牛顿第二定律综合(学生版)
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牛顿运动定律综合训练题题型一:力、加速度、速度的关系1. 放在光滑水平面上的物体,在水平方向的两个平衡力作用处于静止状态,若其中一个力逐渐减小到零后,又逐渐恢复到原值,则该物体的( )A. 速度先增大后减小,直到某个定值B. 速度一直增大,直到某个定值C. 加速度先增大,后减小到零 D. 加速度一直增大到某个定值2. 如图所示,自由下落的小球,从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中,小球的速度及所受的合外力的变化情况是( ) A. 合力变小,速度变小 B. 合力变小,速度变大C. 合力先变小后变大,速度先变大后变小D. 合力先变大后变小,速度先变小后变大3.如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的D 点,自由伸长到B 点。
今用一小物体m 把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是( )A .物体从A 到B 速度越来越大,从B 到C 速度越来越小B .物体从A 到B 速度越来越小,从B 到C 加速度不变C .物体从A 到B 先加速后减速,从B 到C 一直减速运动D .物体在B 点受合外力为零4.如图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧被压缩到最短的过程中,即弹簧上端位置A O B ,且弹簧被压缩到O 位置时小球所受弹力等于重力,则小球速度最大时弹簧上端位于( )A .A 位置B .B 位置C .O 位置D .OB 之间某一位置题型二:牛顿运动定律分析瞬时加速度问题1.A 、B 两小球的质量分别为m 和2m ,用轻质弹簧相连,并用细绳悬挂起来,如图 (a )所示。
(1)在用火将细线烧断的瞬间,A 、B 球的加速度各多大?方向如何?(2)若A 、B 球用细线相连,按图 (b )所示方法,用轻质弹簧把A 、B球悬挂起来,在用火烧断连接两球的细线瞬间,A 、B 球的瞬时加速度各多大?方向如何?2.上题中连接小球的都是细绳,两次烧断细绳情况又如何3.图6-25所示,A 、B 、C 三个木块质量之比为3∶2∶5,在A 、B 之间有一弹簧,然后叠放在地面上,当突然向左或向右抽出木块C 时,(设C 与B 之间无摩擦)木块A 和B 的加速度分别是()A.g,2.5g;B.g,1.5g;C.0,2.5g;D.0,1.5g;4.如图所示,质量为m的球被弹簧Ⅰ和刚性绳Ⅱ连接,Ⅰ与竖直方向夹角θ,Ⅱ恰处于水平。
牛顿第二定律的综合应用1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计计算题动力学两类基本问题2022年浙江卷选择题连接体问题2024年全国甲卷计算题传送带模型2024年湖北卷选择题、计算题板块模型2024年高考新课标卷、辽宁卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高考对动力学两类基本问题、连接体问题、传送带和板块模型考查的非常频繁,有基础性的选题也有难度稍大的计算题。
【备考策略】1.利用牛顿第二定律处理动力学两类基本问题。
2.利用牛顿第二定律通过整体法和隔离法处理连接体问题。
3.利用牛顿第二定律处理传送带问题。
4.利用牛顿第二定律处理板块模型。
【命题预测】重点关注牛顿第二定律在两类基本问题、连接体、传送带和板块模型中的应用。
一、动力学两类基本问题1.已知物体的受力情况求运动情况;2.已知物体的运动情况求受力情况。
二、连接体问题多个相互关联的物体由细绳、细杆或弹簧等连接或叠放在一起,构成的系统称为连接体。
(1)弹簧连接体:在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
(2)物物叠放连接体:相对静止时有相同的加速度,相对运动时根据受力特点结合运动情景分析。
(3)轻绳(杆)连接体:轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等,轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度。
三、传送带模型1.模型特点传送带问题的实质是相对运动问题,这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向。
2.解题关键(1)理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决传送带问题的关键。
(2)传送带问题还常常涉及临界问题,即物体与传送带达到相同速度,这时会出现摩擦力改变的临界状态,对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口。
