第三节 牛顿第二定律 知识点题库

科研人员乘热气球进行科学考察,气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为M=200kg。气球在空中以v0=0.1m/s的速度匀速下降,距离水平地面高度h=186m时科研人员将质量m=20kg的压舱物竖直向下抛出,抛出后6s压舱物落地。不计空气阻力,热气球所受浮力不变,重力加速度取g=10m/s2 , 求:
  1. (1) 压舱物刚被抛出时的速度大小
  2. (2) 压舱物落地时热气球距离水平地面的高度
如图所示,在直角坐标系xOy平面内有两个同心圆,圆心在坐标原点O,小圆内部(I区)和两圆之间的环形区域(Ⅱ区)存在方向均垂直xOy平面向里的匀强磁场(图中未画出),I、Ⅱ区域磁场磁感应强度大小分别为B、2B。a、b两带正电粒子从O点同时分别沿y轴正向、负向运动,已知粒子a质量为m、电量为q、速度大小为v,粒子b质量为2m、电量为2q、速度大小为v/2,粒子b恰好不穿出1区域,粒子a不穿出大圆区域,不计粒子重力,不计粒子间相互作用力。求:

  1. (1) 小圆半径R1
  2. (2) 大圆半径最小值
  3. (3) a、b两粒子从O点出发到在x轴相遇所经过的最短时间t(不考虑a、b在其它位置相遇)。
如图所示,一个质量m=2kg的物体静止在光滑水平地面上,在水平恒力F=4N作用下开始运动,求:

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  1. (1) 3s末物体速度v的大小;
  2. (2) 3s内物体位移x的大小;
  3. (3) 3s内水平恒力F做的功。
在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体,当它所受的合力逐渐减小而方向不变时,物体的(   )
A . 加速度越来越大,速度越来越大 B . 加速度越来越小,速度越来越小 C . 加速度越来越小,速度越来越大 D . 加速度越来越大,速度越来越小
如图所示,物体A和B的质量均为m,且分别与跨过定滑轮的轻绳连接(不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦),在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中(   )

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A . 物体A也做匀速直线运动 B . 绳子拉力始终大于物体A所受重力 C . 绳子对A物体的拉力逐渐增大 D . 绳子对A物体的拉力逐渐减小
质量为M的人站在地面上,用绳通过定滑轮将质量为m的重物从地面向上拉动,如图所示,若重物以加速度a上升,则人对地面的压力为(   )

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A . B . C . D .
如图所示,绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E,在与环心等高处放有一质量为m,电荷量为+q的小球,由静止开始沿轨道运动,下列说法错误的是(   )

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A . 小球在运动过程中机械能不守恒 B . 小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg+qE) C . 小球经过最低点时速度最大 D . 小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg-qE)
如图所示,将质量为10kg的小球用轻绳挂在倾角α= 的光滑斜面上,斜面向右加速运动,小球相对斜面静止,g=10m/s2 , 当加速度a= 时,绳对小球的拉力大小为(   )

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A . N B . N C . N D . 200N
如图,在倾角为 的光滑斜面上,有两个物块P和Q,质量分别为 ,用与斜面平行的轻质弹簧相连接,在沿斜面向上的恒力F作用下,两物块一起向上做匀加速直线运动,则(    )

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A . 两物块一起运动的加速度大小为 B . 弹簧的弹力大小为 C . 若只增大 ,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大 D . 若只增大 ,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平面上,一物块自弹簧正上方自由下落,当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短(在弹性限度内)的过程中,下列说法正确的是(   )

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A . 物块接触弹簧后即做减速运动 B . 物块接触弹簧后先加速后减速 C . 当物块的速度最大时,它所受的合力不为零 D . 当弹簧被压缩至最短时,物块的加速度等于零
如图所示,质量为40 kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200 N的拉力F作用下,沿水平面由静止开始运动,经过2 s撤去拉力F,雪橇与地面间动摩擦因数为0.20.取g=10 m/s2 , cos 37°=0.8,sin 37°=0.6.求:

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  1. (1) 刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小;
  2. (2) 撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离s.
石拱桥是中国传统的桥梁四大基本形式之一、假设某拱形桥为圆的一部分,半径为R。一辆质量为m的汽车以速度v匀速通过该桥,图中Q为拱形桥的最高点,圆弧PQS所对的圆心角为90°,P、S关于QO对称,重力加速度为g。下列说法正确的是(   )

A . 汽车所受合力始终为0 B . 汽车运动到Q点时牵引力等于阻力 C . 汽车运动到Q点时,桥面对汽车的支持力小于汽车重力,汽车处于失重状态 D . 汽车从P点运动到S点所用的时间为
如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则(   )

