牛顿第二定律及应用 知识点题库

将质量均为M=1kg的编号依次为1,2,…6的梯形劈块靠在一起构成倾角α=37°的三角形劈面,每个梯形劈块上斜面长度均为L=0.2m,如图所示,质量m=1kg的小物块A与斜面间的动摩擦因数μ1=0.5,斜面与地面的动摩擦因数均为μ2=0.3,假定最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.现使A从斜面底端以平行于斜面的初速度v0=4.5m/s冲上斜面,下列说法正确的是(   )

A . 若所有劈均固定在水平面上,物块最终从6号劈上冲出 B . 若所有劈均固定在水平面上,物块最终能冲到6号劈上 C . 若所有劈均不固定在水平面上,物块上滑到5号劈时,劈开始相对水平面滑动 D . 若所有劈均不固定在水平面上,物块上滑到4号劈时,劈开始相对水平面滑动
如图所示,质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧,放在光滑的水平面上,A球紧靠竖直墙壁,今用水平力F将B球向左推压弹簧,静止平衡后,突然将F撤去.则(   )

A . 力F撤去的瞬间,B球的速度为零,加速度不为零 B . 力F撤去的瞬间,A球的速度为零,加速度不为零 C . A离开墙壁后,A、B两球加速度始终大小相等 D . A刚离开墙壁的瞬间,B的加速度方向向右
如图所示,倾角为θ的足够长的粗糙斜面固定在水平地面上,质量为M的木块上固定一轻直角支架,在支架末端用轻绳悬挂一质量为m的小球.由静止释放木块,木块沿斜面下滑,稳定后轻绳与竖直方向夹角为a,则木块与斜面间的动摩擦因数为(  )

A . μ=tanθ B . μ=tanα C . μ=tan(θ﹣α) D . μ=tan(θ+α)

如图,质量m=2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.05,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为 ,g=10m/s2 . 根据以上条件求:

  1. (1) t=10s时刻物体的位置坐标;

  2. (2) t=10s时刻物体的速度的大小方向;

  3. (3) t=10s时刻水平外力的大小(结果可以用根号表达).

如下面左图所示,升降机在电动机的拉力作用下,从静止开始沿竖直方向向上运动,升降机先做匀加速运动,5s末到达额定功率,之后保持额定功率运动。其运动情况如 图象如下面右图所示,已知电动机的牵引力的额定功率为36kW,重力加速度g取 ,求:

图片_x0020_1222234392

  1. (1) 升降机的总质量大小;
  2. (2) 升降机在0~7s内上升的高度。
如图甲所示,足够长的木板C通过某一装置锁定在地面上,物块A、B静止在木板C上,物块A、B间距离为1.1m。开始时物块A以速度v0=6m/s向右运动,物块A在与B碰撞前一段时间内的运动图像如图乙所示。已知物块A、B可视为质点,质量分别为mA=1kg、mB=4kg,A、B与木板间的动摩擦因数相同,木板C的质量mC=1kg,C与地面间的动摩擦因数为 。A与B弹性碰撞过程时间极短、可忽略摩擦力的影响,A、B碰撞瞬间木板C解除锁定。重力加速度取10m/s2。求:

  1. (1) 物块与木板间的动摩擦因数;
  2. (2) 碰撞后瞬间物块A的速度;
  3. (3) 最后停止时物块A、B间的距离(结果保留两位小数)。
如图物块的质量m = 5kg ,最初静止,接触面粗糙,θ = 37º。求:下列两种情境下物块的加速度大小。(sin37º = 0.6,cos37º = 0.8,g = 10 m/s2

图片_x0020_100018

  1. (1) 地面与物块的动摩擦因数μ = 0.2,物块在F = 50N的恒力作用下向右做加速运动。

    图片_x0020_100017

  2. (2) 斜面与物块的动摩擦因数μ = 0.8,物块在F = 80N的恒力作用下沿斜面向上做加速运动。
大喇叭滑梯是游客非常喜爱的大型水上游乐设施。如图所示,一次最多可坐四人的浮圈从高为 的平台由静止开始沿滑梯滑行,到达底部时水平冲入半径为 、开口向上的碗状盆体中,做半径逐渐减小的圆周运动。重力加速度为 ,下列说法正确的是(   )

A . 人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于超重状态 B . 人和浮圈刚进入盆体时的速度大小为 C . 人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力指向其运动轨迹的内侧 D . 人和浮圈进入盆体后,所受支持力与重力的合力大于所需的向心力
如图所示,打开水龙头,流出涓涓细流。将乒乓球靠近竖直的水流时,水流会被吸引,顺着乒乓球表面流动。这个现象称为康达效应(Coanda Effect)。某次实验,水流从 点开始顺着乒乓球表面流动,并在乒乓球的最低点 与之分离,最后落在水平地面上的 点(未画出)。已知水流出水龙头的初速度为 点到 点的水平射程为 点距地面的高度为 ,乒乓球的半径为 为乒乓球的球心, 与竖直方向的夹角 ,不计一切阻力,若水与球接触瞬间速率不变,重力加速度为

  1. (1) 若质量为 的水受到乒乓球的“吸附力”为 ,求 的最大值;
  2. (2) 求水龙头下端到 的高度差
将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个箱子中,上顶板和下底板装有压力传感器.当箱子随电梯以a=4.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的传感器显示的压力为4.0 N,下底板的传感器显示的压力为10.0 N.取g=10 m/s2 , 若下底板示数不变,上顶板示数是下底板示数的一半,求电梯的加速度并说明电梯的运动情况。

图片_x0020_100023

如图,光滑水平面上静置一长度l=2m,质量M=4kg的长木板A,A的最前端放一小物块B(可视为质点),质量m=1kg,A与B间动摩擦因数μ=0.2。现对木板A施加一水平向右的拉力F,取g=10m/s2。(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)则:

图片_x0020_1414804667

  1. (1) 为保证A、B一起加速运动而不发生相对滑动,求拉力的最大值Fm
  2. (2) 若拉力F=5N,求A对B的静摩擦力f的大小和方向;
  3. (3) 若拉力F=14N,从开始运动到物块离开长木板所用的时间。
如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量为m=2kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36N,运动过程中所受空气阻力大小恒定,无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞,在t=5s时离地面的高度为h=75m(g取10m/s2)。

图片_x0020_100024

  1. (1) 求运动过程中所受空气阻力大小;
  2. (2) 假设由于动力系统故障,悬停在离地面高度H=100m的无人机突然失去升力而坠落,在遥控设备的干预下,动力系统重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地,求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间。
如图所示为“过山车”模型。其中ab段位倾斜平直轨道,cdc '段位环形轨道,c和c'为最低点、d为最高点,半径为R,bc段位水平轨道与倾斜轨道、环形轨道平滑连接。无限长的水平轨道c'e与环形轨道相切于c'点。刚性小球A从倾斜轨道离水平面高度H处静止释放,与另一静置于水平轨道上的刚性小球B发生弹性正碰。已知B球质量是A球的4倍,整个装置处于竖直平面内,忽略一切摩擦阻力。(重力加速度为g)

图片_x0020_857758937

  1. (1) 要使A球能够沿着轨道运动与B球碰撞,对释放点高度有何要求?
  2. (2) 要使两球在轨道上至少发生两次碰撞,对释放点高度H有何要求?
如图所示,两同学到游乐场乘坐“旋转秋千”,他们分别坐在用相同长度的轻质缆绳悬挂的座椅中,两同学(含座椅)质量不同。不计空气阻力,当水平圆盘带着两人达到匀速转动时,下列说法正确的是(   )

图片_x0020_100010

A . 两同学运动的周期相同 B . 质量大的同学运动的半径小 C . 两同学运动的线速度大小相等 D . 两同学运动的加速度大小相等
如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨M、N的间距L=0.2m,电阻不计,在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端,且始终与导轨接触良好,导体棒ab(含弹体)的质量m=0.2kg,在导轨M、N间部分的电阻R=0.8Ω,可控电源的内阻r=0.2Ω。在某次模拟发射时,可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I=4A,不计空气阻力,导体棒ab由静止加速到v=4m/s后发射弹体。求:

图片_x0020_1618140594

  1. (1) 导体棒ab所受安培力大小;
  2. (2) 光滑水平导轨最小长度;
  3. (3) 该过程系统产生的焦耳热。
如图所示,在粗糙的水平路而上,一小车以v0=6m/s的速度向右匀速行驶,与此同时,在小车后方相距s0=40m处有一物体在水平向右的推力F=20N作用下,从静止开始做匀加速直线运动,当物体运动了x1=6m时撤去外力,已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.1,物体的质量m=5kg,重力加速度g=10m/s2 , 求:

图片_x0020_100018

  1. (1) 推力F作用下,物体运动的加速度a1大小;
  2. (2) 物体刚停止运动时与小车间的距离d。
质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点,如图所示,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l。当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(   )

A . a绳的张力可能为零 B . a绳的张力随角速度的增大而增大 C . 当角速度ω> ,b绳将出现弹力 D . 若b绳突然被剪断,则a绳的弹力一定发生变化
运动员把冰壶沿水平冰面推出,让冰壶在冰面上自由滑行,在不与其他冰壶碰撞的情况下,最终停在远处的某个位置。按比赛规则,投掷冰壶运动员的队友,可用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面,减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。空气阻力不计,g取

  1. (1) 运动员以 的速度投掷冰壶,若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02,冰壶能在冰面上滑行多远;
  2. (2) 若运动员仍以 的速度将冰壶投出,其队友在冰壶自由滑行 后开始在其滑行前方摩擦冰面,冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%,求冰壶多滑行的距离及全程的平均速度大小。
如图所示,三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置,分别处在真空、匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上,三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动,P、M、N分别为轨道的最低点,如图所示,则下列有关判断正确的是(   )

A . 小球第一次到达轨道最低点的速度关系vp=vMN B . 小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系FP=FM>FN C . 小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系tP=tMN D . 三个小球到达轨道右端的高度都不相同,但都能回到原来的出发点位置
如图甲所示,竖直向下的匀强磁场存在于底面半径为R的圆柱形空间内,O和是圆柱形空间上下两个圆面的圆心,其后侧与O等高处有一个长度为R的水平线状粒子发射源 , 图乙是俯视图,P为的中点,连线与垂直。线状粒子源能沿平行方向发射某种质量均为m、电荷量均为q的带电粒子束,带电粒子的速度大小均为。在圆柱形空间右侧距离处竖直放置一个足够大的矩形荧光屏,荧光屏的边与线状粒子源垂直,且处在同一高度。过O作边的垂线,交点恰好为的中点。荧光屏的左侧存在竖直向下的匀强电场,整个电场局限在离荧光屏距离为R的范围内,电场强度大小E。已知从P点射出的粒子经圆形磁场偏转后从F点(圆柱形空间与电场边界相切处)射入电场,不计粒子重力和粒子间的相互作用。

  1. (1) 判断带电粒子的电性并求出磁感应强度B的大小;
  2. (2) 求从P点射出的带电粒子在荧光屏上落点的位置距边的距离;
  3. (3) 以边的中点为坐标原点,沿边向里为x轴,垂直边向下为y轴建立坐标系,求从线状粒子源中射出的所有粒子在荧光屏上落点位置满足的方程。
最近更新