四、板块模型1.模型特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。
2.位移关系:如图所示,滑块由木板一端运动到另一端的过程中,滑块和木板同向运动时,位移之差Δx=x1 -x2=L(板长);滑块和木板反向运动时,位移之和Δx=x2+x1=L。
牛顿第二定律综合专题1. 光滑斜面上,放有质量为M的木板,木板上表面粗糙,为使木板能在斜面上静止不动,今有一质量为m的猫在上面奔跑,求猫的运动方向和加速度大小。
2. 在倾斜角α=30°的光滑斜面上,通过定滑轮连接着质量mA=mB=1kg的两个物体,开始使用手拖住A,其离地高h=5m,B位于斜面底端撤去手后,求(1)A即将着地时A的动能(2)物体B离低端的最远距离(斜面足够长)3. 质量为一千克的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的摩擦因素为0.1,在木板左端放置一块质量为一千克,大小不算的铁块,铁块与动摩擦因素为0.4,取g等于10。
求,当木板长为1m,在铁块上加一个水平向右的恒力8N,多少时间铁块运动到木板右端?4. 如图所示。
已知斜面倾角30°,物体A质量mA=0.4㎏,物体B质量mB=0.7㎏,H=0.5m。
B从静止开始和A一起运动,B落地时速度为ν=2m/s。
若g取10m/s²,绳的质量及绳的摩擦不计,求:【1】:物体与斜面间的动摩擦因素【2】:物体沿足够长的斜面滑动的最大距离5. 一个质量为0.1kg的小球,用细线吊在倾角为37度的斜面顶端。
系统静止是绳子与斜面平行,不计一切摩擦,系统向有加速运动,当其加速度分别为5米每平方秒,10米每平方秒,24米每平方秒时,绳子受到的拉力分别为多少?6. 质量为m初速度为10m/s的木块沿倾角为37°的斜面从低端上滑,摩擦因素为0.5求经过多长时间到达距底端3.2m处7. 设从高空落下的石块受到的空气阻力与它的速度大小成正比,即f=kv,当下落的速度变为10m/s时,其加速度大小为6m/s2,当它接近地面时,已做匀速运动,则石块做匀速运动时的速度是多大?8. 质量为M的无题沿半径为R的圆形轨道滑下,当物体通过最低点B时速度为V,已知物体与轨道间的动摩擦因数为μ求物体滑到B点时受到的摩擦力是多少。
9. m=2kg的静止在水平面上,现用F=5.0N的水平拉力作用在物体上 t=4.0s内产生x=4.0m的位移问:物体与水平面间地动摩擦因数为多少要是物体产生20.0m的位移,则这个水平拉力最少作用多长时间10. 在平直的公路上,汽车由静止出发匀加速行驶,通过距离S后,关闭油门,继续滑行2S距离后停下,加速运动时牵引力为F,则运动受到的平均阻力大小是()11. 水平传送带长度20米,以2米每秒的速度作匀速运动。
牛顿第二定律的应用综合复习1、物体运动的加速度同作用在物体上的力成_____,同物体的质量成_____.而方向和作用力的方向_____,这就是牛顿第二定律.其公式为____。
2、加速度和力之间的对应关系:(1)力是物体产生__________的原因,而不是产生运动的原因.因此,力与速度的大小、方向____关,但可以改变速度的大小、方向.(2)加速度和力之间是________对应关系.物体受到力的作用,就会产生_______,力增大,_________同时增大;力减小,_________随之减小;力停止作用,_________立刻消失.(3)加速度的方向和产生这个加速度的力的方向总是________的,而运动方向不一定与外力方向一致.3、根据牛顿第二定律规定了力的单位是牛顿,1N=____________;物理含义是_____________________________4、在“研究力、质量和加速度三者之间的关系”的实验中,可以在物体质量一定的情况下,探究物体的加速度与_________的关系;再在物体受力一定的情况下,探究物体的加速度跟________的关系.最后通过逻辑推理得出加速度与力、质量三者之间的关系,这种物理学常用的探究方法叫___________。
5.甲、乙两物体受相同的外力作用分别产生0.3m/s2和1.2m/s2的加速度,则甲、乙两物体的质量之比为m甲:m乙=_____________ .【4:1】6.质量为m的物体受恒力F作用由静止开始运动,在t秒内的位移为s,则质量为2m的物体受恒力3F作用,在2t秒内的位移为____________。
【6s】7.质量为m的物体A叠放在物体B上,物体B放在水平面上.当B受到水平向右的作用力时,A、B保持相对静止一起以加速度a 向右做匀加速直线运动,则A受到的合外力的大小是_________,方向__________。
