牛顿第二定律专题 .doc
牛顿第二定律瞬时性问题专题(个人整理)
B. 剪断绳的瞬间 Ｃ. 剪断弹簧的瞬间
Ｄ. 剪断弹簧的瞬间
析：剪断绳时a=0,剪断弹簧时a=g/2
• 例2、如图甲两球质量均为m，两根轻绳1和2，突 然迅速剪断1，剪断瞬间A、B的加速度为多少？
变式1：将轻绳2改变成轻质弹簧，如图乙，则情 况又如何？
变式2：如图乙中A、B质量分别为3m和2m，则 剪断线1瞬间，情况又如何？
பைடு நூலகம்
变式1 (2020·福建龙岩市期末质量检查)如图5所示，在倾角为θ＝30°
的光滑固定斜面上，物块A、B质量均为m.物块A静止在轻弹簧上端，
物块B用细线与斜面顶端相连，A、B靠在一起，但A、B之间无弹力.
已知重力加速度为g，某时刻将细线剪断，下列说法正确的是
A.细线剪断前，弹簧的弹力为mg
B.细线剪断前，细线的拉力为mg
a
A
B
例3 (多选) 如图4所示，质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连，竖 直放在光滑的水平面上，木块A上放有质量为2m的木块C，三者均处 于静止状态.现将木块C迅速移开，若重力加速度为g，则在木块C移开 的瞬间
√A.弹簧的形变量不改变
B.弹簧的弹力大小为mg
√C.木块A的加速度大小为2g
D.木块B对水平面的压力大小迅速变为2mg
细线剪断瞬间，对 A、B 系统，加速度大小：a＝2mgs2inmθ－F＝41g，故 D 正确.
变式2 如图6所示，A球质量为B球质量的3倍，光滑固定斜面的倾角 为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆 相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行， 重力加速度为g，则在突然撤去挡板的瞬间有 A.图甲中A球的加速度大小为gsin θ B.图甲中B球的加速度大小为2gsin θ C.图乙中A、B两球的加速度大小均为gsin θ
牛顿第二定律瞬时性问题专题
牛顿第二定律在瞬时问题中的实例分析
自由落体运动
当物体仅受重力作用时，根据牛顿第二定律可以得出自由落体的加速度为9.8m/s²，进而分析自由落体的 运动规律。
弹性碰撞
当两个物体发生弹性碰撞时，根据牛顿第二定律可以计算出碰撞后的速度和方向。
牛顿第二定律在瞬时问题中的实践意义
工程应用
在机械工程、航空航天等领域中，牛顿第二定律被广泛应用于分析各种瞬时作用力和运 动状态变化的问题。
牛顿第二定律瞬时性问题是指物体在受到力的作用时，其加速度立即产生，而不需要经过一段时间的 延迟。这一特性在经典力学中得到了广泛的应用和认可。
牛顿第二定律瞬时性问题的研究涉及到物体运动状态的改变和力的作用方式，对于理解力学的基本原理 和解决实际问题具有重要的意义。
虽然牛顿第二定律瞬时性问题的理论已经相当成熟，但在实际应用中仍然存在一些挑战和限制，需要进 一步研究和探讨。
随着科学技术的发展，未来研究将更 加注重实验研究和观测技术的提升， 以实现更精确的瞬时测量和更深入的 物理机制探索。
跨学科合作将成为研究的重要方向， 通过与物理学、数学、工程学等领域 的交叉融合，拓展牛顿第二定律瞬时 性问题的研究领域和应用范围。
05 结论
CHAPTER
牛顿第二定律瞬时性问题的总结
牛顿第二定律适用于宏观低速的物体，即适用于速度远小于 光速的物体。
惯性参考系
牛顿第二定律只在惯性参考系中成立，即在不受外力作用的 参考系中成立。
02 瞬时性问题解析
CHAPTER
瞬时性问题的定义
瞬时性问题的定义
在牛顿第二定律中，瞬时性问题是指物体在受到力的作用后，其加速度立即产生 ，而不需要经过一段时间的延迟。
安全保障
牛顿第二定律综合练习题专题
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。
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。
(完整版)牛顿第二定律的综合应用专题
图1牛顿第二定律的应用第一类：由物体的受力情况确定物体的运动情况1. 如图1所示，一个质量为m=20kg 的物块，在F=60N 的水平拉力作用下，从静止开始沿水平地面向右做匀加速直线运动，物体与地面之间的动摩擦因数为0.10.( g=10m/s 2) （1）画出物块的受力示意图 （2）求物块运动的加速度的大小 （3）物体在t =2.0s 时速度v 的大小. （4）求物块速度达到s m v /0.6=时移动的距离2．如图，质量m=2kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面间的滑动摩擦因数25.0=μ，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）画出物体的受力示意图 (2)物体运动的加速度（3）物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小。
〖方法归纳:〗〖自主练习:〗1.一辆总质量是4.0×103kg 的满载汽车，从静止出发，沿路面行驶，汽车的牵引力是6.0×103N ，受到的阻力为车重的0.1倍。
求汽车运动的加速度和20秒末的速度各是多大? ( g=10m/s 2)2．如图所示，一位滑雪者在一段水平雪地上滑雪。
已知滑雪者与其全部装备的总质量m = 80kg ，滑雪板与雪地之间的动摩擦因数μ＝0.05。
从某时刻起滑雪者收起雪杖自由滑行，此时滑雪者的速度v = 5m/s ，之后做匀减速直线运动。
求：( g=10m/s 2)（1）滑雪者做匀减速直线运动的加速度大小； （2）收起雪杖后继续滑行的最大距离。
3．如图，质量m=2kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面间的滑动摩擦因数25.0=μ，现在对物体施加一个大小F=8N 、与水平方向夹角θ=37°角的斜下上的推力．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。
