牛顿第二定律经典好题
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牛顿第二定律应用的问题1.力和运动的关系力是改变物体运动状态的原由,而不是保持运动的原由。
由知,加快度与力有直接关系,剖析清楚了力,就知道了加快度,而速度与力没有直接关系。
速度怎样变化需剖析加快度方向与速度方向之间的关系,加快度与速度同向时,速度增添;反之减小。
在加快度为零时,速度有极值。
例1. 如图1 所示,轻弹簧下端固定在水平面上。
一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由着落,接触弹簧后把弹簧压缩到必定程度后停止着落。
在小球着落的这一全过程中,以下说法中正确的选项是()图 1A.小球刚接触弹簧瞬时速度最大B.从小球接触弹簧起加快度变成竖直向上C.从小球接触弹簧到抵达最低点,小球的速度先增大后减小D.从小球接触弹簧到抵达最低点,小球的加快度先减小后增大例 2.一航天探测器达成对月球的探测任务后,在走开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞翔,先加快运动,再匀速运动,探测器经过喷气而获取推进力,以下对于喷气方向的描绘中正确的选项是()A.探测器加快运动时,沿直线向后喷气B.探测器加快运动时,竖直向下喷气C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气D.探测器匀速运动时,不需要喷气分析:小球的加快度大小决定于小球遇到的合外力。
从接触弹簧到抵达最低点,弹力从零开始渐渐增大,所以协力先减小后增大,所以加快度先减小后增大。
当协力与速度同向时小球速度增大,所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。
应选 CD。
分析:受力剖析如图 2 所示,探测器沿直线加快运动时,所受协力方向与运动方向同样,而重力方向竖直向下,由平行四边形定章知推力方向一定斜向上方,由牛顿第三定律可知,喷气方向斜向下方;匀速运动时,所受协力为零,所以推力方向一定竖直向上,喷气方向竖直向下。
故正确答案选C。
图 22.力和加快度的刹时对应关系(1)物体运动的加快度 a 与其所受的合外力 F 有刹时对应关系。
每一刹时的加快度只取决于这一刹时的合外力,而与这一刹时之间或刹时以后的力没关。
【例1】在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作 [ ]A.匀减速运动B.匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动 D.速度逐渐增大的变加速运动【例2】一个质量m=2kg的木块,放在光滑水平桌面上,受到三个大小均为F=10N、与桌面平行、互成120°角的拉力作用,则物体的加速度多大?若把其中一个力反向,物体的加速度又为多少?【例3】沿光滑斜面下滑的物体受到的力是 [ ]A.重力和斜面支持力 B.重力、下滑力和斜面支持力C.重力、正压力和斜面支持力 D.重力、正压力、下滑力和斜面支持力【例4】图中滑块与平板间摩擦系数为μ,当放着滑块的平板被慢慢地绕着左端抬起,α角由0°增大到90°的过程中,滑块受到的摩擦力将 [ ]A.不断增大 B.不断减少C.先增大后减少D.先增大到一定数值后保持不变【例5】如图,质量为M的凹形槽沿斜面匀速下滑,现将质量为m的砝码轻轻放入槽中,下列说法中正确的是 [ ]A.M和m一起加速下滑B.M和m一起减速下滑C.M和m仍一起匀速下滑【例6】图1表示某人站在一架与水平成θ角的以加速度a向上运动的自动扶梯台阶上,人的质量为m,鞋底与阶梯的摩擦系数为μ,求此时人所受的摩擦力。
【例7】在粗糙水平面上有一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2的木块,m1>m2,如图1所示。
已知三角形木块和两个物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块[ ]A.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向右B.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向左C.有摩擦力作用,但摩擦力方向不能确定D.以上结论都不对【例8】质量分别为m A和m B的两个小球,用一根轻弹簧联结后用细线悬挂在顶板下(图1),当细线被剪断的瞬间,关于两球下落加速度的说法中,正确的是 [ ]A.a A=a B=0 B.a A=a B=gC.a A>g,a B=0 D.a A<g,a B=0【例9】在车箱的顶板上用细线挂着一个小球(图1),在下列情况下可对车厢的运动情况得出怎样的判断:(1)细线竖直悬挂:______;(2)细线向图中左方偏斜:___;(3)细线向图中右方偏斜:___________ 。
牛顿第二定律典型题型题型1:矢量性:加速度的方向总是与合外力的方向相同。
在解题时,可以利用正交分解法进行求解。
1、如图所示,物体A放在斜面上,与斜面一起向右做匀加速运动,物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是 ( )A.斜向右上方 B.竖直向上C.斜向右下方 D.上述三种方向均不可能1、A 解析:物体A受到竖直向下的重力G、支持力F N和摩擦力三个力的作用,它与斜面一起向右做匀加速运动,合力水平向右,由于重力没有水平方向的分力,支持力F N和摩擦力F f的合力F一定有水平方向的分力,F在竖直方向的分力与重力平衡,F向右斜上方,A正确。
2、如图所示,有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动,(不计其它外力及空气阻力),则其中一个质量为m的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是 ( )A.mg B.mgC.mg D.mg2、C 解析:像本例这种物体系的各部分具有相同加速度的问题,我们可以视其为整体,求关键信息,如加速度,再根据题设要求,求物体系内部的各部分相互作用力。
选所有土豆和箱子构成的整体为研究对象,其受重力、地面支持力和摩擦力而作减速运动,且由摩擦力提供加速度,则有mg=ma,a=g。
而单一土豆A的受其它土豆的作用力无法一一明示,但题目只要求解其总作用力,因此可以用等效合力替代。
由矢量合成法则,得F总=,因此答案C正确。
例3、如图所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?拓展:如图,动力小车上有一竖杆,杆端用细绳拴一质量为m的小球.当小车沿倾角为30°的斜面匀加速向上运动时,绳与杆的夹角为60°,求小车的加速度和绳中拉力大小.题型2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。
物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。
2.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。
解:木板不动,其受力平衡。
设斜面夹角为α则木板受到猫给的沿着斜面向上的力大小为Mgsinα。
则猫受到沿着斜面向下的力总共是(m+M)gsinα其加速度为 a = (m+M)gsinα/m3.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)解:1,将AB看作整体,用动能地理,设A的动能为E,则B的动能也为E。
有2E = mgh - mgh/2,带入数据求的E =2,机械能守恒,B的动能完全转化为重力势能,设上升高度为H,则mgH = E ,对应的斜面长度L = 2H =所以,物体B离低端的最远距离为 5+L =4.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,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,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?解:已知μ=,μ′= 对铁块分析,设铁块的加速度为a ma=F拉-μ′mg 解得a=4m/s²对木板分析,设木板加速度为a′ ma′=μ′mg-μ(m+m)g 解得a′=2m/s² 根据S= 1/2 (a-a′)t² 已知S=1m 将a ,a′ 解得t=1s铁块对地的加速度a1 = (8 - *1*g)/1 = 4木板对地的加速度a2 = (*1*g - *2*g)/1 = 2则铁块对木板的相对加速度a = a1 - a2 = 2 ,铁块对木板的初速度为0有 *at^2 = 1 ,得t = 1s5.如图所示。
已知斜面倾角30°,物体A质量mA=㎏,物体B质量mB=㎏,H=。
初二物理-牛顿第二定律测试题(含答案)1. 选择题1. 牛顿第二定律是指物体的加速度与作用力的关系。
根据牛顿第二定律,当物体所受的作用力增大时,物体的加速度会:- A. 增大- B. 减小- C. 保持不变- D. 无法确定答案:A.增大2. 一个质量为2千克的物体受到一个作用力2牛顿的作用,求物体的加速度。
- A. 0.5 m/s^2- B. 1 m/s^2- C. 2 m/s^2- D. 4 m/s^2答案:B. 1 m/s^23. 物体的质量为2千克,受到一个作用力4牛顿,求物体的加速度。
- A. 0.5 m/s^2- B. 1 m/s^2- C. 2 m/s^2- D. 4 m/s^2答案:C. 2 m/s^24. 如果一个力为5牛顿的物体所受到的阻力也为5牛顿,那么物体的净加速度是多少?- A. 0 m/s^2- B. 5 m/s^2- C. 10 m/s^2- D. 25 m/s^2答案:A. 0 m/s^25. 物体的质量为6千克,受到一个净作用力36牛顿,求物体的加速度。
- A. 0.5 m/s^2- B. 1 m/s^2- C. 2 m/s^2- D. 6 m/s^2答案:B. 1 m/s^22. 解答题1. 描述一下牛顿第二定律的定义和公式。
答案:牛顿第二定律是指当作用在一个物体上的合力不为零时,物体的加速度与该力成正比,与物体的质量成反比。
其数学公式为F = ma,其中F表示作用在物体上的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
2. 如果一个物体的净作用力为零,将会发生什么情况?答案:如果一个物体的净作用力为零,物体将保持静止或保持匀速直线运动。
根据牛顿第一定律(惯性定律),物体在没有外力作用时将保持其状态不变。
以上为初二物理-牛顿第二定律测试题(含答案)的内容。
希望对你的研究有所帮助!参考资料:- 无法确定。
牛顿第二定律双基训练★1.关于牛顿第二定律,正确的说法是( ).【1】(A)物体的质量跟外力成正比,跟加速度成反比(B)加速度的方向一定与合外力的方向一致(C)物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比(D)由于加速度跟合外力成正比,整块砖的重力加速度一定是半块砖重力加速度的2倍答案:BC★2.课本中实验是用以下什么步骤导出牛顿第二定律的结论的( ).【1】(A)同时改变拉力F和小车质量m的大小(B)只改变拉力F的大小,小车的质最m不变(C)只改变小车的质量m,拉力F的大小不变(D)先保持小车质量m不变,研究加速度a与F的关系,再保持F不变,研究a与m的关系,最后导出a与m及F的关系答案:D★3.物体静止在光滑的水平桌面上.从某一时刻起用水平恒力F推物体,则在该力刚开始作用的瞬间( ).【1】(A)立即产生加速度,但速度仍然为零(B)立即同时产生加速度和速度(C)速度和加速度均为零(D)立即产生速度,但加速度仍然为零答案:A★4.合外力使一个质量是0.5kg的物体A以4m/s2的加速度前进,若这个合外力使物体B 产生2.5m/s2的加速度,那么物体B的质量是______kg.【1】答案:0.8★5.完成下表空格中的内容.【2】★★6.在牛顿第二定律公式F=kma中,比例系数k的数值( ).【2】(A)在任何情况下都等于1(B)是由质量m、加速度a利力F三者的大小所决定的(C)是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的(D)在国际单位制中一定等于1答案:CD★★7.用2N的水平力拉一个物体沿水平面运动时,物体可获得1m/s2的加速度;用3N的水平力拉物体沿原地面运动,加速度是2m/s2,那么改用4N的水平力拉物体,物体在原地面上运动的加速度是______m/s2,物体在运动中受滑动摩擦力大小为______N.【2】答案:3,1纵向应用★★8.一轻质弹簧上端固定,下端挂一重物体,平衡时弹簧伸长4cm,现将重物体向下拉1cm然后放开,则在刚放开的瞬时,重物体的加速度大小为( ).【1.5】(A)2.5m/s2(B)7.5m/s2(C)10m/s2(D)12.5m/s2答案:A★★9.力F1单独作用在物体A上时产生的加速度为a1=5m/s2,力F2单独作用在物体A上时产生的加速度为a2=-1m/s2.