第三节 牛顿第二定律 知识点题库

有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。(g取10m/s2
  1. (1) 汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是多大?
  2. (2) 汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空?
如图所示,光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块A、B,质量均为m,A、B之间用轻质细绳水平连接。现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在A上,A、B一起做匀加速运动。若将质量为2m的木块C放在某一木块上面,再施加水平恒力F作用在A上,系统仍加速运动,且始终没有相对滑动。则关于两次运动下列说法正确的是(   )

A . 若C放在A上,绳上拉力不变 B . 若C放在B上,B,C间摩擦力为 C . 若C放在B上绳上拉力为 D . 若C放在A上比放在B上运动时的加速度大
有一种利用电磁分离同位素的装置,可以将某种化学元素的其它类型的同位素去除而达到浓缩该种特殊的同位素的目的,其工作原理如图所示.粒子源A产生的初速度为零、电荷量为e、质量为m的氕核和质量为2m氘核,经过电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,从偏转电场的极板左端中央沿垂直电场方向射入匀强偏转电场,偏转后通过位于下极板中心位置的小孔S离开电场,进入范围足够大、上端和左端有理想边界、磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场区域的上端以偏转电场的下极板为边界,磁场的左边界MN与偏转电场的下极板垂直,且MN与小孔S左边缘相交于M点.已知偏转极板的长度为其板间距离的2倍,整个装置处于真空中,粒子所受重力、小孔S的大小及偏转电场的边缘效应均可忽略不计.

  1. (1) 求氕核通过孔S时的速度大小及方向;
  2. (2) 若氕核、氘核进入电场强度为E的偏转电场后,沿极板方向的位移为x,垂直于极板方向的位移为y,试通过推导y随x变化的关系式说明偏转电场不能将氕核和氘核两种同位素分离(即这两种同位素在偏转电场中运动轨迹相同);
  3. (3) 在磁场边界MN上设置同位素收集装置,若氕核的收集装置位于MN上S1处,氘核的收集装置位于MN上S2处.求S1和S2之间的距离.
将质量m=2kg的小物块从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑出,斜面上的速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图所示,求:

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  1. (1) 物块上滑和下滑的加速度a1、a2
  2. (2) 斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ;
  3. (3) 物块从开始到再次回到斜面底端时,克服摩擦所产生的热能Q。
如图为一赛车过弯的照片,赛车速度方向垂直纸面向里,弯道外高内低,弯道平面与水平面的夹角为 ,两轮所受地面的支持力分别为N1和N2 , 此时刻圆弧的圆心在距车水平向右的r的位置(r>>L,L为车长)。若不需要地面给轮胎任何图中沿斜面向下或向上摩擦力作用的情况下,赛车的速度应为(   )

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A . B . C . D .
如图所示,长为l=1m的绳子下端连着质量为m=1kg的小球,上端悬于天花板上,把绳子拉直,绳子与竖直线夹角为60°,此时小球静止于光滑的水平桌面上.问:(g取10 m/s2

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  1. (1) 当球以ω1=4rad/s作圆锥摆运动时,绳子张力T1为多大? 桌面受到压力 为多大?
  2. (2) 当球以ω2=6rad/s作圆锥摆运动时,绳子张力T2及桌面受到压力 各为多大?
如图所示,在某一真空中,只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,恰能沿图示虚线由A向B做直线运动.那么(   )

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A . 微粒带负电 B . 微粒做匀减速直线运动 C . 微粒做匀速直线运动 D . 微粒做匀加速直线运动
为了体验超重与失重,一学生将台秤放在电梯的水平底板上,然后自己站在台秤上。当电梯处于静止状态时,台秤读数为50kg。在电梯运行后的某个瞬间,该学生发现台秤的读数变为40kg,则有关此时电梯运动的说法正确的是( )(   )
A . 加速度大小为 B . 加速度大小为 C . 减速上升 D . 减速下降
质量m=3kg的物体先在光滑水平面上以大小v0=2m/s做匀速直线运动,后突然进一粗糙水平面,与此同时,某同学用与初速度方向相同的恒定外力推物体,经过时间t=3s物体的速度大小变为v=8m/s。取重力加速度大小g=10m/s2 , 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5。求:
  1. (1) 物体受到的滑动摩擦力大小Ff
  2. (2) 物体在时间t内的位移大小x;
  3. (3) 该恒定外力的大小F。
如图所示,质量m=2kg的物体静止在光滑的水平面上,在水平拉力F=8N的作用下开始运动。求:

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  1. (1) 力F在2s内对物体做功的平均功率;
  2. (2) 在2s末,力F对物体做功的瞬时功率。
如图为房屋室外施工所用的吊运机,某次吊运机将质量m=100kg的重物由静止开始竖直向上匀加速吊起,加速度a=2.5m/s2 , 当吊运机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=5m/s的匀速直线运动,已知重物从开始吊起到最终匀速上升的高度为5m,取g=10m/s2 , 不计空气阻力,求:

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  1. (1) 吊运机允许输出的最大功率;
  2. (2) 吊运机在第1秒末的输出功率;
  3. (3) 重物从开始运动到达到匀速的过程中,吊运机输出的功。
如图所示,一质量m1=2kg的足够长平板小车静置在光滑水平地面上,质量m2=1kg的小物块(可视为质点)置于小车上A点,其与小车间的动摩擦因数μ=0.40,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给小物块一个方向水平向右、大小为v0=6m/s的初速度,同时对小物块施加一个方向水平向左、大小为F=6N的恒力。取g=10m/s2.求:

  1. (1) 初始时刻,小车和小物块的加速度大小;
  2. (2) 经过多长时间小物块与小车速度相同?此时速度为多大?
  3. (3) 小物块向右运动的最大位移。
“安全带,生命带,前排后排都要系”。汽车上的安全带和安全气囊,在车祸时能保护驾驶员和乘客,已成为标配。车祸发生时,安全带能把人向后拉住,安全气囊能在人与前挡风玻璃碰撞前,迅速形成一个气垫,从而减轻对人的伤害。一辆小汽车正以 的速度行驶,(由于司机走神)迎面撞上了高架桥的桥墩,在匀减速过程中小轿车头部缩短了

  1. (1) 求小轿车匀减速过程中的加速度大小;
  2. (2) 后排一位质量为60 kg的乘客,车祸时安全带对他的水平拉力为900 N,求安全带作用0.8s时乘客的速度大小(忽略座椅对人的摩擦力);
  3. (3) 若头部以第(2)小题的末速度撞击前挡风玻璃,仍会受到伤害,因此需要安全气囊进行缓冲。设驾驶员的头部质量为3 kg,要使头部受到的冲击力不超过60 N,头部与气囊的作用时间至少多长?
如图所示,AB为半径 的竖直光滑 圆弧轨道,与最低点B平滑连接的水平轨道由BC、CD两部分组成。BC部分粗糙,长度 。CD部分光滑,长度 。D点有固定的竖直挡板,质量 的滑块a从圆弧最高点A由静止滑下,与静止在C点的质量 的滑块b发生正碰。滑块均可视为质点,与BC段间的动摩擦因数 ,所有的碰撞中均没有机械能损失, 。求:

  1. (1) 滑块a对轨道最大压力的大小;
  2. (2) 滑块a、b第二次碰撞的位置与D点的距离。
如图所示,互不黏合的A、B两物体紧贴放在水平地面上,t=0时,水平作用力F1、F2分别作用于A、B上,其中 。已知A、B与地面间的动摩擦因数分别为0.4、0.1,A、B两物体质量分别为4kg、6kg。则下列说法错误的是(   )

A . A物体先向右运动,再反向向左运动 B . 当两物体速度达到24m/s,A,B将分离 C . t=2s时,A物体的加速度大小为11m/s2 D . t=5s时,A物体的加速度大小为2m/s2
如图所示,在光滑水平面上固定一由 圆弧AB和 圆弧BC组成的光滑轨道,两者在点B处平滑连接.AB弧的半径为R,BC弧的半径为 .一质量为m的小球以大小为v0的速度从A点沿该点的切线方向进入圆弧轨道.求:

  1. (1) 小球从A点运动到B点的时间;
  2. (2) 小球在A、C两点所受轨道的弹力大小之比.
某型号火箭的质量为 , 已知火箭发动机点火后竖直向下喷出高温高压气体,气体对火箭产生的初始推力为 , 则火箭起飞时的加速度为。假设火箭在竖直向上飞行阶段,气体对火箭产生的推力恒定,那么,火箭飞行的加速度将(填写“变小”、“不变”或“变大”)。
中国火星探测器于2021年4月23日登陆火星,放射性材料PuO2用作火星探测车的燃料。PuO2中的Pu元素是发生α衰变的核反应方程为。一个静止的在匀强磁场中发生α衰变,产生的原子核X和α粒子均在磁场中做匀速圆周运动,则(    )
A . X核的中子数为92 B . X核的中子数为234 C . X核做圆周运动的半径比α粒子的小 D . X核做圆周运动的半径比α粒子的大
国家快递大数据平台实时监测数据显示,截至2021年12月8日9时03分,我国快递年业务量首次突破千亿级别,已连续8年稳居世界第一。如图甲所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图,可视为质点的质量m=1kg某快递从倾角为θ=53°的斜面顶端A点静止释放,沿斜面AB下滑,进入水平传送带BC传送,最后能从末端C点水平抛出,落到水平地面后静止,斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面AB长L1=2m,水平传送带BC长L2=1m,传送带上表面距水平地面h=0.6m,该快递与斜面间动摩擦因数 , 与传动带间动摩擦因数 , 传送带以大小为v1=2m/s的速度顺时针转动,不考虑传送带滑轮大小,g取10m/s2。求:

  1. (1) 快递刚滑上传送带时速度的大小;
  2. (2) 快递与地面碰撞过程中受到地面对它的平均作用力大小F。(已知快递与地面的作用时间为 , 且碰撞过程不计快递重力)
2022年的北京冬奥会上,谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台的比赛中凭借第三跳空中转体的超高难度动作成功逆转夺冠,给观众留下了深刻的印象。如图所示,为滑雪大跳台运动过程的示意图,质量为的运动员由点静止出发,经过长为的直道助滑区 , 接着通过半径为的圆弧形起跳台 , 然后从点飞出,在空中完成展示动作后,落在斜坡上。为圆弧的圆心,图中和圆弧相切于点,且与水平方向成角,与水平方向成角, , 若不计空气阻力和摩擦力,运动员可视为质点(不考虑其转动动能),。求:

  1. (1) 运动员到达段最低点时对跳台的压力大小
  2. (2) 运动员从点飞出后的最高位置与点的高度差
  3. (3) 运动员从点飞出后经过多少时间离斜坡最远?
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