专题牛顿第二定律
专题一、牛顿第二定律【基础梳理】一、牛顿第二定律1. 内容物体的加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成 ,加速度的方向与作用力的方向。
2..a= £（决定式）a=F3.4.适用范围（1）牛顿第二定律只适用于（相对地面静止或做匀速直线运动的参考系）。
⑵牛顿第二定律只适用于（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况。
【基础自测】1. 下列说法正确的是（）A. 物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零B. 物体所受合力越大，速度越大C. 速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D. 速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同2. （2012山东实验中学月考）质量为m的物体，在F i、F2. F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F〔、F2不变，仅将F3的方向改变90°（大小不变）后，物体可能做（）A. 加速度大小为宜的匀变速直线运动b. 加速度大小为**的匀变速直线运动. 2F"c. 加速度大小为*^3的匀变速曲线您动D.匀速直线运动3. （2013上海徐汇测试）质量为50 kg的消防员两脚各用750 N水平蹬力，恰在两竖直墙之间匀速下滑，在离地面6m处改做匀减速运动，经过2s后到达地面时速度恰减为零，则此时两脚的水平蹬力至少为（重力加速度g取10 m/s2）（）A. 900 NB.925 NC.950 ND.975 N4. 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，贝U物体（）A. 刚抛出时的速度最大B. 在最高点的加速度为零C. 上升时间大于下落时间D. 上升时的加速度等于下落时的加速度5、（2012海南单科）根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是（）A. 物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B. 物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C. 物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D. 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反、用牛顿第二定律解题的三种思路例1、如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，a与水平方向的夹角为0,求人所受到的支持力和摩擦力.1、分解力：（建系原则：其中一轴指向物体的运动方向）2、分解加速度：（建系原则：两轴分别指向两分加速度的方向）3、添加惯性力，将非平衡态转化成平衡态。
专题8 牛顿第二定律(学生)
专题8 牛顿第二定律【知识清单】一．牛顿第二定律：（1）内容：物体的加速度跟 成正比，跟 成反比，加速度的方向跟 方向相同。
（2）公式：F （合）= 。
（3）力的独立性原理：作用在物体上的每一个力都可以产生 ，物体的加速度等于所有力产生的加速度的矢量和。
二．整体法与隔离法（1）各物体的运动状态相同时，可用整体法。
（2）用整体法或隔离法求物体的加速度。
（3）整体法求外力，隔离法求内力。
【典例分析】考点一：牛顿第二定律【例1】一物体在几个力的共同作用下静止处于光滑的水平面上．现使其中水平向东的一个力F 的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值（方向不变），则（ ）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【例2】一辆质量为1000kg 的小汽车以72km/h 的速度行驶，关闭发动机，经过20s 匀减速停下来，则需要的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N ，产生的加速度应为多大？（假定行驶过程中汽车受到的阻力不变）【例3】如图所示，A 、B 两条直线是在A 、B 两地分别用竖直向上的力F 拉质量分别为m A 、m B 的物体得出的两个加速度a 与力F 的关系图线，由图线分析可知（ ） A ．两地的重力加速度g A ＞g BB ．m A ＜m BC ．两地的重力加速度g A ＜g BD ．m A ＞m B【例4】一个质量为50kg 的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上．他看到升降机上挂着一个重物的弹簧秤上的示数为40N ，该重物的质量为5kg ，这时人对升降机地板的压力是多大?(g 取l0m/s 2)。
400NAa B FO【例5】如图所示，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的轻弹簧连结起来，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．B．C．D．【例6】一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为 。
牛顿第二定律计算专题