那么,力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的范围是( ).【1.5】(A)0≤a≤6m/s2B)4m/s2≤a≤5m/s2(C)4m/s2≤a≤6m/s2(D)0≤a≤4m/s2答案:C★★10.航空母舰上的飞机跑道长度有限.飞机回舰时,机尾有一个钩爪,能钩住舰上的一根弹性钢索,利用弹性钢索的弹力使飞机很快减速.若飞机的质量为M=4.0×103kg,同舰时的速度为v=160m/s,在t=2.0s内速度减为零,弹性钢索对飞机的平均拉力F=______N(飞机与甲板间的摩擦忽略不计).【2】答案:3.2×105★★11.某人站在升降机内的台秤上,他从台秤的示数看到自己体重减少20%,则此升降机的运动情况是______,加速度的大小是______m/s.(g取10m/s2).【2】答案:匀加速下降或匀减速上升,2★★12.质量为10kg的物体,原来静止在水平面上,当受到水平拉力F后,开始沿直线作匀加速运动,设物体经过时间t位移为s,且s、t的关系为s=2t2,物体所受合外力大小为______N,第4s末的速度是______m/s,4s末撤去拉力F,则物体再经10s停止运动,则F=______N,物体与平面的摩擦因数μ=______(g取10m/s2).【4】答案:40,16,56,0.16★★★13.在粗糙的水平面上,物体在水平推力作用下由静止开始作匀加速直线运动,作用一段时间后,将水平推力逐渐减小到零,则在水平推力逐渐减小到零的过程中( ).【2】(A)物体速度逐渐减小,加速度逐渐减小(B)物体速度逐渐增大,加速度逐渐减小(C )物体速度先增大后减小,加速度先增大后减小(D )物体速度先增大后减小,加速度先减小后增大答案:D★★14.如图所示,物体P 置于水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G =10N 的重物,物体P 向右运动的加速度为a 1;若细线下端不挂重物,而用F =10N 的力竖直向下拉细线下端,这时物体P 的加速度为a 2,则( ).【2】(A )a 1>a 2 (B )a 1=a 2(C )a 1<a 2 (D )条件不足,无法判断答案:C★★★15.在做“验证牛顿第二定律”的实验时(装置如图所示):【5】(1)下列说法中正确的是( ).(A )平衡运动系统的摩擦力时,应把装砂的小桶通过定滑轮拴在小车上(B )连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行(C )平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动(D )小车应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车答案:BCD(2)研究在作用力F 一定时,小车的加速度a 与小车质量M 的关系,某位同学设计的实验步骤如下:(A )用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量.(B )按图装好实验器材.(C )把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶.(D )将打点计时器接在6V 电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量..(E )保持小桶及其中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M 值,重复上述实验.(F )分析每条纸带,测量并计算出加速度的值.(G )作a -M 关系图像,并由图像确定a 、M 关系.①该同学漏掉的重要实验步骤是______,该步骤应排在______步实验之后.②在上述步骤中,有错误的是______,应把______改为______.③在上述步骤中,处理不恰当的是______,应把______改为______.答案:○1平衡摩擦力,B ○2D ,蓄电池,学生电源G ,a -M ,M1a ★★★16.利用上题装置做“验证牛顿第二定律”的实验时:【8】(1)甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a 和小车所受拉力F 的图像为右图所示中的直线Ⅰ,乙同学画出的图像为图中的直线.直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大.明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是( ).(A )实验前甲同学没有平衡摩擦力(B )甲同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了(C )实验前乙同学没有平衡摩擦力(D )乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了(2)在研究小车的加速度a 和小车的质量M 的关系时,由于始终没有满足M 》m (m 为砂桶及砂桶中砂的质量)的条件,结果得到的图像应是如下图中的图( ).(3)在研究小车的加速度a 和拉力F 的关系时,由于始终没有满足M 》m 的关系,结果应是下图中的图( ).答案:(1)BC (2)D (3)D★★★17.物体在水平地面上受到水平推力的作用,在6s 内力F的变化和速度v 的变化如图所示,则物体的质量为______kg ,物体与地面的动摩擦因数为______.【3】答案:4,0.025★★★18.如图所示,在固定的光滑水平地面上有质量分别为m A 和m B 的木块A 、B .A 、B 之间用轻质弹簧相连接,用水平向右的外力F 推A ,弹簧稳定后,A 、B 一起向右作匀加速直线运动,加速度为a 以向右为正方向.在弹簧稳定后的某时刻,突然将外力F 撤去,撤去外力的瞬间,木块A 的加速度是a A =______,小块B 的加速度是a B =______.【3】答案:AB m a m ,a ★★★19.长车上载有木箱,木箱与长车接触面间的静摩擦因数为0.25.如长车以v =36km /h 的速度行驶,长车至少在多大一段距离内刹车,才能使木箱与长车间无滑动(g 取10m /s 2)?p .27【3】答案:20m★★★20.质量为24kg 的气球,以2m /s 的速度竖直匀述上升.当升至离地面300m 高处时,从气球上落下一个体积很小(与气球体积相比)、质量为4kg 的物体.试求物体脱离气球5s 后气球距地面的高度(g 取10m /s 2).【3】答案:335m★★★21.质量为20kg 的物体若用20N 的水平力牵引它,刚好能在水平面上匀速前进.问:若改用50N 拉力、沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它,使物体由静止出发在水平而上前进2.3m ,它的速度多大?在前进2.3m 时撤去拉力,又经过3s ,物体的速度多大(g 取10m /s 2)?【5】答案:2.3m /s★★★22.一质量为2kg 的物体放在光滑水平面上,初速度为零.先对物体施加向东的恒力F =8N ,历时1s ,随即把此力改为向西,大小不变历时1s ,接着把此力改为向东,大小不变历时1s ……如此反复,只改变力的方向,共历时4s .在这4s 内,画出此过程的a -t 图和v -t 图,并求这4s 内物体经过的位移.【5】答案:a -t 图、v -t 图,如图.位移为8m★★★23.如图所示,半径分别为r 和R 的圆环竖直叠放(相切)于水平面上,一条公共斜弦过两圆切点且分别与两圆相交于a 、b 两点.在此弦上铺一条光滑轨道,且令一小球从b 点以某一初速度沿轨道向上抛出,设小球穿过切点时不受阻挡.若该小球恰好能上升到a 点,则该小球从b 点运动到a 点所用时间为多少?【5】答案:g)r R 2t +=( ★★★24.伽利略的题目:如图所示,试证明,质点从竖直平面内的圆环上的各个点沿弦的方向安装的斜面向滑到最低点D 所用的时间都相等,都等于从最高点A 自由下落到最低点D 所用的时间,假设斜面与质点间无摩擦.【3】答案:略横向拓展★★★25.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计.加速度计的构造原理的示意图如图所示.滑导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m 的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k 的弹簧相连,两弹簧的另一端与固定壁相连.滑块原来静止,弹簧处于自然长度.滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导.设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O 点的距离为s ,则这段时间内导弹的加速度( ).(2001年全国高考试题)【3】(A )方向向左,大小为mks (B )方向向右,大小为m ks (C )方向向左,大小为m 2ks (D )方向向右,大小为m 2ks 答案:D★★★26.如图所示,均匀板可绕中点O 转动,两人站在板上时,板恰能水平静止,AO =2BO .若两人在板上同时开始作初速为零的匀加速运动,板仍保持静止,关于人1和人2的运动方向,加速度的大小,下列判断中正确的是( ).【2】(A )相向运动,a 1:a 2=1:4 (B )相背运动,a 1:a 2=2:1(C )相向运动,a 1:a 2=2:1 (D )相背运动,a 1:a 2=4:1答案:BC★★★★27.在粗糙水平面上放着一箱子,前面的人用与水平方向成仰角θ1的力F 1拉箱子,同时,后面的人用与水平方向成俯角θ2的推力F 2推箱子,此时箱子的加速度为a .如果撤去推力F 2,则箱子的加速度( ).(1996年全国力学竞赛试题)【4】(A )一定增大 (B )一定减小(C )可能不变 (D )不是增大就是减小,不可能不变答案:C★★★★28.如图所示,将金属块m 用压缩的轻弹簧卡在一矩形的箱中.在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动,当箱以a =2.0m /s 2的加速度竖直向上作匀减速运动时,上顶板的压力传感器显示的压力为6.0N ,下底板的压力传感器显示的压力为10.0N (g 取10m /s 2).(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器示数的一半,试判断箱的运动情况.(2)要使上顶板压力传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?【10】答案:(1)匀速直线运动(2)作向上匀加速或向下匀减速直线运动牛顿第二定律的应用双基训练★★★1.竖直向上飞行的子弹,达到最高点后又返回原处,设整个运动过程中,子弹受到的阻力与速率成正比,则整个运动过程中,加速度的变化是( ).【2】(A )始终变小 (B )始终变大(C )先变大后变小 (D )先变小后变大答案:A★★★2.如图所示,质量分别为m 1和m 2的两个物体中间以轻弹簧相连,并竖直放置.今设法使弹簧为原长(仍竖直),并让它们从高处同时由静止开始自由下落,则下落过程中弹簧形变将是(不计空气阻力)( ).【2】(A )若m 1>m 2,则弹簧将被压缩(B )若m 1<m 2,则弹簧将被拉长(C )只有m 1=m 2,弹簧才会保持原长(D )无论m 1和m 2为何值,弹簧长度均不变答案:D★★★3.如图所示,自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始,到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和所受外力的合力变化情况是( ).【2】(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,速度先变小后变大答案:C★★★4.如图所示,质量不等的木块A 和B 的质量分别为m 1和m 2,置于光滑的水平面上.当水平力F 作用于左端A 上,两物体一起作匀加速运动时,A 、B 间作用力大小为F 1.当水平力F 作用于右端B 上,两物体一起作匀加速运动时,A 、B 间作用力大小为F 2,则( ).【3】(A )在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等(B )在两次作用过程中,F 1+F 2<F(C )在两次作用过程中,F 1+F 2=F(D )在两次作用过程中,2121m m F F答案:ACD★★5.如图所示.质量为M 的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端挂一个质量为m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面的压力为零的瞬间,小球加速度的大小为( ).【2】(A )g (B )m g )m M (- (C )0 (D )mg )m M (+ 答案:D★★★6.如图所示,五块完全相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的摩擦不计.当用力F 推1使它们共同加速运动时,第2块木块对第3块木块的推力为______.