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A . 球B的角速度一定大于球A的角速度 B . 球B对筒壁的压力一定大于球A对筒壁的压力 C . 球B运动的周期一定小于球A运动的周期 D . 球B的线速度一定大于球A的线速度
巴中恩阳机场位于四川省巴中市恩阳区,恩阳机场为新建机场,占地约200公顷,机场距巴中市区直线距离13公里、公路里程31公里,2018年底完工,这是巴中市第一座机场,大大方便了人们的出行。在某次起飞中,飞机由静止开始加速,当加速度a不断减小至零时,飞机刚好起飞,下列描述正确的是(   )
A . 机场距巴中市区公路里程31公里是指位移 B . 起飞过程中飞机速度不断增大,牵引力也不断增大 C . 起飞过程中飞机速度增加越来越慢 D . 起飞过程中飞机速度增加越来越快
质量为80kg的爸爸和质量为50kg的儿子在冰面上用一根轻绳做拔河游戏如图所示,假设儿子朝爸爸方向运动的加速度大小是2.4m/s2 , 若忽略冰面的阻力则(  )

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A . 爸爸的加速度大小为1.5 m/s2 B . 绳子对儿子的拉力大小为120N C . 绳子对儿子的拉力大于对爸爸的拉力 D . 儿子滑动的距离小于爸爸滑动的距离
如图所示,长为L的轻杆一端固定有质量为m的小球,另一端固定在水平转轴O上。在转轴的带动下,轻杆绕转轴O在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知小球运动到最高点C时,轻杆对小球恰好没有作用力,则(   )

A . 轻杆转动的角速度为 B . 从A到C,轻杆先对小球做正功后做负功 C . 到达A点时,轻杆对小球的作用力大小等于2mg D . 到达B点时,轻杆对小球的作用力指向圆心
如图所示,用绝缘轻丝线吊一质量为0.1kg的带电塑料小球在竖直平面内摆动,水平磁场垂直于小球摆动的平面,当小球自图示位置摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,若不计空气阻力,重力加速度大小g取 , 则小球自右侧相同摆角处摆到最低点时悬线上的张力大小为(   )

A . 1N B . 2N C . 4N D . 6N
2021年5月22日,我国首次火星探测器“天问一号”成功着陆火星。在着陆的最后阶段,探测器到达距火星表面100米的时候,进入悬停阶段,这个时候可能会进行一些平移,选择安全的着陆区进行着陆。图示为探测器在火星表面最后100米着陆的模拟示意图。某时刻从悬停开始关闭探测器发动机,探测器开始作竖直匀加速下落,后开启发动机,探测器开始作竖直匀减速下落,到达火星表面时,探测器速度恰好为零,假设探测器下落过程中受到火星大气的阻力恒为探测器在火星表面重力的0.2倍,火星表面的重力加速度取 , 探测器总质量为5吨(不计燃料燃烧引起的质量变化)。求
  1. (1) 全程的平均速度大小;
  2. (2) 减速下落过程中的加速度大小;
  3. (3) 减速下落过程中发动机产生的推力大小。
如图所示一半径为R=0.5m的四分之一光滑圆弧轨道AB竖直固定放置,在其右侧有一逆时针方向转动的传送带DCE,水平部分DC与圆弧轨道AB相切于B点(B点与C点无缝连接),DC长L=6m;传送带速度大小恒为v0=1m/s.将一质量为m=1kg的小碳块从A点正上方h处由静止释放,恰好从A点无碰撞进入圆弧轨道,通过B点后立即撤去圆弧轨道。已知小碳块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,且小碳块相对传送带滑动时能在传送带上留下清晰划痕,传送带CE段、ED段均足够长,小碳块可视为质点,不计空气阻力,g取10m/s2

  1. (1) 若h=0.3m,求小碳块滑到B点前瞬时对轨道的压力大小;
  2. (2) 若h=0.3m,求传送带对小碳块的冲量大小;
  3. (3) 改变h的值,设小碳块从传送带上滑离后在传送带上留下的划痕长度为x,试通过计算讨论x与h的关系。
如图所示,两个质量相等、可视为质点的木块A和B放在转盘上,用长为L的细绳连接,最大静摩擦力均为各自重力的K倍,A与转轴的距离为L,整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,重力加速度为g,下列正确的是(   )

A . 时,绳子一定无弹力 B . 时,A,B相对于转盘会滑动 C . 范围内增大时,A所受摩擦力大小一直变大 D . 范围内增大时,B所受摩擦力大小变大
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