牛二简单综合及传送带1.2.3.4.5.图2—3 图2—1 图2—16.如图2—3所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s 的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带从A→B 的长度L=5m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少？7.如图2—1所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s 的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带从A→B 的长度L=16m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少？8.如图2—4所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以13.2m/s 的速度顺时针转动，在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9，已知传送带从A→B 的长度L=33m ，则物体从A 到B 需要的时间为多少？9. 10. 11.答案：1. F=mg/(sin θ-ucos θ);2. F 1=20N; a=2m/s 2; S=9m;3. a=6.4m/s 2; S=28.8m; S 1=512m;4. t=5.2s;5. t=6s;6. 【解析】物体放上传送带以后，开始一段时间，其运动加速度2m /s 10cos sin =+=mmg mg a θμθ。
这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止，其对应的时间和位移分别为： ,1s 10101s a v t === m52 21==a s υ此时物休刚好滑到传送带的低端。
所以：s 1=总t 。
7. 【解析】物体放上传送带以后，开始一段时间，其运动加速度2m /s 10cos sin =+=mmg mg a θμθ。
这样的加速度只能维持到物体的速度达到10m/s 为止，其对应的时间和位移分别为： ,1s 10101s a v t === m52 21==a s υ＜16m以后物体受到的摩擦力变为沿传送带向上，其加速度大小为（因为mgsinθ＞μmgcosθ）。
牛顿第二定律专题
11. （1）若滑上木板 A 时，木板不动，由受力分析得 1m1 g 2 (m1 2m2 ) g ④，若滑上木板 B 时， 木板 B 开始滑动， 由受力分析得 1m1 g 2 (m1 m2 ) g ⑤， 联立④⑤式代入数据得 1 0.6 ⑥。 （2） 1 0.5 ，由⑥式可知，货物在木板 A 上滑动时，木板不动。设货物在木板 A 上做减速运动 时的加速度大小为 a1 ，由牛顿第二定律得 1m1 g m1a1 ⑦，设货物滑到木板 A 末端是的速度为 v1 ，由
6． 【解析】AB。本题考查牛顿运动定律。对小球受力分析，当 N 为零时，小球的合外力水平向右，加 速度向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动，A 对 C 错；当 T 为零时，小球的合外力水平向左， 加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B 对 D 错。解题时抓住 N、T 为零时受力分析 的临界条件，小球与车相对静止，说明小球和小车只能有水平的加速度，作为突破口。 7．分析与解：对于 A、B 整体据牛顿第二定律有：FA+FB=(mA+mB)a,设 A、B 间的作用为 N，则对 B 据 牛顿第二定律可得： N+FB=mBa 解得 N mB
3
12．(2010· 黄冈中学测试)如图所示，一块质量为 m，长为 L 的均质长木板放在很长的光滑水平桌面 上，板的左端有一质量为 m′的小物体(可视为质点)，物体上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌边的 定滑轮．某人以恒定的速度 v 向下拉绳，物体最多只能到达板的中点，已知整个过程中板的右端都不会 到达桌边定滑轮处．试求： (1)当物体刚到达木板中点时木板的位移； (2)若木板与桌面之间有摩擦，为使物体恰能达到板的右端，板与桌面之间的动摩擦因数为多少？
牛顿第二定律专题
A
B
A
B
F
◆ 例2.如图所示，质量分别为mA=4kg、mB=1kg 的A、B两物块静止叠放在水平光滑地面上，它 们间的动摩擦因数μ=0.4。 (1)现用F=15N的力拉物块B，则fAB=？ (2)现用F=15N的力拉物块A，则fAB=？
A B
F
A B
F
二、瞬时问题
◆例3.A、B等质量，弹簧与细线不计质量。当 把上端细线剪断的瞬间，A、B的加速度分别为 多大？
例：如图所示，一个质量m=1kg的木块，放
在光滑的水平桌面上沿虚线方向匀加速运 2 动，a=3m/s 。 已知木块受到两个与桌面平行 的力F1、F2，F1与运动方向成60°角，F2与运 动方向成30°角。求：F1与F2的大小？
F1
60° 30°
F2
练习：如图所示，电梯与水平面夹角为30°， 当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重 力的6/5，求人与梯面间的摩擦力是其重力的 多少倍？
A
A
B
B
练习：如图所示，一质量为m的小球在水平细 线及与竖直方向成θ角的弹簧作用下处于静 止状态，试分析剪短细线的瞬间，小球的加 速度大小和方向？
练习：小球处于静止状态，设拔去销钉M的瞬间， 小球的加速度大小为12m/s2。若不拔去销钉M而 拔去销钉N的 瞬间小球的加速度可能为？
三、分解加速度
在小车上固有一夹角为60°的支架，支架的另一 端固有质量为0.2kg的小球，整个装置以10m/s2的 加速度向左匀加速前进，求杆受球的力。