【2】答案:F 53纵向应用★★★7.如图所示,一轻绳绕过轻滑轮,绳的一端挂一个质量为60kg 的物体,另一端有一个质量也为60kg 的人拉住绳子站在地上,现人由静止开始沿绳子向上爬,在人向上爬的过程中( ).【2】(A )物体和人的高度差不变(B )物体和人的高度差减小(C )物体始终静止不动(D )人加速、匀速爬时物体和人的高度差变化情况不同答案:A★★★8.如图所示,车厢里悬挂着两个质量不同的小球,上面的球比下面的球质量大,当车厢向右作匀加速运动(空气阻力不计)时,下列各图中正确的是( ).p .24【2】答案:B★★★9.如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m 的小球,下列关于杆对球的作用力F 的判断中,正确的是( ).【3】(A )小车静止时,F =mgcosθ方向沿斜杆向上(B )小车静止时,F =mgcosθ方向垂直斜杆向上(C )小车向右以加速度a 运动时,θsin mg F = (D )小车向左以加速度a 运动时,22)mg ()ma F +=(,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为ga arctan =α 答案:D★★★10.如图所示,两上下底面平行的滑块重叠在一起,置于固定的、倾角为θ的斜面上,滑块A 、B 的质量分别为M 、m ,A 与斜面间的动摩擦因数为μ1,B 与A 之间的动摩擦因数为μ2.已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,滑块上B 受到的摩擦力( ).【3】(A )等于零 (B )方向沿斜面向上(C )大小等于μ1mgcosθ (D )大小等于μ2mgcosθ答案:BC★★★11.如图所示,在光滑水平而上有一质量为M 的斜劈,其斜面倾角为α,一质量为m 的物体放在其光滑斜面上,现用一水平力F推斜劈,恰使物体m 与斜劈间无相对滑动,则斜劈对物块m 的弹力大小为( ).【4】(A )mgcosα(B )αcos mg (C )αcos )m M (mF +(D )αsin )m M (mF + 答案:BD★★★12.如图所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量为m 1和m 2的物体,m 1放在地面上,当m 2的质量发生变化时,m 1的加速度a 的大小与m 2的关系大致如下图所示中的图( ).【3】答案:D★★★13.如图所示,一个轻弹簧,B 端固定,另一端C 与细绳一端共同拉着一个质量为m 的小球,细绳的另一端A 也固定,且AC 、BC 与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2,则烧断细绳的瞬间,小球的加速度a 1=______,弹簧在C 处与小球脱开时小球的加速度a 2=_____.【3】答案:1212gsin ,g )(sin sin θθθθ+ ★★★14.如图所示,斜面倾角为α=30°,斜面上边放一个光滑小球,用与斜面平行的绳把小球系住,使系统以共同的加速度向左作匀加速运动,当绳的拉力恰好为零时,加速度大小为______.若以共同加速度向右作匀加速运动,斜面支持力恰好为零时,加速度的大小为______p .27【5】 答案:g 3,g 33 ★★★15.如图所示,小车上有一竖直杆,总质量为M ,杆上套有一块质量为m 的木块,杆与木块间的动摩擦因数为μ,小车静止时木块可沿杆自由滑下.问:必须对小车施加多大的水平力让车在光滑水平面上运动时,木块才能匀速下滑?【5】答案:g )m M (1F +=μ★★★16.为测定木块与斜面之间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端自静止起作匀加速下滑运动,如图所示.他使用的实验器材仅限于:①倾角固定的斜面(倾角未知),②木块,③秒表,④米尺.实验中应记录的数据是______,计算动摩擦因数的公式是______.为了减小测量的误差,可采用的办法是______.(1997年上海高考试题)【5】答案:h ,d ,L ,t ;dgt 2L d h 22-=μ;多次测量取平均值的方法 ★★★17.如图所示,传送带上表面水平运动,可以把质量m =20kg的行李包沿水平方向送上平板小车的左端.小车的质量M =50kg ,原来静止停在光滑的水平面上,行李包与小车平板间的动摩擦因数是0.4,小车长1-5m .如果传送带将行李包以v 1=2.8m /s 的速度送上小车,问在这种情况下,行李包在小车上相对于平板车滑行的时间是多少?【5】 答案:0.5s★★★18.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,如图所示.(1)当杆在水平方向上同定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,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)?(2000年上海高考试题)【7】 答案:(1)0.5(2)6gs 3g2 ★★★19.如图所示,质发最为0.2kg 的小球A 用细绳悬挂于车顶板的O 点,当小车在外力作用下沿倾角为30°的斜面向上作匀加速直线运动时,球A的悬线恰好与竖直方向成30°夹角.问:(1)小车沿斜面向上运动的加速度多大?(2)悬线对球A 的拉力是多大?g 取10m /s 2.【6】答案:(1)10m /s 2(2)N 32纵向应用★★★20.如图所示是光滑斜面上由静止开始自由下滑的小球的闪光照片,已知闪光频率是每秒10次,图中AB =2.4cm ,BC =7.3cm ,CD =12.2cm ,DE =17.1cm ,据此估算斜面的倾角大小.【5】答案:30°★★★21.如图所示,在光滑水平面上有一密闭水箱,A 、B 、C 三个小球的密度分别为:ρA >ρ水,ρB =ρ水,ρC 〈ρ水,均用细线系在水箱中开始时,水箱静止,细线竖直.现用力向右突然拉动水箱,则().【3】(A )细线均竖直(B )A 线左倾,C 线右倾,B 线竖直(C )细线均左倾(D )A 线右倾,C 线左倾,B 线竖直答案:B★★★22.在水平地面上有一辆运动的平板小车,车上固定一个盛水的烧杯,烧杯的直径为L ,当小车作加速度为a 的匀加速运动时,水面呈如图所示,则小车的加速度方向为______,左右液面的高度差h 为______.答案:向右,gaL ★★★★23.蹦床运动是一种新兴的体育运动项目.运动员在一张水平放置的弹性网上上下蹦跳,同时做出各种优美的姿势.将运动员视为质量为50kg 的质点,在竖直方向上蹦跳的周期为3s ,离弹簧网的最大高度为5m ,则运动员与弹簧网接触期间弹簧网对运动员的平均弹力大小为_____N (g 取10m /s 2).【5】答案:1500★★★★24.如图所示,倾角为α=30°的传送带以恒定速率v =2m /s 运动,皮带始终是绷紧的,皮带AB 长为L =5m ,将质量为m =1kg 的物体放在A点,经t =2.9s 到达B 点,求物体和皮带间的摩擦力.【7】答案:0.8s 前7.5N ,0.8s 后5N★★★★25.如图所示,物体A 、B 的质量m A =m B =6kg ,三个滑轮质量及摩擦均可忽略不计.物体C 与物体A 用细绳相连,细绳绕过三个滑轮,试问物体C 质量为多少时物体B 能够静止不动?【7】答案:m C ≤2kg★★★★26.如图所示,绳子不可伸长,绳和滑轮的重力不计,摩擦不计.重物A 和B 的质量分别为m 1和m 2,求当左边绳上端剪断后,两重物的加速度.【6】答案:g 4m m )2m m (2a 12121++=,g 4m m )2m m (a 12121++= ★★★★27.如图所示,光滑的圆球恰好放存木块的圆弧槽内,它们的左边接触点为A ,槽半径为R ,且OA 与水平面成α角.球的质量为m ,木块的质量为M ,M 所处的平面是水平的,各种摩擦及绳、滑轮的质量都不计.则释放悬挂物P 后,要使球和木块保持相对静止,P 物的质量的最大值是多少?【12】答案:α≤45°时,不论P 多大,小球均不会翻出.α>45°时,ααcot 1cot )m M (m P -+= ★★★★28.如图所示,一条轻绳两端各系着质量为m 1和m 2的两个物体,通过定滑轮悬挂在车厢顶上,m 1>m 2,绳与滑轮的摩擦忽略不计.若车以加速度a 向右运动,m 1仍然与车厢地板相对静止,试问:(1)此时绳上的张力T .(2)m 1与地板之间的摩擦因数μ至少要多大?【12】答案:(1)222a g m T +=(2)22211a g m g m a m +-≥μ。
最新高中物理牛顿第二定律经典例题(精彩4篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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牛顿第二定律 (1)类型一、对牛顿第二定律的理解例1、物体在外力作用下做变速直线运动时( )A .当合外力增大时,加速度增大B .当合外力减小时,物体的速度也减小C .当合外力减小时,物体的速度方向与外力方向相反D .当合外力不变时,物体的速度也一定不变 例2、质量为M 的物块位于粗糙的水平面上,若用大小为F 的水平恒力拉物块,其加速度为a ,当拉力的方向不变,大小变为2F 时,物块的加速度为a '则( )A .a '=aB . a '<2aC .a '>2aD .a '=2a【变式】如图所示,物体P 置于光滑的水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N 的重物,物体P 向右运动的加速度为a 1;若细线下端不挂重物,而用F=10N 的力竖直向下拉细线下端,这时物体P 的加速度为a 2,则:( )A. a 1<a 2B.a 1=a 2C. a 1>a 2D.条件不足,无法判断类型二、牛顿第二定律的应用例3、一个质量为20kg 的物体,只受到两个互成角度90°,大小分别为30N 和40N 的力的作用,两个力的合力多大?产生的加速度多大?【变式1】一个质量为2kg 的物体在三个力的作用下处于平衡,撤去一个大小为10N 向东的力,求撤去该力瞬间此时物体的加速度?【变式2】一个空心小球从距离地面16m 的高处由静止开始落下,经2s 小球落地,已知球的质量为0.4kg ,求它下落过程中所受空气阻力多大?(g=10m/s 2)【变式3】如图,质量m=2kg 25.0=μ的物体静止在水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦因数,现在对物体施加一个大小F=8N 、与水平方向夹角θ=37°角的斜向上的拉力.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s 2,求:(1)物体运动的加速度;(2)物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小。
高中物理牛顿第二定律经典练习题专题训
练(含答案)
高中物理牛顿第二定律经典练题专题训练(含答案)
1. Problem
已知一个物体质量为$m$,受到一个力$F$,物体所受加速度为$a$。
根据牛顿第二定律,力、质量和加速度之间的关系可以表示为:
$$F = ma$$
请计算以下问题:
1. 如果质量$m$为2kg,加速度$a$为3m/s^2,求所受的力
$F$的大小。
2. 如果质量$m$为5kg,力$F$的大小为10N,求物体的加速度$a$。
2. Solution
使用牛顿第二定律的公式$F = ma$来解决这些问题。
1. 问题1中,已知质量$m$为2kg,加速度$a$为3m/s^2。
将这些值代入牛顿第二定律的公式,可以得到:
$$F = 2 \times 3 = 6 \,\text{N}$$
所以,所受的力$F$的大小为6N。
2. 问题2中,已知质量$m$为5kg,力$F$的大小为10N。
将这些值代入牛顿第二定律的公式,可以得到:
$$10 = 5a$$
解方程可以得到:
$$a = \frac{10}{5} = 2 \,\text{m/s}^2$$
所以,物体的加速度$a$为2m/s^2。
3. Conclusion
通过计算题目中给定的质量、力和加速度,我们可以使用牛顿第二定律的公式$F = ma$来求解相关问题。
掌握这一定律的应用可以帮助我们更好地理解物体运动的规律和相互作用。
牛顿第二运动定律【例1】物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图3-2所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回,则以下说法正确的是:A、物体从A下降和到B的过程中,速率不断变小B、物体从B上升到A的过程中,速率不断变大C、物体从A下降B,以及从B上升到A的过程中,速率都是先增大,后减小D、物体在B点时,所受合力为零的对应关系,弹簧这种特【解析】本题主要研究a与F合殊模型的变化特点,以及由物体的受力情况判断物体的运动性质。
对物体运动过程及状态分析清楚,同时对物=0,体正确的受力分析,是解决本题的关键,找出AB之间的C位置,此时F合由A→C的过程中,由mg>kx1,得a=g-kx1/m,物体做a减小的变加速直线运动。
在C位置mg=kx c,a=0,物体速度达最大。
