于水平面上的D点,水平面BC与倾角为θ=37°的传送带AB平滑连接,转轮逆时针转动且传送带速度为v=1.8m/s,物体与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.6,物体与传送带间的动摩擦因数为μ2=0.8.DB距离为L1=48m,传送带AB长度为L2=5.15m.在t=0s时,将一水平向左的恒力F=20N作用在该物体上,4s后撤去该力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:

  1. (1) 拉力F作用在该物体上时,物体在水平面上运动的加速度大小?
  2. (2) 物体到达B点时的速度大小?
  3. (3) 物体从D点到A点运动的总时间为多少?
如图是中国家家户户都有的团圆桌。餐桌上放一半径为r=1.5m可绕中心轴转动的圆盘,近似认为餐桌与圆盘在同一水平面内,忽略两者之间的间隙,如图。餐桌离地高度为h=0.8m,将某小物体放置在圆盘边缘,该物体与圆盘的动摩擦因数为μ1=0.6,与餐桌的动摩擦因数为μ2=0.225,设小物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

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  1. (1) 缓慢增大圆盘的速度,物体从圆盘上甩出的速度;
  2. (2) 上一问中,为使物体不滑落到地面,餐桌半径R的最小值;
  3. (3) 假设餐桌半径 ,物体从圆桌上被甩出后,落到地面上的位置到从圆盘甩出点的水平距离为多少?
如图所示,质量相等的物体a和b,置于水平地面上,它们与地面间的动摩擦因数相等, 间接触面光滑,在水平力F作用下,一起沿水平地面匀速运动时, 间在作用力的大小 =,如果地面的动摩擦因数变小,两者一起沿水平地面做匀加速运动,则 (填“变大”“变小”或“不变”)。

如图所示,倾角为37°、长度足够长的斜面固定在水平桌面上。A、B两个小物块用轻绳相连,轻绳绕过位于斜面顶端的轻质滑轮,滑轮的摩擦都不计。物块A静止在斜面上,物块B距离地面的高度H=13m。已知物块A的质量为m=1.0kg,与斜面的动摩擦因数μ=0.5。(g=10m/s²,sin37²=0.6,cos37°=0.8)求:

  1. (1) 若物块A静止在斜面上,受到的摩擦力大小为零时,物块B的质量;
  2. (2) 若物块B的质量M=1.5kg,物块A自斜面底端由静止开始勻加速运动,求经时间t=2s时物块A速度大小;
  3. (3) 在(2)问情况中,t=2s时剪断轻绳,从此刻开始,到物块B落地瞬间,物块A所通过的位移大小。
如图所示,质量为m2的物体2放在车厢的水平底板上,用竖直细绳通过光滑定滑轮与质量为m1的物体1相连,车厢沿水平直轨道向右行驶,此时与物体1相连的细绳与竖直方向成θ角,由此可知(  )

A . 车厢的加速度大小为 B . 绳对m1的拉力大小为 C . 底板对物体m2的支持力大小为(m1-m2)g D . 底板对m2的摩擦力大小为
如图所示,一个电荷量为-Q的带电小球甲固定在粗糙绝缘水平面上O点,另一个电荷量为+q、质量为m的带电小球乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点时速度减小到最小值v,已知小球乙与水平面的动摩擦因数为μ,A、B间距离为L0 , 静电力常量为k,则下列说法中错误的是(    )


A . OB间的距离为 B . 在带电小球甲产生的电场中,B点的场强大小为 C . 小球乙在A点的电势能大于在B点的电势能 D . 在带电小球甲产生的电场中,A、B间的电势差相等
如图所示,在光滑的水平面上有一质量为m=10kg的物体。在水平推力F1=20N的作用下,从静止开始做匀加速直线运动。运动3s后推力F的大小变为F2=10N,方向不变。求:

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  1. (1) 推力F在3s内对物体所做的功;
  2. (2) 推力F在3s内对物体做功的平均功率;
  3. (3) 推力F在4s时做功的瞬时功率。
某位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图甲所示,将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘光滑重球,力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。小车向右做直线运动的过程中,电流表的示数如图乙所示,下列判断正确的是(   )

A . 小车在 时间内一定做匀速直线运动 B . 小车在 时间内做匀减速直线运动 C . 小车在 时间内做加速度减小的加速运动 D . 小车在 时间内一定做匀速直线运动
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