牛顿第二定律 知识点题库

如图,上下放置的两带电金属板,相距为 ,板间有竖直向下的匀强电场E . 距上板l处有一带 电的小球B,在B上方有带 电的小球A,他们质量均为m , 用长度为l的绝缘轻杆相连.已知 .让两小球从静止释放,小球可以通过上板的小孔进入电场中(重力加速度为g).求:

  1. (1) B球刚进入电场时的速度 大小;
  2. (2) A球刚进入电场时的速度 大小;
  3. (3) B球是否能碰到下金属板?如能,求刚碰到时的速度 大小.如不能,请通过计算说明理由.
如图所示,直角坐标系Oxy位于竖直平面内,x轴与绝缘的水平面重合,在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场.质量为m2=8×10-3kg的不带电小物块静止在原点O,A点距O点L=0.045m,质量m1=1×10-3kg的带电小物块以初速度v0=0.5m/s从A点水平向右运动,在O点与m2发生正碰并把部分电量转移到m2上,碰撞后m2的速度为0.1m/s,此后不再考虑m1、m2间的库仑力.已知电场强度E=40N/C,小物块m1与水平面的动摩擦因数为μ=0.1,取g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 碰后m1的速度;
  2. (2) 若碰后m2做匀速圆周运动且恰好通过P点,OP与x轴的夹角θ=30°,OP长为Lop=0.4m,求磁感应强度B的大小;
  3. (3) 其它条件不变,若改变磁场磁感应强度的大小为B/使m2能与m1再次相碰,求B/的大小?
如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上与圆弧的圆心O等高的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.试求:

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  1. (1) 物体释放后,第一次到达B处的速度大小,并求出物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程s;
  2. (2) 最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力的大小;
  3. (3) 为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D(E、O、D为同一条竖直直径上的3个点),释放点距B点的距离L应满足什么条件.
如图所示,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等,忽略空气阻力及纸带与打点计时器间摩擦。回答下列问题:

  1. (1) 某次实验时,调整木板与水平面的夹角θ=37°,接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。可以计算出铁块下滑至C点时速度大小为m/s,铁块下滑的加速度大小为m/s2 , 铁块与木板间的动摩擦因数μ=。(重力加速度为10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8)(结果均保留2位小数)

  2. (2) 如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使动摩擦因数测量值比实际值偏(填“大”或“小”或“不变”)。
如图所示,一轻弹簧的一端固定在倾角为θ=37°的光滑斜面底端,另一端连接一质量为2kg的物块A,处于静止状态。若在物块A的上方斜面上紧靠A处轻放一质量为3kg的物块B,A,B一起向下运动,经过10cm运动到最低点。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2 , 则在两物块沿斜面向下运动的过程中,下列说法正确的是(   )

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A . A,B间的弹力先减小后增大 B . 在物块B刚放上的瞬间,A,B间的弹力大小为7.2N C . 物块A,B和弹簧组成的系统重力势能与弹性势能之和先减少后增加 D . 物块运动到最低点时加速度为零
如图所示,AB(A、B两点分别为杆的顶端和底端)为固定的竖直绝缘杆,P点为AB的中点,C点固定一个电荷量为Q的负点电荷,△ABC为直角三角形,∠A=30°,∠C=90°。现将一带有小孔的小球(视为质点)穿过竖直杆,并从A点由静止释放,小球沿杆一直加速下滑。杆的长度为L,小球的质量为m电荷量为q,静电力常量为k,重力加速度的大小为g。

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  1. (1) 若杆是粗糙的,小球到达P点时的加速度大小恰好为g,求小球到达B点时的加速度大小a;
  2. (2) 若杆是光滑的,小球到达B点时速度为v,求A、P两点间的电势差U。
缓冲器是一种吸收相撞能量的装置,起到安全保护作用,在生产和生活中有着广泛的应用,如常用弹性缓冲器和液压缓冲器等装置来保护车辆、电梯等安全。如图所示是一种弹性缓冲器的理想模型。劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力为定值f。轻杆向右移动不超过L时,装置可安全工作。现用一质量为m的小车以速度v0向右撞击弹簧,撞击后将导致轻杆能向右移动 ,已知轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面间的摩擦。求:

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  1. (1) 求该小车与弹簧分离时速度;
  2. (2) 改变小车的速度,保证装置安全工作前提下,轻杆向右运动的最长时间;
  3. (3) 该小车撞击弹簧的最大动能满足什么条件时,保证装置安全工作。
下列对于牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解中,正确的是(   )
A . 由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比 B . 由m= 可知,物体的质量与所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比 C . 由a= 可知,物体的加速度与所受合外力成正比,与其质量成反比 D . 由m= 可知,物体的质量可以通过测量它所受的合外力和它的加速度而求得
冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛.她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼.如图所示,ACD是一滑雪场示意图,其中AC是长L=8 m、倾角θ=37°的斜坡,CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑,经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下.人与接触面间的动摩擦因数均为μ=0.25,不计空气阻力,取g=10 m/s2 , sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:

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  1. (1) 人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间
  2. (2) 人在离C点多远处停下
如图所示,一半径为R的光滑的半圆轨道竖直固定在粗糙的水平面上,并与水平面相切。一质量为m的小球P在 的水平拉力的作用下,从水平面上的A点由静止开始运动,经过一段时间后撤去F,当小球P运动到半圆轨道的最低点B时,与静止在该点的另一完全相同的小球Q发生无机械能损失的碰撞,碰后小球Q沿着圆轨道恰能上升到与圆心O等高的C点。已知A、B间距为R,小球与水平面间的动摩擦系数为0.5,重力加速度为g。求:

  1. (1) 小球P与Q碰撞前瞬间的速率;
  2. (2) 力F作用的时间和最终P、Q间的距离。
动画片《熊出没》中有这样一个情节:某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱,被挂在了树上(如图甲),聪明的熊大想出了一个办法,让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救,其过程可简化如图乙所示,设悬点为O,离地高度为2L,两熊可视为质点且总质量为m,绳长为 且保持不变,绳子能承受的最大张力为3mg,不计一切阻力,重力加速度为g,求:

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  1. (1) 设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂,则他们的落地点离O点的水平距离为多少;
  2. (2) 改变绳长,且两熊仍然在向右到最低点绳子刚好断裂,则绳长为多长时,他们的落地点离O点的水平距离最大,最大为多少;
  3. (3) 若绳长改为L,两熊在水平面内做圆锥摆运动,如图丙,且两熊做圆锥摆运动时绳子刚好断裂,则他们落地点离O点的水平距离为多少。
如图所示,水平转台上有一个质量为m的小物块,用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上,细绳与竖直转轴的夹角为θ,系统静止时细绳绷直但张力为零.物块与转台间动摩擦因数为μ( ),设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.物块随转台由静止开始缓慢加速转动,在物块离开转台前(  )

A . 物块对转台的压力大小等于物块的重力 B . 转台加速转动的过程中物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴 C . 绳中刚出现拉力时,转台的角速度为 D . 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为
两个质量不同的物体在同一水平面上滑行,物体与水平面间的动摩擦因数相同,比较它们滑行的最大距离,下列判断中正确的是(   )
A . 若两物体的初速度相等,则它们的最大滑行距离相等 B . 若两物体的初动能相等,则质量小的最大滑行距离大 C . 若两物体的初动能相等,则它们的最大滑行距离相等 D . 若两物体停止前的滑行时间相等,则两物体的最大滑行距离相等
如图所示,水平圆盘上距盘圆心为r处静置一质量为m的小物块,圆盘由静止缓慢加速转动,已知小物块与圆盘间的动摩擦因数为 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,求:

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  1. (1) 小物块刚好要发生滑动时圆盘的角速度;
  2. (2) 从开始转动到小物块刚要滑动的过程中,摩擦力对小物块做的功。
如图所示,O为竖直面内圆周的圆心,半径为R,P和Q为同一条竖直线与圆周的交点,O到 的距离为 。在O点第一次把小球水平向右抛出,恰经过圆周上的Р点。现在第二次在O点把小球水平向右抛出,同时对小球施加一个竖直方向的恒力,经过圆周上的Q点,且经过Q时的水平速度为第一次平抛初速度的 倍。已知小球质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力。

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  1. (1) 求第一次小球水平向右抛出的速度大小;
  2. (2) 求第二次施加的恒力大小。
如图所示,电荷量 的正点电荷A固定在空间中O点,将质量 、电荷量 的另一正点电荷B从O点正上方 的某处由静止释放,B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量 ,重力加速度g取 ,求:

  1. (1) B释放时所受库仑力的大小;
  2. (2) B释放时的加速度大小;
  3. (3) P、O间的距离L。
在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来。斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,忽略经过B点附近过渡段的速率变化所用时间。已知斜高度h=30m,斜坡倾角θ=37°,人和滑板的总质量为60kg,滑板与斜坡间的动摩擦因数为 ,不计空气阻力(重力加速度g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8)

  1. (1) 求人在斜坡上下滑时的加速度大小;
  2. (2) 求人从A到B的运动时间及到达B点的速度的大小;
  3. (3) 人和滑板从A点开始运动到C点停下,一共经历时间t=25s,求BC的距离。
如图所示,质量为M的木箱放置在固定斜面上,木箱和斜面间的动摩擦因数为μ,木箱顶部通过细绳拴一质量为m的小球。给木箱一个初速度,当小球相对木箱静止时,小球和木箱的相对位置如图所示,其中β>α,重力加速度为g,则下列判断正确的是(   )

A . 木箱沿斜面向上运动,速度正在增加 B . 木箱沿斜面向下运动,速度正在减小 C . 木箱沿斜面向上运动,速度正在减小 D . 木箱沿斜面向下运动,速度正在增加
如图所示,不可伸长的轻绳一端固定在竖直转轴上的A点,另一端拴接一质量、可视为质点的小球,绳长 , A点距地面的高度 , 电机带动转轴稳定转动时,小球随转轴以相同的角速度在水平面内转动。已知绳子能承受的最大拉力 , 重力加速度为

  1. (1) 求小球随转轴做匀速圆周运动的最大角速度
  2. (2) 当小球转动的角速度达到后,绳子发生断裂,求小球落地瞬间重力的功率;
  3. (3) 在(2)的情形下,求小球落地点与O点的距离。
如图所示,某人坐地铁时把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔,上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁某段水平直线行驶运动过程中,细绳偏离竖直方向一定角度θ并保持了一段时间,他用手机拍摄了当时的情景照片,拍摄方向跟地铁前进方向垂直,则可以根据照片信息(   )

A . 判断地铁的运动方向 B . 判断地铁一定在加速 C . 估算地铁的速度大小 D . 估算地铁的加速度大小