牛顿第二定律 知识点题库

一质量为m=2kg的滑块能在倾角为θ=30°的足够长的斜面上以a=2.5m/s2的加速度匀加速下滑.若用平行于斜面向上的恒力F作用于滑块,使之由静止开始在t=2s内沿斜面向上做匀加速运动,其位移x=5m.g取10m/s2.求:
  1. (1) 滑块和斜面之间的动摩擦因数μ;
  2. (2) 恒力F的大小.
利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时让某消防员从一平台上跌落,自由下落2 m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m,最后停止。用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示,根据图线所提供的信息,以下判断正确的是(   )

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A . t1时刻消防员的速度最大 B . t2时刻消防员的速度最大 C . t3时刻消防员的速度最大 D . t4时刻消防员的加速度最小
如图所示,在以角速度ω=2rad/s匀速转动的水平圆盘上,放一质量m=5kg的滑块,滑块离转轴的距离r=0.2m,滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动)。则(   )

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A . 滑块的线速度大小为0.4m/s B . 滑块受到静摩擦力的大小4 N C . 滑块受3个力 D . 滑块受4个力
如图所示,水平地面上有一辆小车在水平向右的拉力作用下,以v0=6m/s的速度向右做匀速直线运动,小车内底面光滑,紧靠左端面处有一小物体,小车的质量是小物体质量的2倍,小车所受路面的摩擦阻力大小等于小车对水平面压力的0.3倍。某时刻撤去水平拉力,经 小物体与小车的右端面相撞,小物体与小车碰撞时间极短且碰撞后不再分离,已知重力加速度g=10m/s2。求:

  1. (1) 小物体与小车碰撞后速度的大小;
  2. (2) 撤去拉力后,小车向右运动的总路程。
如图所示,竖直平面内固定一半径为R的光滑半圆环,圆心在O点。质量均为m的A、B两小球套在圆环上,用不可形变的轻杆连接,开始时球A与圆心O等高,球B在圆心O的正下方。轻杆对小球的作用力沿杆方向。

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  1. (1) 对球B施加水平向左的力F,使A、B两小球静止在图示位置,求力的大小F;
  2. (2) 由图示位置静止释放A、B两小球,求此后运动过程中A球的最大速度v;
  3. (3) 由图示位置静止释放A、B两小球,求释放瞬间B球的加速度大小a。
如图所示,一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上,质量分别为mA=1 kg和mB=2 kg的物块A、B放在长木板上,A、B与长木板间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用水平拉力F拉A,取重力加速度g=10 m/s2.改变F的大小,B的加速度大小可能为(   )

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A . 1 m/s2 B . 2.5 m/s2 C . 3 m/s2 D . 4 m/s2
如图甲所示,粗糙水平轨道与半径为R的竖直光滑、绝缘的半圆轨道在B点平滑连接,过半圆轨道圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场E,质量为m的带正电小滑块从水平轨道上A点由静止释放,运动中由于摩擦起电滑块电量会增加,过B点后电量保持不变,小滑块在AB段加速度随位移变化图象如图乙。已知A、B间距离为4R,滑块与轨道间动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度为g,不计空气阻力,求:

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  1. (1) 小滑块释放后运动至B点过程中电荷量的变化量;
  2. (2) 半圆轨道对小滑块的最大支持力大小;
  3. (3) 小滑块再次进入电场时,电场大小保持不变、方向变为向左,求小滑块再次到达水平轨道时距B的距离。
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(   )

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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0 C . 弹簧的劲度系数等于 D . 在B和A分离前,它们做匀加速直线运动
如图,一弹射游戏装置,长度L=1m的水平轨道AB的右端固定弹射器,其左端B点与半径为r的半圆形光滑竖直管道平滑连接。已知滑块质量m=0.5kg,可视为质点,初始时放置在弹簧原长处A点,滑块与弹簧未拴接,弹射时从静止释放滑块且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能,滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.5,忽略空气阻力,每次游戏都要求滑块能通过半圆形道最高点C。(已知弹簧弹性势能与形变量的平方成正比)

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  1. (1) 当r=0.2m时,若滑块恰好能通过圆形管道最高点C,求此时速度大小vC
  2. (2) 求第(1)问条件下它经过B点时对圆形管道的压力FN及弹簧弹性势能Ep0
  3. (3) 若弹簧压缩量是第(1)问情况的2倍,半圆形管道半径可以变化,当半径为多大时,滑块从C处平抛水平距离最大,最大水平距离为多少。
质量为1t的汽车,以额定功率40kW启动,能达到的最大速度是20m/s,则当车速为5m/s时,汽车的加速度大小为(   )
A . 2m/s2 B . 3m/s2 C . 6m/s2 D . 8m/s2
如图甲所示,有一足够长的粗糙斜面,倾角θ=37°,一滑块以初速度v0=16m/s从底端A点滑上斜面,滑至B点后又返回到A点.滑块运动的图象如图乙所示,(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2).求:

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  1. (1) AB之间的距离;
  2. (2) 滑块再次回到A点时的速度;
如图所示,在水平面上有一轻质弹簧,其左端与竖直墙壁相连,在水平面右侧有一倾斜的传送带与水平面在 点平滑连接,皮带轮以 的速率逆时针匀速转动。一质量 可视为质点的物体压缩弹簧到 点(与弹簧不拴接),然后静止释放,最后物体到达传送带上端 点时的速率刚好为零。已知物体与水平面及物体与传送带的动摩擦因数均为 ,水平面 段长 ,皮带轮 之间长 ,传送带与水平面之间的夹角 ,重力加速度 求:

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  1. (1) 物体经过A点时的速率;
  2. (2) 释放物体之前弹簧所具有的弹性势能;
  3. (3) 物体由A运动到B与传送带之间由于摩擦而产生的热量。
如图所示,倾斜放置的圆盘绕着中轴匀速转动,圆盘的倾角为37°,在距转动中心 处放一个小木块,小木块跟随圆盘一起转动,小木块与圆盘间的动摩擦因数为 ,假设木块与圆盘的最大静摩擦力与相同条件下的滑动摩擦力相同。若要保持小木块不相对圆盘滑动,圆盘转动的角速度最大不能超过(   )

A . 2 rad/s B . 8 rad/s C . D .
如图所示,A、B两物块质量均为m,两物块由一轻质弹簧拴接,质量为2m的物块C放在足够高的光滑水平桌面上,物块C与B之间由绕过固定光滑定滑轮的细线相连。初始时,系统静止,细线恰好伸直且无作用力。现对物块C施加一个水平向右的力F,物块C在F作用下向右匀加速运动,位移为x时速度为v,此时物块A恰好离开地面。已知重力加速度为g,此过程中(  )

A . 细线的拉力大小与F大小成正比 B . F的最大值为 C . 细线拉力的最大值为 D . F做的功为
2021年5月15日中国自发研制的火星探测器“天问一号”成功登陆火星。探测器登陆过程主要为以下几个过程:首先探测器与环绕器分离,进入火星大气层,经历“气动减速”,假设当速度v2=500m/s时打开降落伞,进入“伞降减速阶段”,探测器匀减速下落x=7.5km至速度v3;接着降落伞脱落,推力发动机开启,进入“动力减速阶段”,经匀减速下落时间t=100s速度减为0,上述减速过程均可简化为探测器始终在竖直下落在距离火星表面100m时,探测器进入“悬停阶段”,接着探测器可以平移寻找着陆点;找到安全着陆点后在缓冲装置和气囊保护下进行“无动力着陆”。已知天问一号探测器质量为m=5×103kg,降落伞脱离可视为质量不变,火星表面重力加速度g约为4m/s2 , “伞降减速阶段”中降落伞对探测器的拉力为重力的5倍。

  1. (1) 求“伞降减速阶段”中探测器的加速度大小;
  2. (2) 求“动力减速阶段”中推力发动机对探测器的作用力;
  3. (3) 在“悬停阶段”阶段,为寻找合适的着陆点,探测器先向右做匀加速直线运动,再向右做匀减速直线运动,减速阶段的加速度为加速阶段的2倍,平移总位移为6m,总时间为3s,求减速阶段中发动机对探测器的作用力与重力的比值。
如图所示,水平地面上有一斜面体B,质量2kg,倾角 ,斜面体上有一小物块A,质量1kg,物块A与斜面体B之间的动摩擦因数为0.5.给小物块A施加一个垂直斜面向下的作用力F,让小物块A沿斜面加速下滑,加速度大小1m/s2 , 斜面体B始终保持静止不动,重力加速度取10m/s2 ,则(   )

A . 作用力F大小为10N B . 地面对斜面体B的摩擦力方向水平向左 C . 地面与斜面体B之间的摩擦力大小为6N D . 斜面体B对地面的压力大小为31N
民航客机都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地面如图所示。假设某型号的飞机舱口下沿距地面高度为3.6m,气囊所形成的斜面长度为6m,一个质量为60 的人在气囊顶端由静止沿斜面滑下时,可视为匀加速直线运动,已知人沿气囊下滑时所受的阻力为120N,取 。下列说法正确的是(   )

A . 人滑至气囊低端时的速度大小为8 B . 人滑至气囊低端时的速度大小为 C . 人下滑过程所经历的时间约为3s D . 人下滑过程所经历的时间约为1s
如图所示,两根间距为L的固定光滑金属导轨MP和NQ平行放置,电阻可忽略不计,两导轨是由位于MN左侧的半径为R的四分之一圆弧和MN右侧足够长的水平部分构成,水平导轨范围内存在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场,两根长度均为L的导体棒ab和cd垂直导轨且与导轨接触良好,开始时cd静止在磁场中,ab从圆弧导轨的顶端由静止释放,两导体棒在运动中始终不接触。已知ab棒、cd棒的质量均为m,电阻均为r。重力加速度为g。求:

  1. (1) ab棒到达圆弧底端时对轨道的压力FN大小;
  2. (2) 最后稳定时ab棒的速度大小和整个过程中ab棒产生的焦耳热Q;
  3. (3) 整个过程中,通过cd棒的电荷量q。
某校举行托球跑步比赛,赛道为水平直道。比赛时,某同学将球置于球拍中心,运动过程中球拍的倾角始终为且高度不变,质量为m的乒乓球位于球拍中心相对球拍保持静止,如图所示。已知球受到的空气阻力大小与其速度v的大小成正比且方向与v相反,不计乒乓球和球拍之间的摩擦,重力加速度为g,则(   )

A . 该同学刚开始运动时的加速度为 B . 该同学先做匀加速运动后匀速运动 C . 匀速运动时空气阻力大小为 D . 匀速运动时球拍对乒乓球的弹力为
如图所示,abcde是四段平滑链接的路面,一辆用轻绳悬挂小球的小车静止在起点,轻推小车,小车可以冲上de路面。若所有摩擦均不计,且忽略小车在各衔接路段对小球的扰动,在运动过程中小球与小车总是保持相对静止,那么轻绳与车顶垂直的阶段是(   )

A . 只有ab路面 B . 只有bc路面 C . 只有cd路面 D . 全程