【ma,右】8.物体A受到F1的作用,产生的加速度为a1,物体B受到F2的作用,产生的加速度为a2,如果把A、B两物体拴在一起,受到大小为(F1+F2)的作用力,则产生的加速度为______ 【12122112()a a F Fa F a F++】9.关于惯性的下列叙述中错误的是( B )(A)物体的惯性越大,它的运动状态越难改变;(B)物体的运动速度越大,它的惯性越大;(C)物体的质量越大,它的惯性越大;(D)物体在静止时和运动时都具有惯性.10.下列关于牛顿第二定律的说法中,错误的是 ( AC ). A .根据F=ma 知,物体所受的外力与加速度成正比; B .根据F a m=知,物体的加速度与质量成反比;C .根据F m a=知,物体的质量与外力成正比;D .根据F a m=知,加速度与合外力成正比,与质量成反比。
专题强化四牛顿第二定律的综合应用【素养目标】 1.知道连接体的类型以及运动特点,会用整体法、隔离法解决连接体问题.2.理解几种常见的临界极值条件.3.会用极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题.4.会用数形结合法解决动力学图像问题.题型一动力学中的连接体问题连接体模型是力学中常见的模型之一,通常是两个或两个以上的物体相牵连、并排或叠放,处理相对静止类连接体问题的关键点是“一规律、一特点、两方法”(1)一个核心规律——牛顿第二定律;(2)一个重要特点——相互作用的物体对彼此的作用力大小相等;(3)两种重要方法——隔离法、整体法.例 1[2022·江苏卷]如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态,A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧,A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位置时速度为零,A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度,则( ) A.当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下B.A上滑时,弹簧的弹力方向不发生变化C.下滑时,B对A的压力先减小后增大D.整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量针对训练1.如图,两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,开始时P静止在水平桌面上.将一个水平向右的推力F作用在P上后,轻绳的张力变为原来的一半.已知P、Q两物块的质量分别为m P=0.5 kg、m Q=0.2 kg,P与桌面间的动摩擦因数μ=,重力加速度g=10 m/s2,则推力F的大小为( )A.4.0 N B.3.0 NC.2.5 N D.1.5 N2.[2023·四川成都高三模拟](多选)我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车.假设动车组各车厢质量均相等,每节动车提供的动力均为F,动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为f.某列动车组由8节车厢组成,其中第1、3、6节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组( )A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B.做匀加速运动时,第5、6节车厢间的作用力为FFD.做匀加速运动时,第6、7节车厢间的作用力为F3.[2023·四川省成都月考](多选)如图所示,质量为M、中空部分为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m的小铁球.现用一个水平向右的推力F 推动凹槽,当小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角,重力加速度为g.下列说法正确的是( )A.小铁球受到的合外力方向水平向左B.凹槽对小铁球的支持力F N=C.系统的加速度为g tan αD.推力F=(m+M)g tan α题型二动力学中的临界和极值问题1.常见的临界条件脱离瞬间两物体的加速度仍相等(1)两物体脱离的临界条件:F N=0.(2)相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大值.(3)绳子断裂或松弛的临界条件:绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件是F T=0.2.