由C→B的过程中,由于mg<kx2,a=kx2/m-g,物体做a增加的减速直线运动。
同理,当物体从B→A时,可以分析B→C做加速度度越来越小的变加速直线运动;从C→A做加速度越来越大的减速直线运动。
C正确。
例2如图3-10所示,在原来静止的木箱内,放有A物体,A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止,现突然发现A被弹簧拉动,则木箱的运动情况可能是A、加速下降B、减速上升肥C、匀速向右运动D、加速向左运动【解析】木箱未运动前,A物体处于受力平衡状态,受力情况为:重力mg,箱底的支持力N,弹簧拉力F和最大的静摩擦力f m(向左)由平衡条件知:N=mg F=f m。
由于发现A弹簧向右拉动(已知),可能有两种原因,一种是由A向右被拉动推知,F>f m′,(新情况下的最大静摩擦力),可见f m>f m′即是最大静摩擦力减小了,由f m=μN知正压力N减小了,即发生了失重现象,故物体运动的加速度必然竖直向下,所以木箱的运动情况可能是加速下降或减速上升,故A、B正确。
另一种原因是木箱向左加速运动,由于惯性原因,木块必然向中滑动,故D 正确。
高一物理(必修一)《牛顿第二定律》练习题(附答案解析)班级:___________姓名:___________考号:___________一、单选题1.在升降机底部安装一个加速度传感器,其上放置了一个质量为m的小物块,如图甲所示。
升降机从t=0时刻开始竖直向上运动,加速度传感器显示加速度a随时间t变化的图像如图乙所示。
取竖直向上为正方()A.速度不断减小B.加速度先变小再变大C.先是加速度增大的加速运动,后是加速度减小的减速运动D.到最低点时,小孩和杆处于平衡状态5.蹦床运动深受人们喜爱,如图为小明同学在杭州某蹦床馆,利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。
假设小明仅在竖直方向运动,忽略空气阻力,依据图像给出的物理信息,可得()A.7.5s至8.3s内,运动员先处于失重状态再处于超重状态B.小明的最大加速度为502m/sC.小明上升的最大高度为20mD.小明在整个蹦床过程中机械能守恒θ=︒的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m。
物块A静止在轻弹簧上面,6.如图所示,在倾角为30物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。
已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是()g g3g二、多选题10.甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a甲=4 m/s2,a乙=4-m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确Mg5参考答案与解析1.C【详解】AB.当a>0时,物块具有向上的加速度,处于超重状态,故AB错误;C.t=t0时刻,a=0,F N=mg,故C正确;D.t=3t0时刻,a=2g,由牛顿第二定律有F N-mg=ma得F N=3mg故D错误。
故选C。
2.D【详解】A.梦天舱和天和舱因之间因冲击对梦天舱和天和舱产生的力大小相等方向相反,可知梦天舱和天可知梦天舱和天和舱的加速度大小不相和舱的加速度方向不同,梦天舱和天和舱的质量不等,根据F ma等,故A错误;B.空间站内的宇航员受到地球的万有引力,由于万有引力全部提供做圆周运动的向心力,所以宇航员处于完全失重状态,故B错误;C.第一宇宙速度为环绕地球做圆周运动的物体的最大速度,可知对接后空间站绕地运行速度小于第一宇宙速度,故C错误;D.对接后空间站的速度会发生变化,若不启动发动机调整轨道,对接后空间站的轨道将会是椭圆,故D正第11 页共11 页。
高一物理牛顿第二定律典型例题讲解与错误分析【例1】在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作 [ ]A.匀减速运动B.匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动【分析】木块受到外力作用必有加速度,已知外力方向不变,数值变小,根据牛顿第二定律可知,木块加速度的方向不变,大小在逐渐变小,也就是木块每秒增加的速度在减少,由于加速度方向与速度方向一致,木块的速度大小仍在不断增加,即木块作的是加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动.【答】 D.【例2】一个质量m=2kg的木块,放在光滑水平桌面上,受到三个大小均为F=10N、与桌面平行、互成120°角的拉力作用,则物体的加速度多大?若把其中一个力反向,物体的加速度又为多少?【分析】物体的加速度由它所受的合外力决定.放在水平桌面上的木块共受到五个力作用:竖直方向的重力和桌面弹力,水平方向的三个拉力.由于木块在竖直方向处于力平衡状态,因此,只需由水平拉力算出合外力即可由牛顿第二定律得到加速度.(1)由于同一平面内、大小相等、互成120°角的三个力的合力等于零,所以木块的加速度a=0.(2)物体受到三个力作用平衡时,其中任何两个力的合力必与第三个力等值反向.如果把某一个力反向,则木块所受的合力F合=2F=20N,所以其加速度为:它的方向与反向后的这个力方向相同.【例3】沿光滑斜面下滑的物体受到的力是 [ ]A.力和斜面支持力B.重力、下滑力和斜面支持力C.重力、正压力和斜面支持力D.重力、正压力、下滑力和斜面支持力【误解一】选(B)。
【误解二】选(C)。
【正确解答】选(A)。
【错因分析与解题指导】 [误解一]依据物体沿斜面下滑的事实臆断物体受到了下滑力,不理解下滑力是重力的一个分力,犯了重复分析力的错误。
[误解二]中的“正压力”本是垂直于物体接触表面的力,要说物体受的,也就是斜面支持力。
高一物理牛顿第二定律典型题归纳1.钢球在盛有足够深油的油罐中由静止开始下落,若油对球的阻力正比于其速率,则球的运动情况是( )A.先加速后匀速B.先加速后减速最后静止C.先加速后减速最后匀速D.加速度逐渐减小到零2.如图所示,一木块在水平恒力的作用下,沿光滑水平面向右做加速运动,前方墙上固定有一劲度系数足够大的弹簧,当木块接触弹簧后,将( )A.立即做减速运动B.立即做匀速运动C.在一段时间内速度继续增大D.当弹簧压缩量为最大时,物体速度为零,处于平衡状态3.如图所示,一物体从由面上的Q点由静止开始下滑,通过一段粗糙的传送带,传送带静止,从A运动到B 的时间为t₁:若传送带的皮带在轮子转动的带动下,上表面向左匀速运动,再次把物体从曲面的Q点由静止开始下滑,达到A点时速度与第一次相同,从A到B运动的时间为t₂,则( )A. t₁=t₂B. t₁>t₂C. t₁<t₂D.无法确定4.质量为m₁的物体放在A 地,用竖直向上的力F拉物体,物体的加速度a与拉力F的关系如图中的①所示:质量为m₂的物体在B地做类似实验,测得a-F关系如图中的②所示,设两地重力加速度分别为g₁和g₂由图可判定( )A. m₁>m₂,g₁=8;B. m₁<m₂,g₁=8;C. m₁=m₂,g₁>g₂D. m₁=m₂,g₁<g₂5.匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧,弹簧下端挂一小球,若升降机突然停止,在地面观察者看来,小球在继续上升的过程中( )A.速度逐渐减小B.速度先增大后减小C.加速度先减小后增大D.加速度逐渐减小6.从加速竖直上升的气球上落下一个物体,在物体刚离开气球的瞬间,下列说法正确的是( )A.物体立即向下做自由落体运动B.物体具有竖直向上的加速度C.物体的速度为零,但具有竖直向下的加速度D.物体具有竖直向上的速度和竖直向下的加速度。
高中物理 必修二【牛顿第二定律的应用】典型题1. (多选)如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F 作用,前方固定一足够长的水平轻弹簧,则当木块接触弹簧后,下列判断正确的是( )A .木块立即做减速运动B .木块在一段时间内速度仍增大C .当F 等于弹簧弹力时,木块速度最大D .弹簧压缩量最大时,木块速度为零但加速度不为零解析:选BCD .木块刚开始接触弹簧时,弹簧对木块的作用力小于外力F ,木块继续向右做加速度逐渐减小的加速运动,直到二力相等,而后,弹簧对木块的作用力大于外力F ,木块继续向右做加速度逐渐增大的减速运动,直到速度为零,但此时木块的加速度不为零,故选项A 错误,B 、C 、D 正确.2.质量为1 t 的汽车在平直公路上以10 m/s 的速度匀速行驶,阻力大小不变,从某时刻开始,汽车牵引力减少2 000 N ,那么从该时刻起经过6 s ,汽车行驶的路程是( )A .50 mB .42 mC .25 mD .24 m解析:选C .汽车匀速行驶时,F =F f ①,设汽车牵引力减小后加速度大小为a ,牵引力减少ΔF =2 000 N 时,F f -(F -ΔF )=ma ②,解①②得a =2 m/s 2,与速度方向相反,汽车做匀减速直线运动,设经时间t 汽车停止运动,则t =v 0a =102 s =5 s ,故汽车行驶的路程x =v 02t =102×5 m =25 m ,故选项C 正确.3. (多选)建设房屋时,保持底边L 不变,要设计好屋顶的倾角θ,以便下雨时落在房顶的雨滴能尽快地滑离屋顶,雨滴下滑时可视为小球做无初速度、无摩擦的运动.下列说法正确的是( )A .倾角θ越大,雨滴下滑时的加速度越大B.倾角θ越大,雨滴对屋顶压力越大C.倾角θ越大,雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度越大D.倾角θ越大,雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的时间越短解析:选AC.设屋檐的底角为θ,底边长度为L,注意底边长度是不变的,屋顶的坡面长度为x,雨滴下滑时加速度为a,对雨滴受力分析,只受重力mg和屋顶对雨滴的支持力F N,垂直于屋顶方向:mg cos θ=F N,平行于屋顶方向:ma=mg sin θ.雨滴的加速度为:a=g sin θ,则倾角θ越大,雨滴下滑时的加速度越大,故A正确;雨滴对屋顶的压力大小:F N′=F N=mg cos θ,则倾角θ越大,雨滴对屋顶压力越小,故B错误;根据三角关系判断,屋顶坡面的长度x=L2cos θ,由x=12g sin θ·t2,可得:t=2Lg sin 2θ,可见当θ=45°时,用时最短,D错误;由v=g sin θ·t可得:v=gL tan θ,可见θ越大,雨滴从顶端O下滑至M时的速度越大,C正确.4.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=2 kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36 N,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=5 s时离地面的高度为75 m(g取10 m/s2).(1)求运动过程中所受空气阻力大小;(2)假设由于动力设备故障,悬停的无人机突然失去升力而坠落.无人机坠落地面时的速度为40 m/s,求无人机悬停时距地面高度;(3)假设在第(2)问中的无人机坠落过程中,在遥控设备的干预下,动力设备重新启动提供向上的最大升力.为保证安全着地,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间.解析:(1)根据题意,在上升过程中由牛顿第二定律得:F-mg-F f=ma由运动学规律得,上升高度:h =12at 2联立解得:F f =4 N.(2)下落过程由牛顿第二定律: mg -F f =ma 1 得:a 1=8 m/s 2 落地时的速度v 2=2a 1H 联立解得:H =100 m.(3)恢复升力后向下减速,由牛顿第二定律得: F -mg +F f =ma 2 得:a 2=10 m/s 2设恢复升力后的速度为v m ,则有 v 2m 2a 1+v 2m2a 2=H 得:v m =4053 m/s由:v m =a 1t 1 得:t 1=553s.答案:(1)4 N (2)100 m (3)553s5.一质量为m =2 kg 的滑块能在倾角为θ=30°的足够长的斜面上以加速度a =2.5 m/s 2匀加速下滑.如图所示,若用一水平向右的恒力F 作用于滑块,使之由静止开始在t =2 s 内能沿斜面运动位移x =4 m .求:(g 取10 m/s 2)(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数μ; (2)恒力F 的大小.解析:(1)对滑块,根据牛顿第二定律可得: mg sin θ-μmg cos θ=ma ,解得:μ=36.(2)使滑块沿斜面做匀加速直线运动,有加速度沿斜面向上和向下两种可能.由x=12a1t2,得a1=2 m/s2,当加速度沿斜面向上时:F cos θ-mg sin θ-μ(F sin θ+mg cos θ)=ma1,代入数据解得:F=7635N;当加速度沿斜面向下时:mg sin θ-F cos θ-μ(F sin θ+mg cos θ)=ma1,代入数据解得:F=437N.