a
FN
mg
牛顿第二定律专题
——连接体问题和瞬时问题
一、连接体问题（具有相互作用的多体系）
A A
F
B
专题---牛顿第二定律
牛顿定律的专题一、运动学和力学结合1、如图所示，两细绳与水平车顶夹角分别为60°和30°，物体质量为m，当小车以大小为2g的加速度向右做匀加速直线运动时，求绳1和绳2的拉力大小。
（g为重力加速度）2、建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。
质量M=60kg的工人站在水平地面上，通过定滑轮将m=20kg 的建筑材料以a=1m/s²的加速度竖直向上加速提升，工人拉绳方向与水平方向成53°。
忽略绳子和定滑轮的质量及两者间的摩擦，求工人在提升建筑材料过程中，（g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：（1）绳子对建筑材料拉力的大小；（2）地面对工人的摩擦力的大小。
3、一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶（质量均为m）在水平路面行驶。
在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，一只桶C自由地摆放在桶A、B之间，和汽车一起保持静止，如图所示，已知重力加速度为g。
（1）若汽车向左匀速运动，求桶A对C的支持力大小；（2）若汽车向左以a0=√3g，的加速度加速运动时，桶C即将脱离A，求此时桶C对桶B的压力大小。
34、用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。
两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。
重力加速度为g。
求：（1）当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小F1、F2分别为多少?g，斜面I、Ⅱ对圆筒压力的大小F3、F4分别为多少?（2）当卡车沿平直公路做匀加速直线运动且加速度a大小为√36二、牛顿第二定律求瞬时突变问题5、如图所示，放在粗糙固定斜面上的物块A和小球B均处于静止状态，轻绳AB绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端连接在小球B上，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的BC段与竖直方向的夹角θ=53°，斜面倾角α=37°，物块A和小球B的质量分别为m A=5kg，m B=1.5kg，弹簧的劲度系数k=500N/m（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s²）,求：（1）弹簧的伸长量x;（2）物块A受到的摩擦力大小和方向；（3）剪断BC绳瞬间，求B的加速度大小。
高中物理牛顿第二定律计算题专题训练含答案
高中物理牛顿第二定律计算题专题训练含答案姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、计算题（共20题）1、列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶，在100s内速度由5.0m／s增加到15.0m／s.（1）求列车的加速度大小．（2）若列车的质量是1.0×106kg，机车对列车的牵引力是1.5×105N，求列车在运动中所受的阻力大小．2、如图所示，质量为m的摆球A悬挂在车架上，求在上述各种情况下，摆线与竖直方向的夹角a和线中的张力T：（1）小车沿水平方向做匀速运动。
（2）小车沿水平方向做加速度为a的运动。
3、质量为2Kg的质点同时受到相互垂直的两个力F1、F2的作用,如图所示,其中F1=3N,F2=4N ,求质点的加速度大小和方向。
4、直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m＝500 kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝45°。
直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a＝1.5 m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝14°。
如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求空气阻力f和水箱中水的质量M。
（sin14°＝0.242；cos14°＝0.970）5、如图所示，质量为M=4kg底座A上装有长杆，杆长为1．5m，杆上有质量为m=1kg的小环，当小环从底座底部以初速度竖直向上飞起时，恰好能冲到长杆顶端，然后重新落回，小环在上升和下降过程中，受到长杆的摩擦力大小不变，在此过程中底座始终保持静止。
（g=10m/s2）求：（1）小环上升过程中的加速度（2）小环受到的摩擦力大小（3）小环在下降过程中，底座对地面的压力。
6、一个质量为0．2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力．（计算时）7、如图所示，轻绳的一端系在地上，另一端系着氢气球，氢气球重20 N，空气对它的浮力恒为30 N，由于受恒定水平风力作用，使系氢气球的轻绳和地面成53°角，（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2）。
牛顿第二定律专题(含经典例题)
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。
高中物理《牛顿第二定律》压轴题专题训练 附详细答案(方便打印版)
