3 牛顿第二定律知识点题库

真空中存在一区域足够大的匀强电场（图中未画出），现将电荷量为 $\text{[math]}$ 的正点电荷a固定在该匀强电场中。电荷量为 $\text{[math]}$ 的负点电荷b获得某一速度后，在重力与电场力的作用下，恰好能以点电荷a为圆心、r为半径在竖直平面内做匀速圆周运动。已知静电力常量为k，b的质量为m，求：

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（1） a、b之间的库仑力大小；
（2）匀强电场的场强大小和方向；
（3）电荷b做匀速圆周运动的速度大小。

利用电磁场可以控制带电粒子的速度大小与方向，在图示坐标系的第Ⅱ象限，存在一个圆心为坐标原点的 $\text{[math]}$ 圆环状的均匀辐向电场，圆环在y轴上的截面长度为R，电场中各点电势为φ＝﹣ $\text{[math]}$ ，式中k为正的已知常量，r为该点到圆心O的距离。在y轴右侧，圆心为（R，0）、半径为R的虚线圆内分布着方向垂直于圆面的匀强磁场，在x＝2.5R处有一竖直放置的足够长的探测屏，今在圆弧的P（﹣2R，0）点放置一个离子源，能不断释放质量为m、电荷量为+q的带电离子，当磁场的磁感应强度大小为B₀时，这些经电场加速的离子刚好能从磁场区域最高点射出，忽略离子初速度，不计离子重力及相互作用力，不考虑空气阻力。

（1）求离子在磁场中的速率v；
（2）若磁场的磁感应强度大小可调，求离子打在屏上的纵坐标y与磁感应强度大小B、原磁感应强度大小B₀的关系式；
（3）若将离子源沿环形电场外边界缓慢移动，使所有离子均沿竖直方向射出磁场，求磁场区域的最小面积，画出磁场形状并标明磁感应强度的大小与方向。

如图所示，两物体A和B，质量分别为，m₁和m₂ ，相互接触放在水平面上．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（）

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A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . F D . $\text{[math]}$

如图所示，扶手电梯与地面的夹角为30°，质量为m的人站在电梯上．当电梯斜向上作匀加速运动时，人对电梯的压力是他体重的1.2倍．那么，关于电梯的加速度a的大小和人与电梯梯级表面间的静摩擦力f的大小，正确的是（）

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A . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年由北京和张家口联合举办。高山滑雪是比赛项目之一，因其惊险刺激、动作优美深受观众喜爱。如图所示，为了备战北京冬奥会，一名滑雪运动员在倾角为θ的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量为m，山坡滑道底端与水平滑道平滑连接，滑雪板与山坡滑道及水平滑道间的动摩擦因数为同一常数。运动员从山坡滑道上某处由静止速下滑，经过时间t到达山坡滑道底端，速度大小为v。继续在水平滑道上滑行了一段距离后静止。运动员视为质点，空气阻力或忽略不计，重力加速度为g。

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（1）求滑雪运动员沿山坡滑道下滑时所受摩擦力f的大小；
（2）求滑雪运动员沿山坡滑道滑到底端时运动员及装备所受重力的瞬时功率P；
（3）某同学认为，仅改变运动员及装备的总质量，可改变运动员在水平滑道上滑过的距离。你是否同意该同学的观点？请说明理由。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的，要在解题时做必要的说明）

如图所示，将一小钢球用细线悬挂在汽车的顶部，汽车在运动过程中，钢球与车厢保持相对静止，细线与竖直方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，已知重力加速度为g，由此可求出（）

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A . 摆线的拉力大小 B . 汽车的速率 C . 汽车的运动方向 D . 汽车的加速度大小

一个物体受到大小为4N的力，产生大小为2m/s²的加速度，要使它产生大小为6m/s²的加速度，需要施加力的大小为N。

小明想测量地铁启动或减速过程中的加速度，他把一支圆珠笔绑在一根细绳的下端，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情况的照片（图），拍摄方向跟地铁前进方向垂直。可简化为如图所示的示意图。请你根据小明拍摄的照片，判断地铁运动状态正确的是（）

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A . 向左加速运动 B . 向左减速运动 C . 向右加速运动 D . 匀速直线运动

如图所示，A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上。已知两物块的质量 $\text{[math]}$ ，运动半径 $\text{[math]}$ ，两物块动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。则在两物块随圆盘转动过程中，下列说法正确的是（）

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A . 两物块相对圆盘静止时线速度 $\text{[math]}$ B . 两物块相对圆盘静止时向心力F_A>F_B C . 当圆盘角速度增加到 $\text{[math]}$ 时A物块开始相对圆盘滑动 D . 当圆盘角速度增加到 $\text{[math]}$ 时A物块开始相对圆盘滑动

“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（不计绳的重力）（）

A . 人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力 B . 绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小 C . 绳刚好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大 D . 整个过程中人与绳构成的系统机械能守恒

为了测定滑块与木板间的动摩擦因数，如图所示，将两块材质相同、长度均为L的木板用短小的圆弧连接起来，右板倾斜，左板水平。

（1）反复调节右板的倾角，让小滑块（可视为质点）从右板的右端点A由静止释放，滑块运动到左板的左端点B时恰好静止，若测出此时右板的倾角为 $\text{[math]}$ ，则滑块与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。
（2）若将右板的倾角减小一点，小滑块仍从A点由静止释放，下滑到左板上某处停下，仅用一把刻度尺，可否测出滑块和木板间的动摩擦因数？答：（选填“可以”或“不可以”）。

2020年11月19日10时09分，由我国自主研制的“大国重器”——“奋斗者”号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟。假设载人潜水器从水面沿直线下潜至海底，下列说法正确的是（）

A . 载人潜水器在整个下潜过程中所受合力一定向下 B . 载人潜水器在减速下潜过程中所受合力一定向上 C . 载人潜水器整个下潜过程一定先经历超重后经历失重 D . 载人潜水器在匀速下潜过程中受到的浮力和水的阻力之和可能小于重力

如图所示，粗糙水平面AB与粗糙斜面BC平滑连接，斜面倾角为37°，一半径为 $\text{[math]}$ 的光滑圆弧轨道CD与斜面相切于C点，D点在圆心O的正上方，A、B、C、D均在同一竖直平面内。在水平面上的A点静止放有一质量为 $\text{[math]}$ 的小物块，给小物块施加斜向右上方与水平方向夹角为37°、大小为 $\text{[math]}$ 的恒力，一直保持F对小物块的作用，小物块恰好能够通过D点。已知小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求

（1）小物块运动到D点的速度大小；
（2） AB的长度。

如图所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，从不同高度由静止释放，用t₁、t₂分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则线框下落过程中速度v随时间t变化的图像可能正确的是（）

A .

B .

C .

D .

质量为m的汽车在平直的公路上行驶，阻力F保持不变。当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，直至汽车匀速运动，则此过程中，关于汽车的加速度和速度的说法正确的是（）

A . 加速度保持不变，速度逐渐增大 B . 加速度逐渐增大，速度逐渐增大 C . 加速度逐渐减小到零，速度逐渐减小 D . 加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大

如图所示，神舟十二号载人飞船的返回舱在距地面某一高度时，启动降落伞装置开始做减速运动，当返回舱速度减至v＝10m/s时开始匀速降落．在降落到距地面h＝1.1m时，返回舱的缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，经过时间t＝0.2s，以某一安全速度落至地面，设最后的减速过程可视为竖直方向上的匀减速直线运动，舱内航天员质量m＝60kg，重力加速度g取10m/s²。求：