答案:(1)36(2)7635N或437N6.(多选)一个质量为2 kg的物体,在5个共点力作用下处于平衡状态.现同时撤去大小分别为15 N和10 N的两个力,其余的力保持不变,关于此后该物体的运动的说法中正确的是()A.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5 m/s2B.一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小C.可能做匀减速直线运动,加速度大小是2.5 m/s2D.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小是5 m/s2解析:选BC.根据平衡条件得知,其余力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反,则撤去大小分别为15 N和10 N的两个力后,物体的合力大小范围为5 N≤F合≤25 N,根据牛顿第二定律a=Fm得:物体的加速度范围为2.5 m/s2≤a≤12.5 m/s2.若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上,物体做匀变速曲线运动,加速度大小可能为5 m/s2,故A错误.由于撤去两个力后其余力保持不变,则物体所受的合力不变,一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小,故B正确.若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时,物体做匀减速直线运动,故C正确.由于撤去两个力后其余力保持不变,在恒力作用下不可能做匀速圆周运动,故D错误.7.如图所示,几条足够长的光滑直轨道与水平面成不同角度,从P 点以大小不同的初速度沿各轨道发射小球,若各小球恰好在相同的时间内到达各自的最高点,则各小球最高点的位置( )A .在同一水平线上B .在同一竖直线上C .在同一抛物线上D .在同一圆周上解析:选D .设某一直轨道与水平面成θ角,末速度为零的匀减速直线运动可逆向看成初速度为零的匀加速直线运动,则小球在直轨道上运动的加速度a =mg sin θm =g sin θ,由位移公式得l =12at 2=12g sin θ·t 2,即l sin θ=12gt 2,不同的倾角θ对应不同的位移l ,但l sin θ相同,即各小球最高点的位置在直径为12gt 2的圆周上,选项D 正确.8.如图所示,B 是水平地面上AC 的中点,可视为质点的小物块以某一初速度从A 点滑动到C 点停止.小物块经过B 点时的速度等于它在A 点时速度的一半.则小物块与AB 段间的动摩擦因数μ1和BC 段间的动摩擦因数μ2的比值为( )A .1B .2C .3D .4解析:选C .物块从A 到B 根据牛顿第二定律,有μ1mg =ma 1,得a 1=μ1g .从B 到C 根据牛顿第二定律,有μ2mg =ma 2,得a 2=μ2g .设小物块在A 点时速度大小为v ,则在B 点时速度大小为v 2,由于AB =BC =l ,由运动学公式知,从A 到B :⎝⎛⎭⎫v 22-v 2=-2μ1gl ,从B到C ∶0-⎝⎛⎭⎫v22=-2μ2gl ,联立解得μ1=3μ2,故选项C 正确,A 、B 、D 错误.9.有一个冰上滑木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在有效区域内,视为成功;若箱最后未停在有效区域内就视为失败.其简化模型如图所示,AC 是长度为L 1=7 m 的水平冰面,选手们可将木箱放在A 点,从A 点开始用一恒定不变的水平推力推木箱,BC 为有效区域.已知BC 长度L 2=1 m ,木箱的质量m =50 kg ,木箱与冰面间的动摩擦因数μ=0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F =200 N ,木箱沿AC 做直线运动,若木箱可视为质点,g 取10 m/s 2.那么该选手要想游戏获得成功,试求:(1)推力作用在木箱上时的加速度大小; (2)推力作用在木箱上的时间满足的条件.解析:(1)设推力作用在木箱上时的加速度大小为a 1,根据牛顿第二定律得 F -μmg =ma 1, 解得a 1=3 m/s 2.(2)设撤去推力后,木箱的加速度大小为a 2,根据牛顿第二定律得 μmg =ma 2, 解得a 2=1 m/s 2.推力作用在木箱上时间t 内的位移为x 1=12a 1t 2.撤去推力后木箱继续滑行的距离为x 2=(a 1t )22a 2.为使木箱停在有效区域内,要满足 L 1-L 2≤x 1+x 2≤L 1, 解得1 s ≤t ≤76s. 答案:(1)3 m/s 2 (2)1 s ≤t ≤76s 10.如图所示,一儿童玩具静止在水平地面上,一名幼儿用沿与水平面成30°角的恒力拉着它沿水平地面运动,已知拉力F =6.5 N ,玩具的质量m =1 kg ,经过时间t =2.0 s ,玩具移动的距离x =2 3 m ,这时幼儿将手松开,玩具又滑行了一段距离后停下.(g 取10 m/s 2)求:(1)玩具与地面间的动摩擦因数. (2)松手后玩具还能滑行多远?(3)幼儿要拉动玩具,拉力F 与水平方向夹角θ为多少时拉力F 最小? 解析:(1)玩具做初速度为零的匀加速直线运动,由位移公式可得 x =12at 2,解得a = 3 m/s 2,对玩具,由牛顿第二定律得 F cos 30°-μ(mg -F sin 30°)=ma , 解得μ=33. (2)松手时,玩具的速度v =at =2 3 m/s 松手后,由牛顿第二定律得μmg =ma ′, 解得a ′=1033m/s 2.由匀变速运动的速度位移公式得 玩具的位移x ′=0-v 2-2a ′=335 m.(3)设拉力与水平方向的夹角为θ,玩具要在水平面上运动,则 F cos θ-F f >0,F f =μF N , 在竖直方向上,由平衡条件得 F N +F sin θ=mg , 解得F >μmgcos θ+μsin θ.因为cos θ+μsin θ=1+μ2sin(60°+θ),所以当θ=30°时,拉力最小. 答案:(1)33 (2)335m (3)30°。
第三章第二讲牛顿第二定律练习题1.关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是( D )A.物体运动的速率不变,其运动状态就不变B.物体运动的加速度不变,其运动状态就不变C.物体运动状态的改变包括两种情况:一是由静止到运动,二是由运动到静止D.物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变2.关于运动和力,正确的说法是( D )A.物体速度为零时,合外力一定为零 B.物体作曲线运动,合外力一定是变力C.物体作直线运动,合外力一定是恒力 D.物体作匀速运动,合外力一定为零3.在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作( C )A.匀减速运动 B.匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动 D.速度逐渐增大的变加速运动4.在牛顿第二定律公式F=km·a中,比例常数k的数值:( D )A.在任何情况下都等于1B.k值是由质量、加速度和力的大小决定的C.k值是由质量、加速度和力的单位决定的D.在国际单位制中,k的数值一定等于15.如图1所示,一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态的下列几种描述中,正确的是( BD )A.接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越大,速度越来越小,最后等于零B.接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零C.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D.接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方6.在水平地面上放有一三角形滑块,滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加速下滑,若三角形滑块始终保持静止,如图2所示.则地面对三角形滑块( B )A.有摩擦力作用,方向向右B.有摩擦力作用,方向向左C.没有摩擦力作用D.条件不足,无法判断7.设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是( BD )A.先加速后减速,最后静止B.先加速后匀速C.先加速后减速直至匀速D.加速度逐渐减小到零8.放在水平面上的物体,在水平拉力F的作用下以加速度a运动,现将拉力F改为2F(仍然水平方向),物体运动的加速度大小变为a′.则( D )A.a′=a B.a<a′<2a C.a′=2a D.a′>2a9.一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又马上使其恢复到原值(方向不变),则( AC )A.物体始终向西运动 B.物体先向西运动后向东运动C.物体的加速度先增大后减小 D.物体的速度先增大后减小10.在牛顿第二定律公式F=Kma中,比例常数K的数值( CD )A.在任何情况下都等于1;B.K值是由质量、加速度和力的大小决定的;C.K值是由质量、加速度和力的单位决定的;D.在国际单位制中,K的数值一定等于1。
牛顿第二定律1.因果性力是产生加速度的原因,反之不对,没有力也就没有加速度. 2.矢量性公式F =ma 是矢量式,任一瞬时,a 的方向均与F 合方向相同,当F 合方向变化时,a 的方向同时变化.3.瞬时性牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系,a 为某一时刻的加速度,F 为该时刻物体所受合外力.4.同一性有两层意思:一是指加速度a 相对同一惯性系(一般指地球),二是指F =ma 中F 、m 、a 必须对应同一物体或同一个系统.5.独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律,而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和,分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律,即:F x =ma x ,F y =ma y .6.相对性物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的. 例1 下列关于力和运动关系的几种说法,正确的是( ) A .物体所受合力的方向,就是物体运动的方向 B .物体所受合力不为零时,其速度不可能为零 C .物体所受合力不为零,则其加速度一定不为零 D .物体所受合力变小时,物体一定作减速运动例2 质量为m 的木块,以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩因数为μ,如图所示,求:(1)木块向上滑动的加速度;(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,下滑时的加速度多大?例3 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4-3-2所示,对物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对B 的作用力等于( )A .FB .m 2m 1+m 2FC .m 1m 2FD .m 1m 1+m 2F 1.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F ,当力刚开始作用瞬间( ) A .物体立即获得速度 B .物体立即获得加速度C .物体同时获得速度和加速度D .由于物体没有来得及运动,所以速度和加速度都为零2.下列对牛顿第二定律的表达式F =ma 及其变形公式的理解,正确的是( )①由F =ma 可知,物体受到的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;②由m =F/a 可知,物体的质量与其所受的合力成正比,与其运动的加速度成反比;③由a =F/m 可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比;④由m =F/a 可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求得.A.①②B.②③C.③④D.①④3.下面四个图象分别表示四个物体的位移、速度、加速度和摩擦力随时间变化的规律.其中反映物体受力不可能...平衡的是()4.下面说法中正确的是()A.同一物体的运动速度越大,受到的合力越大B.同一物体的运动速度变化率越小,受到的合力也越小C.物体的质量与它所受的合力成正比D.同一物体的运动速度变化越大,受到的合力也越大5.一质量为m=1 kg的物体在水平恒力F作用下水平运动,1 s末撤去恒力F,其v-t图象如图4-3-3所示,则恒力F和物体所受阻力F f的大小是()A.F=8 N B.F=9 N C.F f=2 N D.F f=3 N6.