《牛顿第二定律》压轴题专题1．（2013•昌平区模拟）如图所示，一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央，桌布的一边与桌的AB边重合．已知方桌的边长为L，圆盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，圆盘与桌面间的动摩擦因数为μ2．现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边．若圆盘最后未从桌面掉下，以g表示重力加速度，求：（1）桌布与圆盘经多长时间分离？（2）为使圆盘不从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？（第1题）（第2题）（第3题）2．（2011•徐汇区模拟）如图所示，细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m 的小球，当滑块至少以加速度a=向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T=．3．（2011•徐汇区模拟）一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示．设运动员的质量为75kg，吊椅的质量为25kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时，则运动员竖直向下拉绳的力为N，运动员对吊椅的压力为N．（g=10m/s2）4．（2009•徐汇区一模）如图所示，将一小物体从斜面顶端A点静止起释放，物体沿斜面下滑，经斜面底端C点滑上水平面，最后通过水平面上B点，斜面高度为h，A、B两点的水平距离为s，不计物体滑过C点时的能量损失．若已知斜面、平面与小物体间的动摩擦因数都为μ，斜面倾角θ未知，则物体滑到B点时的速度大小为；若已知倾角为θ，而动摩擦因数μ未知，且物体滑到B点时恰好停止，则物体滑过斜面AC与滑过平面CB所用的时间之比为．5．（2009•崇明县模拟）如图所示是伽利略理想斜面实验中的一幅图，一小球在光滑槽内运动，槽底水平部分长5m，若小球由A点静止开始运动，经4s到达另一斜面与A等高的B点，且已知小球在水平部分运动时间为1s，则小球下落点A离水平底部的高度为m；小球从A到B运动的总路程是m．（第4题）（第5题）（第6题）6．（2013•山东）如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以v0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m．已知斜面倾角θ=30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=．重力加速度g取10m/s2．（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小．（2）拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？7．（2013•安徽）如图所示，质量为M倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块．压缩弹簧使其长度为l时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态．重力加速度为g．（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；（3）求弹簧的最大伸长量；（4）为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？（第7题）（第8题）（第9题）8．（2009•安徽）在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬．为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示．设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦．重力加速度取g=10m/s2．当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时，试求（1）运动员竖直向下拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力．9．（2007•广东）如图所示，质量M=10kg、上表面光滑的足够长的木板在F=50N的水平拉力作用下，以初速度v0=5m/s沿水平地面向右匀速运动．现有足够多的小铁块，它们的质量均为m=1kg，将一铁块无初速地放在木板的最右端，当木板运动了L=1m时，又无初速度地在木板的最右端放上第2块铁块，只要木板运动了L就在木板的最右端无初速度放一铁块．（取g=10m/s2）试问：（1）第1块铁块放上后，木板运动了L时，木板的速度多大？（2）最终木板上放有多少块铁块？（3）最后一块铁块与木板右端距离多远？10．图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用△t表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列的点．②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m．④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③．⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距s1，s2，…．求出与不同m相对应的加速度a．⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出﹣﹣m关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成关系（填“线性”或“非线性”）．（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是．（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3．a可用s1、s3和△t表示为a=．图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=mm，s3=mm．由此求得加速度的大小a=m/s2．（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为，小车的质量为．（第10题）11．（2013•自贡一模）如图所示，水平面上放有质量均为m=lkg的物块A和B，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1，相距l=0.75m．现给物块A一初速度使之向B运动，与此同时给物块B一个F=3N的水平向右的力，B由静止开始运动，经过一段时间A恰好追上B．g=10m/s2，求：（1）物块A的初速度大小；（2）从开始到物块A追上物块B的过程中，力F对物块B所做的功．（第11题）（第12题）（第13题）12．（2013•郑州一模）如图所示，有一水平放置的足够长的皮带输送机以v=4m/s的速度沿顺时针方向运行．有一物体以v0=6m/s 的初速度从皮带输送机的右端沿皮带水平向左滑动，若物体与皮带的动摩擦因数μ=0.2，并取g=10m/s2，求物体从开始运动到回到出发点所用时间．13．（2013•浙江模拟）如图，木板长L=1.6m，质量M=4.0kg，上表面光滑，下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4．质量m=1.0kg 的小滑块（视为质点）放在木板的右端，开始时木板与物块均处于静止状态，现给木板以向右的初速度，取g=10m/s2，求：（1）小滑块的加速度大小；（2）木板的加速度大小和方向；（3）要使小滑块从木板上掉下，木板初速度应满足什么要求．14．（2013•盐城一模）光滑水平面上有质量为M、高度为h的光滑斜面体A，斜面上有质量为m的小物体B，都处于静止状态．从某时刻开始释放物体B，在B沿斜面下滑的同时斜面体A沿水平方向向左做匀加速运动．经过时间t，斜面体水平移动s，小物体B刚好滑到底端．（1）求运动过程中斜面体A所受的合力F A；（2）分析小物体B做何种运动？并说明理由；（3）求小物体B到达斜面体A底端时的速度U E大小．（第14题）（第15题）（第16题）15．（2013•许昌三模）有一个长L=4m、倾角为θ=370的斜面，底端有一垂直斜面的挡板．有一质量m=1kg的小物块从顶端A由静止沿斜面下滑，碰到挡板时的速度v=4m/s．若小物块从顶端A由静止沿斜面下滑到某点B（图中未标出）时，对其施加一平行于斜面向上的恒力F=10N，使小物块恰好不撞到挡板上．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）物块A与斜面间的动摩擦因数μ；（2）B点到挡板的距离．16．（2013•武汉二模）如图所示，质量M=1kg的木板静置于倾角θ=37°、足够长的固定光滑斜面底端．质量m=1kg的小物块（可视为质点）以初速度v0=4m/s从木板的下端冲上木板，同时在木板上端施加一个沿斜面向上的F=3.2N的恒力．若小物块恰好不从木板的上端滑下，求木板的长度l为多少？已知小物块与木板之间的动摩檫因数μ=0.8，重力加速度g=1Om/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．17．（2013•台州模拟）小物块以一定的初速度mgsinθ+μmgcosθ=ma沿斜面（足够长）向上运动，由实验测得物块沿斜面运动的最大位移10sinθ+5cosθ=10与斜面倾角θ=37°的关系如图所示．取mgsinθ=6m=10m/s2，空气阻力不计．可能用到的函数值：sin30°=0.5，sin37°=0.6，sin45°=μmgcosθ=4m，sin53°=0.8，sin60°=B0IL=mg．求：（1）物块的初速度v0；（2）物块与斜面之间的动摩擦因数μ；（3）计算说明图线中P点对应的斜面倾角为多大？在此倾角条件下，小物块能滑回斜面底端吗？说明理由（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）．（第17题）（第18题）18．（2013•如东县模拟）如图所示，在水平长直轨道上，有一长度L=8m的平板车在外力控制下始终保持以v=5m/s的速度向右做匀速直线运动．某时刻将一质量m=2kg的小滑块放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2．（1）若滑块的初速度为零，求它在车上滑动过程的加速度；（2）在（1）的情况下，求滑块滑出平板车时的动能；（3）若以与车运动方向相同、大小为v0的初速度释放滑块，为使滑块不从车上掉下，v0应满足什么条件？19．（2013•南通一模）小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得其体重为500N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t=0时由静止开始运动到t=11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示，取g=10m/s2．求：（1）小明在0～2s内的加速度大小a1，并判断在这段时间内小明处于超重还是失重状态；（2）在10s～11s内，台秤的示数F3；（3）小明运动的总位移x．