求解临界极值问题的三种方法极限法把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的假设法临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题数学法将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件考向1 相对滑动的临界问题例 2 如图所示,将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,香皂盒的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验(示意图如图所示).若香皂盒和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.若本实验中,m1=100 g,m2=5 g,μ=,香皂盒与纸板左端的距离d=0.1 m,若香皂盒移动的距离超过l=0.002 m.人眼就能感知,忽略香皂盒的体积因素影响,g取10 m/s2,为确保香皂盒移动不被人感知,纸板所需的拉力至少是( )A.1.41 N B.1.42 NC.1 410 N D.1 420 N考向2 恰好脱离的动力学临界问题例 3 (多选)如图所示,倾角为α的光滑斜面体固定在水平面上,质量不计的轻弹簧一端固定在斜面体底端的挡板上,另一端与质量为m的滑块乙相连接,另一质量为2m的滑块甲与滑块乙并排放在斜面体上(两滑块不粘连).开始时弹簧的压缩量为x0,某时刻在滑块甲上施加一沿斜面体向上的外力,使滑块甲沿斜面体向上做匀加速直线运动,经过一段时间两滑块分离,此时外力F=3mg sin α,重力加速度为g.则以下说法正确的是( )A.弹簧的劲度系数为k=B.两滑块分离时,弹簧的弹力恰好为零C.两滑块分离时,弹簧的压缩量为D.从施力到分离的时间为考向3 动力学中的极值问题例 4[2022·全国甲卷]如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度大小为g.用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )A.P的加速度大小的最大值为2μgB.Q的加速度大小的最大值为2μgC.P的位移大小一定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小题型三动力学图像问题1.常见图像v-t图像、a-t图像、F-t图像、F-a图像等.2.动力学图像问题的解题策略(1)问题实质是力与运动的关系,解题的关键在于弄清图像斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义.(2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式,进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系,以便对有关物理问题进行准确判断.例 5 (多选)水平地面上质量为1 kg的物块受到水平拉力F1、F2的作用,F1、F2随时间的变化如图所示,已知物块在前2 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动,取g=10 m/s2,则( )A.物块与地面间的动摩擦因数为B.3 s末物块受到的摩擦力大小为3 NC.4 s末物块受到的摩擦力大小为1 ND.5 s末物块的加速度大小为3 m/s2例 6 货车装载很重的货物时,在行驶过程中要防止货物发生相对滑动,否则存在安全隐患.下面进行安全模拟测试实验,如图甲所示,一辆后车厢表面粗糙且足够长的货车向前以v=4 m/s的速度匀速行驶,质量m A=10 kg的货物A(可看成质点)和质量m B=20 kg的货物B(可看成水平长板)叠放在一起,开始时A位于B的右端,在t=0时刻将货物A、B轻放到货车的后车厢前端,最终货物A恰好没有滑离货物B,货物A、B在0~1 s时间内的速度—时间图像如图乙所示,取重力加速度g= 10 m/s2,计算结果均保留两位有效数字.求:(1)货物A、B间的动摩擦因数μ1;(2)货物B与车厢表面间的动摩擦因数μ2;(3)货物B的长度L.针对训练4.[2023·安徽示范高中皖北协作区联考](多选)如图1所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A,滑块A受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出滑块A的加速度a,得到如图2所示的a-F图像,已知g取10 m/s2,则( )A.滑块A的质量为2 kgB.木板B的质量为6 kgC.当F=12 N时,木板B的加速度为4 m/s2D.滑块A与木板B间的动摩擦因数为专题强化四牛顿第二定律的综合应用题型一例1 解析:由于A、B在下滑过程中不分离,设在最高点的弹力为F,方向沿斜面向下为正方向,斜面倾角为θ,AB之间的弹力为F AB,摩擦因数为μ,刚下滑时根据牛顿第二定律对AB整体有,F+(m A+m B)g sin θ-μ(m A+m B)g cos θ=(m A+m B)a隔离B分析受力,根据牛顿第二定律有m B g sin θ-μm B g cos θ-F AB=m B a联立可得=-.