一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动.第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a1.第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a2.则()A.a1=a2B.a1<a2C.a1>a2D.无法判断7.某一旅游景区,建有一山坡滑草运动项目.该山坡可看成倾角θ=30°的斜面,一名游客连同滑草装置总质量m=80 kg,他从静止开始匀加速下滑,在时间t=5 s内沿斜面滑下的位移x=50 m.(不计空气阻力,取g=10 m/s2,结果保留2位有效数字)问(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大?(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大?8.水平面上有一质量为1 kg的木块,在水平向右、大小为5 N的力作用下,由静止开始运动.若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2.(1)画出木块的受力示意图;(2)求木块运动的加速度;(3)求出木块4 s内的位移.(g取10 m/s2)力与速度和加速度的关系例1 关于速度、加速度和合力之间的关系,下述说法正确的是( A ) A .做匀变速直线运动的物体,它所受合力是恒定不变的B .做匀变速直线运动的物体,它的速度、加速度、合力三者总是在同一方向上C .物体受到的合力增大时,物体的运动速度一定加快D .物体所受合力为零时,一定处于静止状态 例2 如图4-3-1所示,质量分别为m A 和m B 的A 和B 两球用轻弹簧连接,A 球用细绳悬挂起来,两球均处于静止状态.如果将悬挂A 球的细线剪断,此时A 和B 两球的瞬时加速度各是多少?拓展探究 (1)例题中将A 、B 间的弹簧换成弹性橡皮条,如图4-3-2甲所示,剪断悬挂A 球的细线的瞬间,A 、B 的加速度分别为多大?(2)在例题中,将A 、B 之间的轻弹簧与悬挂A 球的细绳交换位置,如图4-3-2乙所示,如果把A 、B 之间的细绳剪断则A 、B 两球的瞬时加速度各是多少?图4-3-2牛顿第二定律和正交分解法例3 质量m =1 kg 的球穿在斜杆上,斜杆与水平方向夹角α=30°,球与杆之间的动摩擦因数μ=36,球受到竖直向上的拉力F =20 N ,求球运动的加速度.(g =10 m /s 2)如图4-3-3所示,自动扶梯与水平面夹角为θ,上面站着质量为m 的人,当自动扶梯以加速度a 加速向上运动时,求扶梯对人的弹力F N 和扶梯对人的摩擦力F f .1.关于速度、加速度、合力的关系,下列说法中不正确...的是() A.不为零的合力作用于原来静止物体的瞬间,物体立刻获得加速度B.加速度的方向与合力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同C.在初速度为零的匀加速直线运动中,速度、加速度与合力的方向总是一致的D.合力变小,物体的速度一定变小2.一个质量为2 kg的物体同时受到两个力的作用,这两个力的大小分别为2 N和6 N,当两个力的方向发生变化时,物体的加速度大小可能为( )A.1 m/s2B.2 m/s2C.3 m/s2D.4 m/s23.如图4-3-4所示向东的力F1单独作用在物体上,产生的加速度为a1;向北的力F2单独作用在同一个物体上,产生的加速度为a2.则F1和F2同时作用在该物体上,产生的加速度()A.大小为a1-a2B.大小为a1+a2C.方向为东偏北arctan a2 a1D.方向为与较大的力同向4.关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是()A.公式F=ma中,各量的单位可以任意选取B.某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受的合力,而与这之前或之后的受力无关C.公式F=ma中,a实际上是作用于物体上的每一个力所产生的加速度的矢量和D.物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致5.如图4-3-5所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ.现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离是()A.L+μm1gk B.L+μ(m1+m2)gkC.L+μm2gk D.L+μm1m2gk(m1+m2)6.如图所示,用手提一轻弹簧,弹簧下端挂一金属球.在将整个装置匀加速上提的过程中,手突然停止不动,则在此后一小段时间内()A.小球立即停止运动B.小球继续向上做减速运动C.小球的速度与弹簧的形变量都要减小D.小球的加速度减小7.跳伞运动员在下落的过程中,假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比,即F=kv2,比例系数k=20 N·s2/m2,跳伞运动员与伞的总质量为72 kg,起跳高度足够高,则:(1)跳伞运动员在空中做什么运动?收尾速度是多大?(2)当速度达到4 m/s时,下落加速度是多大?8.如图4-3-7所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.如果人和滑板的总质量m=60 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC为L=20.0 m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?9.在高速公路上以v0=108 km/h速度行驶的汽车,急刹车后车轮迅速停止转动,与地面间的动摩擦因数μ=0.8.乘客如果系上安全带,人和车同时停止.如果没有系安全带,由于惯性乘客将以原速度向前冲出,与座位前方硬物碰撞.设碰后人的速度变为反向,大小变为0.2v0,碰撞时间为0.03 s,求系了安全带后可使乘客受到的力减小为不系安全带时撞击力的多少分之一?。
牛顿第二定律练习题(经典好题)1、当质量为m的物体受到水平拉力F作用时,其产生的加速度为a。
若水平拉力变为2F,则物体产生的加速度为2a,即选项C。
2、根据牛顿第二定律,单独作用于某一物体上的力和加速度之间成正比,因此F1/F2=3/1,即F1=3F2.两个力同时作用于该物体时,根据牛顿第二定律,加速度等于合力除以物体质量,因此可得加速度为4m/s2,即选项D。
3、根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体质量乘以加速度。
已知合力为F1+F2=14N,加速度为2.5m/s2,因此可得物体质量为5.6kg。
4、因为弹簧对两球的拉力大小相等,根据牛顿第二定律可得F/2=ma,其中a为两球的加速度。
因此A球的加速度为F/2m,B球的加速度为F/2m,即选项A和C。
5、由于两小球质量相等,因此在细绳烧断的瞬间,它们受到的合力相等,根据牛顿第二定律可得加速度大小相等,即aA=aB=g,即选项A。
6、(1)根据牛顿第一定律,匀速运动时物体所受合力为零,因此F=μG=0.3×200N=60N。
(2)根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体质量乘以加速度加上摩擦力,即F=ma+μmg。
代入已知数据可得F=ma+60N。
因为题目给定了加速度为10m/s2,因此可得F=ma+60N=200N。
7、根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体质量乘以加速度加上摩擦力,其中摩擦力的大小为物体与斜面间的滑动摩擦因数乘以物体所受垂直于斜面的支持力。
因为物体在斜面上匀速下滑,所以合力为零,即mgcosθ=μmgsinθ,解得滑动摩擦因数为μ=tanθ。
8、根据牛顿第一定律,球所受合力为零,因此挡板和斜面所受支持力大小相等,即F1=F2=G/2=10N。
9、物体受到的合力分解成水平方向和竖直方向的分力,其中竖直方向的分力等于物体重力,水平方向的分力等于恒力F的投影。
因为物体做匀速运动,所以水平方向的分力等于摩擦力,即Fcosθ=μmg,解得摩擦力大小为F=μmg/cosθ。
精心整理题型一对牛顿第二定律的理解1、关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( ) A .公式F =ma 中,各量的单位可以任意选取B .某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力,而与这之前或之后的受力无关C .公式F =ma 中,a 实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和D .物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致 【变式】.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为( ) A .牛顿的第二定律不适用于静止物体B .桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到C .推力小于静摩擦力,加速度是负的D .桌子所受的合力为零题型二 牛顿第二定律的瞬时性2、如图所示,质量均为m 的A 和B 两球用轻弹簧连接,A 球用细线悬挂起来,两球均处于静止状态.如果将悬挂A 球的细线剪断,此时A 和B 两球的瞬间加速度各是多少? 【变式】.(2010·全国卷Ⅰ)如图4—3—3,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a 1、a 2.重力加速度大小为g .则有( ) A.a1=0,a2=gB.a1=g,a2=gC.a1=0,a2=(m+M)g/MD.a1=g,a2=(m+M)g/M 题型三 牛顿第二定律的独立性3 如图所示,质量m =2kg 的物体放在光滑水平面上,受到水平且相互垂直的两个力F 1、F 2的作用,且F 1=3N ,F 2=4N .试求物体的加速度大小. 【变式】.如图所示,电梯与水平面夹角为30°,当电梯加速向上运动时,梯面对人的支持力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍? 题型四 运动和力的关系4 如图所示,一轻质弹簧一端固定在墙上的O 点,自由伸长到B 点.今用一小物体m 把弹簧压缩到A 点(m 与弹簧不连接),然后释放,小物体能经B 点运动到C 点而静止.小物体m 与水平面间的动摩擦因数μ恒定,则下列说法中正确的是( ) A .物体从A 到B 速度越来越大 B .物体从A 到B 速度先增加后减小 C .物体从A 到B 加速度越来越小D .物体从A 到B 加速度先减小后增加 【变式】.(2010·福建理综高考)质量为2kg 的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t =0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用,F 随时间t 的变化规律如图所示.重力加速度g 取10m/s 2,则物体在t =0至t =12s 这段时间的位移大小为( ) A .18mB .54m C .72mD .198m题型五 牛顿第二定律的应用5、质量为2kg 的物体与水平面的动摩擦因数为0.2,现对物体用一向右与水平方向成37°、大小为10N 的斜向上拉力F ,使之向右做匀加速直线运动,如图甲所示,求物体运动的加速度的大小.(g 取10m/s.)牛顿第二定律经典习题训练班级姓名【变式】.一只装有工件的木箱,质量m =40kg.木箱与水平地面的动摩擦因数μ=0.3,现用200N 的斜向右下方的力F 推木箱,推力的方向与水平面成θ=30°角,如下图所示.求木箱的加速度大小.(g 取9.8m/s 2) 强化练习 一、选择题1.下列说法中正确的是( )A .物体所受合外力为零,物体的速度必为零B .物体所受合外力越大,物体的加速度越大,速度也越大C .物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致D .物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致 2.关于力的单位“牛顿”,下列说法正确的是( ) A .使2kg 的物体产生2m/s 2加速度的力,叫做1NB .使质量是0.5kg 的物体产生1.5m/s 2的加速度的力,叫做1NC .使质量是1kg 的物体产生1m/s 2的加速度的力,叫做1N D .使质量是2kg 的物体产生1m/s 2的加速度的力,叫做1N 3.关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )A .加速度和力的关系是瞬时对应关系,即a 与F 是同时产生,同时变化,同时消失B .物体只有受到力作用时,才有加速度,但不一定有速度C .