（第19题）（第20题）（第21题）20．（2013•南宁三模）如图所示，水平轨道AB段为粗糙水平面，BC段为一水平传送带，两段相切于B点．一质量为m=l kg 的物块（可视为质点），静止于A点，AB距离为s=2m．已知物块与AB段和BC段的动摩擦因数均为μ=0.5，g取10m/s2．（1）若给物块施加一水平拉力F=ll N，使物块从静止开始沿轨道向右运动，到达B点时撤去拉力，物块在传送带静止情况下刚好运动到C点，求传送带的长度；（2）在（1）问中，若将传送带绕B点逆时针旋转37°后固定（AB段和BC段仍平滑连接），要使物块仍能到达C端，则在AB段对物块施加拉力F应至少多大．21．（2013•南昌三模）如图所示，两套完全相同的小物块和轨道系统，轨道固定在水平桌面上．物块质量m=lkg，轨道长度l=2m，物块与轨道之间的动摩擦因数μ=0.20现用水平拉力F=6N、F2=4N同对拉两个物块，分别作用一段距离后撤去，使两物块都能从静止出发，运动到轨道另一端时恰好停止．（g=l0m/s2）求：（1）在F1作用下的小物块加速度a1多大？（2）从两物块运动时开始计时直到都停止，除了物块在轨道两端速度都为零之外，另有某时刻t两物块速度相同，则t为多少？22．（2013•南昌二模）有一个冰上推木箱的游戏节目，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，若箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败．其简化模型如图所示，AC是长度为L1=7m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箱，BC为有效区域．已知BC长度L2=lm，木箱的质量m=50kg，木箱与冰面间的动摩擦系数u=0.1．某选手作用在木箱上的水平推力F=200N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取l0m/s2．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什么条件？（第22题）（第23题）23．（2013•兰州模拟）如图所示，有一水平传送带匀速向左运动，某时刻将一质量为m的小煤块（可视为质点）放到长为L 的传送带的中点．它与传送带间的动摩擦因数为μ，求：（1）小煤块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向；（2）要使小煤块留在传送带上的印记长度不超过，传送带的速度v应满足的条件．24．（2013•金山区一模）如图，将质量m=2kg的圆环套在与水平面成37°角的直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆间动摩擦因数μ=0.5，对环施加一个竖直向上的拉力F，使环由静止开始运动，已知t=1s 内环通过的位移为0.5m．（1）若环沿杆向下运动，求F的大小；（2）若环沿杆向上运动，且t=1s时撤去拉力，求环沿杆向上运动过程中克服摩擦力做功的大小．（第24题）（第25题）25．（2013•河南模拟）民用航空客机的机舱，除了有正常的舱门和舷梯连接，供旅客上下飞机，一般还设有紧急出口．发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个气囊（由斜面部分AC和水平部分CD构成），机舱中的人可沿该气囊滑行到地面上来，如图所示．某机舱离气囊底端的竖直高度AB=3.0m，气囊构成的斜面长AC=5.0m．一个质量m=60kg的人从气囊上由静止开始滑下，人与气囊动摩擦因数为μ=0.5．不计空气阻力，g=10m/s2．求：（1）人从斜面AC下滑的加速度；（2）为使人滑到地面时不离开气囊，则气囊的水平部分CD应多长？26．（2013•河南模拟）如图1所示，光滑水平面上的O处有一质量为m=2Kg物体．物体同时受到两个水平力的作用，F1=4N，方向向右，F2的方向向左大小如图2所示，x为物体相对O的位移．物体从静止开始运动，问：（1）当位移为x=0.5m时物体的加速度多大？（2）物体在X=0和X=2米内何位置物体的加速度最大？最大值为多少？（3）物体在X=0和X=2米内何位置物体的速度最大？最大值为多．27．（2013•朝阳区模拟）如图甲所示，光滑水平面有一静止的长木板，质量M=3.0kg．某时刻，一小物块（可视为质点）以v0=4.0m/s的初速度滑上木板的左端，经过t=0.50s小物块到达木板的最右端．已知小物块的质量m=1.0kg，它与长木板之间的动摩擦因数μ=0.30，重力加速度g取10m/s2．（1）求木板的长度L；（2）如图乙所示，在小物块滑上木板的同时，对木板施加一个水平向右的拉力F，经过一段时间，小物块恰好停在木板的最右端，求拉力F的大小．28．（2013•长沙一模）如图所示，水平地面上有A、B两点，且两点间距离L AB=6m，质量m=2kg的物体（可视为质点）静止在A点，地面与物块的滑动摩擦因数μ=0.2，为使物体运动到B点，现给物体施加一水平F=10N的拉力，g取10m/s2，求（1）物体运动到B点的时间；（2）拉力F作用的最短时间．（第28题）（第29题）29．（2013•保定一模）如图甲所示，有一个大木箱，放在平板汽车的后部，木箱到驾驶室的距离L=2.8m，木箱与车板间的动摩擦因数µ=0.5．开始时平板汽车载着木箱以速度v0=16m/s匀速行驶．突然驾驶员遇到紧急情况刹车，轮胎抱死，使平板汽车做匀减速直线运动，直至停止．g取10m/s2，忽略空气阻力．（1）为了不让木箱撞击驾驶室，平板汽车从开始刹车到完全停止至少需多长时间？（计算结果小数点后面保留两位有效数字）（2）从汽车开始减速到木箱完全停止的过程中，平板汽车受到地面的摩擦力f，在图乙中定性画出f随时间t的变化图线．（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分）30．