由于F AB方向沿斜面向上,故可知在最高点F方向为沿斜面向上,且最开始时弹簧弹力方向也是沿斜面向上的,所以A上滑时弹簧弹力的方向一直是沿斜面向上的,不发生变化,B正确;假设弹簧原长点为O,A开始时距O点距离为x1,最高点时距O点为x2,由能量守恒定律知在上滑过程中=+(mg sin θ+f)(x1-x2),可得k=,又当位移为最大位移一半时F合=k(x1-)-(mg sin θ+f),解得F合=0,故A错误;由=-知,下滑过程中F逐渐变大,则F AB也逐渐变大,由牛顿第三定律知F BA也逐渐变大,故C错误;整个过程中弹力做功为0,A重力做功为0,由动能关系可知A、B整体克服摩擦力做的功等于B的重力势能减少量,故D错误.综上,本题选B.答案:B1.解析:未加推力F时,绳中张力T=m Q g=2 N,加上推力后,绳中张力为T′=1 N,对Q应用牛顿第二定律有m Q g-T′=m Q a,而对物块P有F+T′-μm P g=m P a,解得F=4.0 N,A项正确.答案:A2.解析:启动时乘客的加速度方向与车厢的运动方向相同,车厢对乘客有向前的作用力,竖直方向车厢对乘客的支持力竖直向上,由平行四边形定则可知,车厢对乘客的作用力方向与车运动的方向不是相反关系,A错误;做匀加速运动时,加速度为a=,对后三节车厢,有F56+F-3f=3ma,解得第5、6节车厢间的作用力为F56=F,B错误,C正确;对最后两节车厢,有F67-2f=2ma,解得第6、7节车厢间的作用力为F67=F,D正确.答案:CD3.解析:小铁球的加速度方向水平向右,根据牛顿第二定律知小铁球受到的合外力方向水平向右,故A错误;对小球进行受力分析,如图所示:则凹槽对小铁球的支持力F N==,故B错误;对小球进行受力分析得mg tan α=ma解得a=g tan α,所以系统的加速度为a=g tan α,故C正确;对整体进行受力分析,根据牛顿第二定律得F=(m+M)a=(m+M)g tan α,故D正确.故选CD.答案:CD题型二例2 解析:香皂盒与纸板发生相对滑动时,根据牛顿第二定律可得μm1g=m1a1,解得a1=2 m/s2对纸板,根据牛顿第二定律可得F-μm1g-μ(m1+m2)g=m2a2,为确保实验成功,即香皂盒移动的距离不超过l=0.002 m,纸板抽出时香皂盒运动的最大距离为x1=,纸板运动距离为d+x1=,纸板抽出后香皂盒运动的距离为x2=,则l=x1+x2,由题意知a1=a3,a1t1=a3t2代入数据联立得F=1.42 N,故B正确,A、C、D错误.答案:B例3 解析:开始滑块甲、滑块乙静止在斜面体上,以两滑块为研究对象,由力的平衡条件得3mg sin α=kx0,解得k=,A正确;两滑块分离瞬间,对滑块甲有F-2mg sin α=2ma,解得a=;对滑块乙有kx-mg sin α=ma,解得x=≠0,B错误,C正确;由位移公式有x0-x=at2得t=,D错误.答案:AC例4 解析:撤去力F后到弹簧第一次恢复原长之前,弹簧弹力kx减小,对P有μmg+kx=ma P,对Q有μmg-kx=ma Q,且撤去外力瞬间μmg=kx,故P做加速度从2μg减小到μg的减速运动,Q做加速度从0逐渐增大到μg的减速运动,即P的加速度始终大于Q的加速度,故除开始时刻外,任意时刻P的速度大小小于Q的速度大小,故P的平均速度大小必小于Q的平均速度大小,由x=t可知Q的位移大小大于P的位移大小,可知B、C错误,A、D正确.答案:AD题型三例5 解析:在0~2 s内物块做匀速直线运动,则摩擦力F f=3 N,则μ===,选项A错误;2 s后物块做匀减速直线运动,加速度a==m/s2=-2 m/s2,则经过t==2 s,即4 s末速度减为零,则3 s末物块受到的摩擦力大小为3 N,4 s末物块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为6 N-5 N=1 N,选项B、C正确;物块停止后,因两个力的差值小于最大静摩擦力,则物块不再运动,则5 s末物块的加速度为零,选项D错误.答案:BC例6 解析:(1)对货物A进行分析,由图乙知刚放上车厢时,A的加速度a A==4m/s2由牛顿第二定律有μ1m A g=m A a A解得μ1=0.40.(2)对货物B进行分析,由图乙知刚放上车厢时,货物B的加速度a B==8 m/s2由牛顿第二定律有μ2(m A+m B)g-μ1m A g=m B a B,解得μ2≈0.67.(3)解法一由图乙知,货物B经时间t1=0.5 s与车共速,货物A经时间t2=1 s与车共速,则在0~1 s时间内,货物B的位移为x B=+v(t2-t1)货物A的位移为x A=分析可知,货物B的长度L=x B-x A联立解得L=1.0 m.