任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,但与速度v 不一定同向D .当物体受到几个力作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作用所产生的分加速度的合成 4.质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为F f ,加速度a =g ,则F f 的大小是( )A .F f =mgB .F f =mgC .F f =mgD .F f =mg5.如图1所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N 、完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1kg 的物块,在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为10N ,当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为8N ,这时小车运动的加速度大小是( ) A .2m/s 2B .4m/s 2 C .6m/s 2D .8m/s 26.搬运工人沿粗糙斜面把一物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F 时,物体的加速度为a 1;若保持力的方向不变,大小变为2F 时,物体的加速度为a 2,则( ) A .a 1=a 2B .a 1<a 2<2a 1 C .a 2=2a 1D .a 2>2a 1 二、非选择题7.如图2所示,三物体A 、B 、C 的质量均相等,用轻弹簧和细绳相连后竖直悬挂,当把A 、B 之间的细绳剪断的瞬间,求三物体的加速度大小为a A 、a B 、a C .8.甲、乙、丙三物体质量之比为5∶3∶2,所受合外力之比为2∶3∶5,则甲、乙、丙三物体加速度大小之比为________.9.质量为2kg 的物体,运动的加速度为1m/s 2,则所受合外力大小为多大?若物体所受合外力大小为8N ,那么,物体的加速度大小为多大?10.质量为6×103kg 的车,在水平力F =3×104N 的牵引下,沿水平地面前进,如果阻力为车重的0.05倍,求车获得的加速度是多少?(g 取10m/s 2)11.质量为2kg 物体静止在光滑的水平面上,若有大小均为10N 的两个外力同时作用于它,一个力水平向东,另一个力水平向南,求它的加速度.12.质量m 1=10kg 的物体在竖直向上的恒定拉力F 作用下,以a 1=2m/s 2的加速度匀加速上升,拉图1 图力F 多大?若将拉力F 作用在另一物体上,物体能以a 2=2m/s 2的加速度匀加速下降,该物体的质量m 2应为多大?(g 取10m/s 2,空气阻力不计)13.在无风的天气里,一质量为0.2g 的雨滴在空中竖直下落,由于受到空气的阻力,最后以某一恒定的速度下落,这个恒定的速度通常叫收尾速度.(1)雨滴达到收尾速度时受到的空气阻力是多大?(g =10m/s 2)(2)若空气阻力与雨滴的速度成正比,试定性分析雨滴下落过程中加速度和速度如何变化. 参考答案1【答案】 BC 答案:D 2答案:B 球瞬间加速度aB =0.aA =2g ,方向向下.答案c 32.5m/s 2答案 4、【答案】 BD 答案:B 5、1234答案:562F 7物体受2g 0 89101112由牛顿第二定律F -m 1g =m 1a 1,代入数据得F =120N.若作用在另一物体上m 2g -F =m 2a 2,代入数据得m 2=15kg.答案:120N 15kg 13、解析:(1)雨滴达到收尾速度时受到的空气阻力和重力是一对平衡力,所以F f =mg =2×10-3N.(2)雨滴刚开始下落的瞬间,速度为零,因而阻力也为零,加速度为重力加速度g ;随着速度的增大,阻力也逐渐增大,合力减小,加速度也减小;当速度增大到某一值时,阻力的大小增大到等于重力,雨滴所受合力也为零,速度将不再增大,雨滴匀速下落.答案:(1)2×10-3N (2)加速度由g 逐渐减小直至为零,速度从零增大直至最后不变5。
牛顿第二定律专题1.考纲解读2.考点整合考点一牛顿第二定律1.定律内容:物体的加速度跟物体成正比,跟物体的成反比,加速度的方向跟合外力的方向 .2.牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.“矢量性”是指加速度的方向取决,“瞬时性”是指加速度和合外力存在着关系,合外力改变,加速度相应改变,“独立性”是指作用在物体上的每个力都独立的产生各自的加速度,合外力的加速度即是这些加速度的矢量和.3.牛顿第二定律的分量式:ΣFx=max,ΣFy=may[特别提醒]:F是指物体所受到的合外力,即物体所有受力的合力.加速度与合外力是瞬时对应关系,即有合外力就有加速度,没有合外力就没有加速度.【例1】如图所示,小车上固定着三角硬杆,杆的端点固定着一个质量为m的小球.当小车水平向右的加速度逐渐增大时,杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO'沿杆方向)【解析】对小球进行受力分析,小球受重力和杆对小球的弹力,弹力在竖直方向的分量和重力平衡,小球在水平方向的分力提供加速度,故C正确.【答案】C【方法点评】本题考查牛顿第二定律,只要能明确研究对象,进行受力分析,根据牛顿第二定律列方程即可.考点二力、加速度和速度的关系在直线运动中当物体的合外力(加速度)与速度的方向时,物体做加速运动,若合外力(加速度)恒定,物体做运动,若合外力(加速度)变化,则物体做运动,当物体的合外力(加速度)方向与速度的方向时,物体做减速运动.若合外力(加速度)恒定,物体做运动,若合外力(加速度)变化,则物体做运动.[特别提醒]:要分析清楚物体的运动情况,必须从受力着手,因为力是改变运动状态的原因,求解物理问题,关键在于建立正确的运动情景,而这一切都必须从受力分析开始.[例2] 如图3-12-1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,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度的变化情况如何?最低点的加速度是否比g大?(实际平衡位置,等效成简谐运动)图3-12-1[解析]小球接触弹簧后受两个力,向下的重力mg和向上的弹力.(如图3-12-2(a)所示刚开始时,当<mg时,小球合力向下,,合力不断变小,因而加速度减小,由于a方向与v0同向,因此速度继续变大.当=mg时,如图3-12-2(b)所示,合力为零,加速度为零,速度达到最大值.之后小球由于惯性仍向下运动,继续压缩弹簧,但>mg,合力向上,由于加速度的方向和速度方向相反,小球做加速度增大的减速运动,因此速度减小到零弹簧被压缩到最短.如图3-12-2(c)所示[答案]小球压缩弹簧的过程,合外力的方向先向下后向上,大小是先变小至零后变大,加速度的方向也是先向下后向上,大小是先变小后变大,速度的方向始终向下,大小是先变大后变小. (还可以讨论小球在最低点的加速度和重力加速度的关系)[方法技巧]要分析物体的运动情况一定要从受力分析着手,再结合牛顿第二定律进行讨论、分析.对于弹簧类问题的求解,最好是画出弹簧的原长,现在的长度,这样弹簧的形变长度就一目了然,使得求解变得非常的简单明了.考点三瞬时问题瞬时问题主要是讨论细绳(或细线)、轻弹簧(或橡皮条)这两种模型.细绳模型的特点:细绳不可伸长,形变,故其张力可以,弹簧(或橡皮条)模型的特点:形变比较,形变的恢复需要时间,故弹力 .[特别提醒]求解瞬时问题,首先一定要分清类型,然后分析变化之前的受力,再分析变化瞬间的受力,这样就可以很快求解.[例3]如图5所示,质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态,现用火将绳AO烧断,在绳AO烧断的瞬间,下列说法正确的是()A.弹簧的拉力B.弹簧的拉力C.小球的加速度为零D.小球的加速度[解析]烧断OA之前,小球受3个力,如图所示,烧断细绳的瞬间,绳子的张力没有了,但由于轻弹簧的形变的恢复需要时间,故弹簧的弹力不变,A正确。
牛顿第二定律瞬间问题1.如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用而运动,前方固定一个弹簧,当木块接触弹簧后( )A.将立即做变减速运动B.将立即做匀减速运动C.在一段时间内仍然做加速运动,速度继续增大D.在弹簧处于最大压缩量时,物体的加速度为零解析:因为水平面光滑,物块与弹簧接触前,在推力的作用下做加速运动,与弹簧接触后,随着压缩量的增加,弹簧弹力不断变大,弹力小于推力时,物体继续加速,弹力等于推力时,物体的加速度减为零,速度达到最大,弹力大于推力后,物体减速,当压缩量最大时,物块静止.答案:C2.(2017届浏阳一中月考)搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F时,物体的加速度为a1;若保持力的方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a2,则( )A.a1=a2B.a1<a2<2a1C.a2=2a1D.a2>2a1解析:当力沿斜面向上,大小为F时,物体的加速度为a1,则F-mg sinθ-μmg cos θ=ma1;保持力的方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a2,2F-mg sinθ-μmg cos θ=ma2;可见a2>2a1;综上本题选D.答案:D3.(2017届天津一中月考)如图所示,A、B、C三球质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接.倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态,细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )A.A球的受力情况未变,加速度为零B.C球的加速度沿斜面向下,大小为gC.A、B之间杆的拉力大小为2mg sinθD.A、B两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为12g sinθ解析:细线被烧断的瞬间,以A、B整体为研究对象,弹簧弹力不变,细线拉力突变为0,合力不为0,加速度不为0,故A错误;对球C,由牛顿第二定律得:mg sinθ=ma,解得:a=g sinθ,方向向下,故B错误;以A、B、C组成的系统为研究对象,烧断细线前,A、B、C静止,处于平衡状态,合力为零,弹簧的弹力f=3mg sinθ,烧断细线的瞬间,由于弹簧弹力不能突变,弹簧弹力不变,以A、B为研究对象,由牛顿第二定律得:3mg sinθ-2mg sinθ=2ma,则B的加速度a=12g sinθ,故D正确;由D可知,B的加速度为a=12g sin θ,以B为研究对象,由牛顿第二定律得T-mg sinθ=ma.解得:T=32mg sinθ,故C错误;故选D.答案:D9.如图所示,质量分别为m、2m的两物块A、B中间用轻弹簧相连,A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,在水平推力F作用下,A、B一起向右做加速度大小为a的匀加速直线运动。
当突然撤去推力F的瞬间,A、B两物块的加速度大小分别为( ) A.aA=2a+3μg B.aA=2(a+μg)C.aB=a D.aB=a+μg答案AC解析撤去F前,根据牛顿第二定律,对A、B、弹簧整体有F-μ·3mg=3ma, 对B 有FN-μ·2mg=2ma,得FN=2(a+μg)m。
撤去F的瞬间弹簧弹力不变,大小仍为FN,两物块受到的滑动摩擦力不变,所以,物块B受力不变,aB=a,对物块A,由牛顿第二定律得FN+μmg=maA,有aA=2a+3μg。
综上分析,A、C项正确。