解法二从将货物A、B放上车厢到A、B均与车相对静止的过程中,货物B对地位移设为x′B,货物A对地位移设为x′A,则货物B的长度L=x′B-x′A由图乙知,货物A、B对地位移之差在数值上等于各自的v t图线与坐标轴围成的面积之差,即L=×(1-0.5)×4 m=1.0 m.答案:(3)1.0 m4.解析:设滑块A的质量为m,木板B的质量为M,滑块A与木板B间的动摩擦因数为μ.由题图2可知,当F=F m=10 N时,滑抉A与木板B达到最大共同加速度a m=1 m/s2,根据牛顿第二定律有F m=(M+m)a m,解得M+m=10 kg当F>10 N时,A与B发生相对滑动,对A应用牛顿第二定律有F-μmg=ma,整理得a=-μg根据题图2解得m=2 kg,μ=,则M=8 kg,故A、D正确,B错误;当F=12 N时,木板B的加速度为a B==1 m/s2,故C错误.答案:AD。
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—牛顿第二定律的综合应用(附答案解析)1.(2023·北京卷·6)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。
若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。
则F的最大值为()A.1N B.2N C.4N D.5N2.某列车由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。
若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()A.F B.19F20C.F19D.F203.(多选)(2024·吉林通化市模拟)如图所示,用力F拉着A、B、C三个物体在光滑水平面上运动,现在中间的B物体上加一块橡皮泥,它和中间的物体一起运动,且原拉力F不变,那么加上橡皮泥以后,两段绳的拉力F TA和F TB的变化情况是()A.F TA增大B.F TB增大C.F TA减小D.F TB减小4.(2021·海南卷·7)如图,两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,开始时P静止在水平桌面上。
将一个水平向右的推力F作用在P上后,轻绳的张力变为原来的一半。
已知P、Q两物块的质量分别为m P=0.5kg、m Q=0.2kg,P与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10m/s2。
则推力F的大小为()A.4.0N B.3.0N C.2.5N D.1.5N5.(多选)如图,P、Q两物体叠放在水平面上,已知两物体质量均为m=2kg,P与Q间的动摩擦因数为μ1=0.3,Q与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10m/s2,当水平向右的外力F=12N作用在Q物体上时,下列说法正确的是()A.Q对P的摩擦力方向水平向右B.水平面对Q的摩擦力大小为2NC.P与Q之间的摩擦力大小为4ND.P与Q发生相对滑动6.(多选)(2023·陕西西安市期末)一辆货车运载着圆柱形的光滑空油桶。
考点巩固卷传送带模型建议用时:50分钟考点序号考点题型分布考点1水平传送带模型3单选+2多选+2解答考点2倾斜传送带模型3单选+3多选考点3传送带模型中的划痕问题5多选考点01:水平传送带模型(3单选+2多选+2解答)一、单选题1(2023·全国·模拟预测)如图所示,水平传送带以恒定速度v=16m/s顺时针匀速运行,左右两端A、B之间距离L=16m。
现将一质量m=2kg可看做质点的物块轻轻放到传送带A端,同时对物块施加一水平向右的恒力F=10N。
已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.30,重力加速度g=10m/s2。
物块从A端运动到B端的过程中,下列说法正确的是()A.物块从A端运动到B端的过程先匀加速运动后匀速运动B.物块从A端运动到B端的时间t=1sC.摩擦力对物块做功W=96JD.物块运动到B端时,恒力F的瞬时功率P=200W2(2023春·河北·高三校联考阶段练习)如图所示为速冻食品加工厂生产和包装饺子的一道工序。
将饺子轻放在匀速运转的足够长的水平传送带上,不考虑饺子之间的相互作用和空气阻力。
关于饺子在水平传送带上的运动,下列说法正确的是()A.饺子一直做匀加速运动B.传送带的速度越快,饺子的加速度越大C.饺子由静止开始加速到与传送带速度相等的过程中,增加的动能等于因摩擦产生的热量D.传送带多消耗的电能等于饺子增加的动能3(2023·全国·高三专题练习)如图甲所示,将一物块P轻轻放在水平足够长的传送带上,取向右为速度的正方向,物块P最初一段时间的速度-时间图像如图乙所示,下列描述正确的是()A.小物块一直受滑动摩擦力B.传送带做顺时针的匀速运动C.传送带做顺时针的匀加速运动D.小物块最终有可能从图甲的左端滑下传送带二、多选题4(2023·甘肃兰州·统考一模)近年来网上购物的飞速增长催生了物流行业的快速发展。
牛顿第二定律____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.掌握牛顿第二定律的内容、公式;2.掌握验证牛顿第二定律的重要实验;3.学会用正交分解、矢量三角形等几何方法计算加速度;4.理解牛顿第二定律和第一定律的联系。
一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a的方向与F合的方向总是相同。
2.表达式:F=______或a=______揭示了:①力与______的因果关系,力是产生______原因和改变物体运动状态的原因;②力与a的定量关系3.对牛顿第二定律理解:(1)F=ma中的F为物体所受到的______力.(2)F=ma中的m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F是系统受到的合外力,则m是系统的______质量.(3)F=ma中的F与a有瞬时对应关系,F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变.(4)F=ma中的F与a有矢量对应关系,a的方向一定与F的方向相同。
(5)F=ma中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.(6)F=ma中,F的单位是牛顿,m的单位是kg,a的单位是m/s2.(7)F=ma的适用范围:宏观、低速4.理解时应应掌握以下几个特性。
(1) 矢量性F=ma是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。
(2) 瞬时性a与F同时产生、同时变化、同时消失。
作用力突变,a的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。
(3) 独立性(力的独立作用原理) F合产生a合;Fx合产生ax合;Fy合产生ay合当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在一样,这个性质叫力的独立作用原理。
牛顿第二定律综合应用
1.定律的表述
物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同,既F =ma (其中的F 和m 、a 必须相对应)特别要注意表述的第三句话。
因为力和加速度都是矢量,它们的关系除了数量大小的关系外,还有方向之间的关系。
明确力和加速度方向,也是正确列出方程的重要环节。
若F 为物体受的合外力,那么a 表示物体的实际加速度;若F 为物体受的某一个方向上的所有力的合力,那么a 表示物体在该方向上的分加速度;若F 为物体受的若干力中的某一个力,那么a 仅表示该力产生的加速度,不是物体的实际加速度。
2.应用牛顿第二定律解题的步骤
①明确研究对象。
可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。
设每个质点的质量为m i ,对应的加速度为a i ,则有:F 合=m 1a 1+m 2a 2+m 3a 3+……+m n a n 对这个结论可以这样理解:先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律: ∑F 1=m 1a 1,∑F 2=m 2a 2,……∑F n =m n a n ,将以上各式等号左、右分别相加,其中左边所有力中,凡属于系统内力的,总是成对出现的,其矢量和必为零,所以最后实际得到的是该质点组所受的所有外力之和,即合外力F 。
②对研究对象进行受力分析。
(同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。
③若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动,一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题;若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动,一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。
④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。
例1、【临界问题】如图所示,m A =1kg ,m B =2kg ,A 、B 间静摩擦力的最大值是5N ,水平面光滑。
用水平力F 拉B ,当拉力大小分别是F =10N 和F =20N 时,A 、B 的加速
度各多大?