整体隔离法的灵活应用3.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力( )A.方向向左,大小不变B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变D.方向向右,逐渐减小解析:A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动,对A、B整体根据牛顿第二定律有a=μ?mA+mB?gmA+mB=μg,然后隔离B,根据牛顿第二定律有fAB=mBa=μmBg,其大小不变,物块B向右做匀减速直线运动,故加速度方向向左,摩擦力向左;故选A.答案:A4.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T.现用水平拉力F拉其中一个质量为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T时,轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5T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23T解析:质量为2m的木块受到重力、质量为m的木块的压力、m对其作用的向后的摩擦力、轻绳的拉力、地面的支持力五个力的作用,故A错误;对整体,由牛顿第二定律可知,a=F6m;隔离后面的叠加体,由牛顿第二定律可知,轻绳中拉力为F′=3ma=F2,由此可知,当F逐渐增大到2T时,轻绳中拉力等于T,轻绳才刚好被拉断,故B错误,C正确;轻绳刚要被拉断时,木块加速度a′=T3m,质量为m和2m的木块间的摩擦力为f=ma′=T3,故D错误.故选C.答案:C4.(2016届马鞍山二中、安师大附中、淮北一中、铜陵一中联考)如图所示,在倾角为θ的固定斜面上有两个靠在一起的物体A、B,两物体与斜面间的动摩擦因数μ相同,用平行于斜面的恒力F向上推物体A使两物体沿斜面向上做匀加速运动,且B对A的压力平行于斜面,则下列说法中正确的是( )A.只减小A的质量,B对A的压力大小不变B.只减小B的质量,B对A的压力大小会增大C.只减小斜面间的倾角,B对A的压力大小不变D.只减小两物体与斜面间的动摩擦因数μ,B对A的压力会增大解析:将A、B看成一个整体,整体在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力,沿斜面向下的滑动摩擦力,沿斜面向上的推力,根据牛顿第二定律可得a=F-?mA+m B?g sinθ-μ?m A+m B?g cosθmA+m B=FmA+m B-g sinθ-μg cosθ,隔离B分析可得N-mBg sinθ-μmBg cosθ=mBa,解得N=mBFmA+m B,由牛顿第三定律可知,B对A的压力N′=mBFmA+m B,若只减小A的质量,压力变大,若只减小B的质量,压力变小,A、B错误;A、B之间的压力与斜面的倾角、与斜面间的动摩擦因数无关,C正确,D错误.答案:C4.(2016届河南顶级名校月考)两个质量分别为m1、m2的物体A和B紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图所示,如果它们分别受到水平推力2F和F,则A、B之间弹力的大小为( )A.m2m1+m2F B.m1m1+m2FC.m1+2m2m1+m2F D.2m1+m2m1+m2F解析:根据牛顿第二定律对整体有:2F-F=(m1+m2)a,方向水平向右:对物体B有:F N -F=m2a,联立上述两式得:F N=m1+2m2m1+m2F,故选项A、B、D均错误,选项C正确.答案:C临界极值问题6.(2017届辽宁二中月考)如图所示,A、B两物块的质量分别为3m和2m,两物块静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为12μ(μ≠0).最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对B施加一水平推力F,则下列说法正确的是( )A.若F=μmg,A、B间的摩擦力一定为零B.当F>7.5μmg时,A相对B滑动C.当F=3μmg时,A的加速度为μgD.若去掉B上的力,而将F=3μmg的力作用在A上,则B的加速度为0.1μg解析:A、B与地面间的最大静摩擦力为f1=12μ(3m+2m)g=5μmg2,若F=μmg,A、B保持静止,A、B间的摩擦力一定为零,故A正确;A物体的最大加速度为μg,根据牛顿第二定律有F-5μmg2=5ma,解得F=7.5μmg,故当F>7.5μmg时,A相对B滑动,故B正确;当F=3μmg时,A、B保持相对静止,A的加速度为a=3μmg-5μmg25m=0.1μg,故C 错误;若去掉B上的力,而将F=3μmg的力作用在A上,B发生相对滑动的临界加速度a =3μmg-52μmg2m=0.25μg,对A分析F-3μmg=3ma,解得不发生相对滑动的最小拉力F =3.75μmg,可知F=3μmg的力作用在A上,一起做匀加速直线运动,a=F-52μmg5m=0.1μg,故D正确.答案:ABD例3 如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为m A =6 kg、m B=2 kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10 N,此后逐渐增大,在增大到45 N的过程中,则( )A.当拉力F<12 N时,物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N时,开始相对滑动C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体始终没有相对运动(1)A、B何时发生相对滑动提示:当A、B间摩擦力达到最大值时。
(2)适合以哪一物体求临界加速度提示:B。
尝试解答选D。
当A、B间达最大静摩擦力时两者开始相对滑动,以B为研究对象,设临界加速度为a,由牛顿第二定律得:μm A g=m B a,得a=6 m/s2。
由整体法得:F=(mA+m B)a=48 N,所以F增大到45 N的过程中,两物体始终没相对运动。
2.如图所示,质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,运动距离h时,B与A分离,下列说法正确的是( )A.B和A刚分离时,弹簧长度等于原长B.B和A刚分离时,它们的加速度为gC.弹簧的劲度系数等于mg hD.在B和A分离前,它们做匀加速直线运动答案 C解析A、B分离前,A、B共同做加速运动,由于F是恒力,而弹力是变力,故A、B 做变加速直线运动,当两物体要分离时,F AB=0。
对B:F-mg=ma,对A:kx-mg=ma。
即F=kx时,A、B分离,此时弹簧处于压缩状态,由F=mg,拉B前设弹簧压缩量为x0,则2mg=kx0,h=x0-x,解以上各式得k=mgh,综上所述,只有C项正确。
3. (2017届福建师大附中期中)如图所示,a、b两个带有异种电荷的小球(可视为质点)分别被两根绝缘细线系在木盒内,且在同一竖直线上,木盒置于固定的台秤上,整个装置静止,细绳均有弹力.若将系b的细线剪断,下列说法中正确的是( ) A.剪断细线瞬间,台秤的示数不变B.剪断细线瞬间,台秤的示数变小C.在b向a靠近的过程中,台秤的示数不变D.在b向a靠近的过程中,台秤的示数变大解题思路:静止时,对小球b和整体进行受力分析,根据共点力平衡的条件得出力之间的关系.若将系b的细线断开,对整体进行受力分析,运用牛顿第二定律求解.解析:将a、b两个小球和木盒看做整体,开始台秤示数等于它们的总重力,将系b的细线剪断后,b球向上加速,系统处于超重状态,台秤示数大于它们的总重力,在b向a靠近的过程中,a、b之间的库仑力增大,台秤的示数变大,D正确.综上本题选D.答案:D运动与力的关系5.(2016届河南扶沟高中月考)高空滑索是一种勇敢者的运动项目.如果一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动,在下滑过程中可能会出现如图甲、乙所示的两种情形.不计空气阻力,则下列说法正确的是( )A.图甲的情形中,人只能匀加速下滑B.图甲的情形中,钢索对轻环的作用力大小为3mg2C.图乙的情形中,人匀速下滑D.图乙的情形中,钢索对轻环无摩擦力解析:题图甲的情形中,受力如图(a)所示:所以人只能匀加速下滑,选项A正确;钢索对轻环的作用力大小为N=mg cos30°=3mg2,选项B正确;题图乙的情形中,受力如图(b)所示:所以人匀速下滑,选项C正确;对钢环分析如图(c)所示:题图乙的情形中,钢索对轻环有摩擦力,选项D错误;综上本题选A、B、C.答案:ABC8.(2016届四川凉山州一诊)如图所示,倾角为θ的斜面放在粗糙的水平地面上,现有一带固定支架的滑块m正沿斜面加速下滑.支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后,悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ,斜面体始终保持静止,则下列说法正确的是( )A.斜面光滑B.斜面粗糙C.达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向左D.达到稳定状态后,地面对斜面体的摩擦力水平向右解析:隔离小球,可知小球的加速度方向为沿斜面向下,大小为g sinθ,对支架系统进行分析,只有斜面光滑,支架系统的加速度才是g sinθ,所以A正确,B错误.将支架系统和斜面看成一个整体,因为整体具有沿斜面向下的加速度,故地面对斜面体的摩擦力水平向左,C正确,D错误.故选A、C.答案:AC7.(2017届河南中原名校联考)某科研单位设计了一空间飞行器,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向夹角α=60°,使飞行器恰恰沿与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方匀加速飞行,经时间t后,将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行,飞行器所受空气阻力不计,下列说法中正确的是( )A.加速时加速度的大小为gB.加速时动力的大小等于mgC.减速时动力的大小等于32mgD.减速飞行时间t后速度为零解析:起飞时,飞行器受动力和重力,两个力的合力与水平方向成30°角斜向上,设动力为F,合力为F合,由几何关系得F合=mg,由牛顿第二定律得飞行器的加速度为a1=g;加速时动力的大小F=3mg.动力方向逆时针旋转60°,合力的方向与水平方向成30°角斜向下,动力F′跟合力F合′垂直,由几何关系得动力的大小F′=32mg,此时合力的大小为F合′=mg sin30°,飞行器的加速度大小a2=g2,所以减速飞行时间2t后速度为零,故A、C正确.答案:AC8.如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面体固定在水平面上,斜面长度L=0.8 m,一质量m=1×10-3kg、带电量q=+1×10-4C的带电小球静止在斜面底端.现要使小球能够到达斜面顶端,可施加一沿斜面向上、场强大小为E=100 V/m的匀强电场,重力加速度g=10 m/s2,则这个匀强电场存在的时间t可能为( )A.0.5 s B.0.4 sC.0.3 s D.0.2 s解析:电场存在时,a1=Eqm-g sinθ=5 m/s2,方向向上,电场消失后,a2=g sinθ=5m/s2,方向向下,若小球恰好到达斜面顶端,L=12a1t2+?a1t?22a2,可得t=0.4 s,选项A、B正确.答案:AB动力学图像问题4.(2016届辽宁师大附中期中)一个物体在多个力的作用下处于静止状态,如果仅使其中一个力大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终未变),在此过程中其余各力均不变.那么,图中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是( ) 解析:原来物体在多个力的作用下处于静止状态,物体所受的合力为零,使其中的一个力保持方向不变、大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中,物体的合力从开始逐渐增大,又逐渐减小恢复到零,物体的加速度先增大后减小,物体先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的加速运动,根据速度—时间图象的斜率等于加速度可知,速度—时间图象的斜率先增大后减小,D正确.综上本题选D.答案:D2.(2017届湖北襄阳五中、宜昌一中、龙泉中学联考)水平地面上有一轻质弹簧,下端固定,上端与物体A相连接,整个系统处于平衡状态.现用一竖直向下的力压物体A,使A 竖直向下做匀加速直线运动一段距离,整个过程中弹簧一直处在弹性限度内.下列关于所加力F的大小和运动距离x之间的关系图象正确的是( )解析:开始时,物体处于平衡状态,物体受重力和弹力,则有mg=kx1,物体向下匀加速过程,对物体受力分析,受重力、弹簧向上的弹力、推力F,根据牛顿第二定律,有F+mg-F弹=ma,根据胡克定律,有F弹=k(x1+x)=mg+kx,解得F=ma-mg+F弹=ma+kx,故弹力与x呈线性关系,且是增函数,故D正确.答案:D7.(2017届黑龙江双鸭山一中月考)如图(a)所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示,若重力加速度g取10 m/s2.根据图(b)中所提供的信息可以计算出( ) A.物体的质量B.斜面的倾角C.加速度为6 m/s2时物体的速度D.加速度由2 m/s2增加到6 m/s2过程物体通过的位移解析:对物体受力分析,受拉力、重力、支持力,如图所示:x方向:F cosθ-mg sinθ=ma,y方向:FN-F sinθ-G cosθ=0.从题图中取两个点(20 N,2 m/s2),(30 N,6 m/s2),解得m=2 kg,θ=37°,故A、B正确.当a=0时,可解得F=15 N,即最小拉力为15 N.题中并未说明力F随时间变化的情况,故无法求出加速度为6 m/s2时物体的速度大小.加速度由2 m/s2增加到6 m/s2过程不能求出物体通过的位移,故C、D错误.综上本题选A、B.答案:AB传送带问题例5 (多选)如图所示,水平传送带A、B两端点相距x=4 m,以v0=2 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转。