例2、如图所示,m =4kg 的小球挂在小车后壁上,细线与竖直方向成37°角。
当:⑴小车以a=g 向右加速;⑵小车以a=g 向右减速时,分别求细线对小球的拉力F 1和后壁对小球的压力F 2各多大?
F
例3、如图所示,质量为m =4kg 的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,在与水平成θ=37°角的恒力F 作用下,从静止起向右前进t 1=2s 后撤去F ,又经过t 2=4s 物体刚好停下。
求:F 的大小、最大速度v m 、总位移s
例4、一质量为60kg 的人站在竖直向上运动的升降机底板上,看到升降机顶板上有一 竖直悬挂的弹簧秤,他便将一重为5N 的物体挂上,这时弹簧秤示数为8N 。
试计算: (1)升降机的加速度的大小和方向。
(2)此人对升降机底板的压力。
例5、【整体法隔离法】两个物体A 和B ,质量分别为m 1和m 2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对物体B 的作用力等于( )
A.
F m m m 211+ B.F m m m 2
12
+
C.F
D.F m m
2
1
扩展:1.若m 1与m 2与水平面间有摩擦力且摩擦因数均为μ则对B 作用力等于 。
2.如图所示,倾角为α的斜面上放两物体m 1和m 2,用与斜面平行的力F 推m 1,使两物加速上滑,不管斜面是否光滑,两物体之间的作用力总为 。
例6、如图所示,质量为M 的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑,木板上站着一个质量为m 的人,问(1)为了保持木板与斜面相对静止,计算人运动的加速度?(2)为了保持人与斜面相对静止,木板运动的加速度是多少?
例7、风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径。
(如图)
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上匀速运动。
这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数。
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s 所需时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
例8、如图所示,箱子的质量M =5.0kg ,与水平地面的动摩擦因数μ=0.22。
在箱子顶板处系一细线,悬挂一个质量m =1.0kg 的小球,箱子受到水平恒力F 的
作用,使小球的悬线偏离竖直方向θ=30°角,则F 应为多少?(g =10m/s 2)
例9、【传送带】传送带与水平面夹角37°,皮带以10m/s 的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转动,如图所示,今在传送带上端A 处无
初速地放上一个质量为m=0.5kg 的小物块,它与传送带间的动摩擦
因数为0.5,若传送带A 到B 的长度为16m ,g 取10m/s 2
,则物体从A
运动到B 的时间为多少?
例10、如右图1,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1a 、2a 。
重力加速度大小为g 。
则有
A .10a =,2a g =
B .1a g =,2a g =
A
C .10a =,2m M a g M +=
D .1a g =,2m M
a g M
+=
例11、如图所示,小球用水平弹簧系住,并以倾角θ为30︒的光滑板AB 托着,当板AB 突
然向下撤离的瞬间,球的加速是多大?若改用水平细绳系住,在板AB 突然向下撤离瞬间小球加速度又是多大?。