（2012•淄博二模）如图所示，长L=5m，高h=0.45m，质量M=10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动，木箱上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数为μ=0.2．当木箱的速度v0=3.6m/s时，立即对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N，并同时将一个质量m=1kg的小物块轻放在距木箱右端0.5m处的P点（小物块可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），经过一段间小物块脱离木箱落到地面．取g=10m/s2，求：（1）从小物块放在P点开始，木箱向右运动的最大距离；（2）小物块离开木箱时木箱的速度大小；（3）小物块落地时离木箱右端的距离．（答案见下）《牛顿第二定律》压轴题专题参考答案与试题解析1．（2013•昌平区模拟）如图所示，一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央，桌布的一边与桌的AB边重合．已知方桌的边长为L，圆盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，圆盘与桌面间的动摩擦因数为μ2．现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边．若圆盘最后未从桌面掉下，以g表示重力加速度，求：（1）桌布与圆盘经多长时间分离？（2）为使圆盘不从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：（1）根据牛顿第二定律求出圆盘在桌布上做加速运动的加速度，抓住桌布的位移和圆盘的位移之差等于，结合运动学公式求出桌布与圆盘分离的时间．（2）圆盘离开桌布后，在桌面上做匀减速直线运动，抓住圆盘在匀加速直线运动和匀减速直线运动的位移之和小于等于，结合牛顿第二定律和运动学公式求出加速度a满足的条件．解答：解：（1）设圆盘的质量为m，圆盘在桌布上做加速运动的加速度为a1，则f1=μ1mg=ma1以地面为参考系，设桌布从盘下抽出所经历的时间为t1，在这段时间内桌布移动的位移为x，圆盘移动的位移为s1，有，由题意分析可知，当桌布比圆盘多运动了的位移时，盘布分离，即x﹣s1=联立以上各式，可以解得（2）桌布抽出后，圆盘在桌面上做匀减速运动，以a2表示圆盘的加速度的大小，有f2=μ2mg=ma2设圆盘刚离开桌布时的速度大小为v，离开桌布后在桌面上再运动距离s2时停止，有v2=2a1s1，v2=2a2s2，所以s2=盘没有从桌面上掉下的条件是s1+s2≤由以上各式解得a≥答：（1）桌布与圆盘经分离．（2）为使圆盘不从桌面掉下，则加速度a满足的条件是a≥．点评：解决本题的关键理清圆盘和桌布的运动情况，抓住位移关系，结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解．2．（2011•徐汇区模拟）如图所示，细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m 的小球，当滑块至少以加速度a=g向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T=．考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：小球对滑块的压力等于零，对木块进行受力分析，其受到重力和绳子的拉力，合力水平向左，再根据牛顿第二定律就可以求得加速度；，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，小球将离开滑块，绳子张力变得更大，其受到重力和绳子的拉力，合力水平向左，求绳子的拉力解答：解：（1）对物体进行受力分析，如图所示：由图知，F合=mg故a=g（2）由上图得，当a=2g时，F合=ma=2mg由勾股定理得：F==mg答案为：g、mg点评：该题是牛顿第二定律的直接应用，解题的关键是正确对物体进行受力分析求出合力．3．（2011•徐汇区模拟）一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示．设运动员的质量为75kg，吊椅的质量为25kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时，则运动员竖直向下拉绳的力为550N，运动员对吊椅的压力为275N．（g=10m/s2）考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：先对运动员和吊椅整体受力分析，受重力和两个拉力，根据牛顿第二定律列式求解，得到拉力大小；再对吊椅受力分析，受重力、压力和拉力，再次根据牛顿第二定律列式求解．解答：解：对运动员和吊椅整体受力分析，受重力和两个拉力，根据牛顿第二定律，有2T﹣（M+m）g=（M+m）a解得T=550N再对吊椅受力分析，受重力、压力和拉力，再次根据牛顿第二定律，有T﹣mg﹣N=ma解得N=T﹣mg﹣mg=275N故答案为：550，275．点评：本题关键先对整体受力分析，在对吊椅受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解．4．（2009•徐汇区一模）如图所示，将一小物体从斜面顶端A点静止起释放，物体沿斜面下滑，经斜面底端C点滑上水平面，最后通过水平面上B点，斜面高度为h，A、B两点的水平距离为s，不计物体滑过C点时的能量损失．若已知斜面、平面与小物体间的动摩擦因数都为μ，斜面倾角θ未知，则物体滑到B点时的速度大小为；若已知倾角为θ，而动摩擦因数μ未知，且物体滑到B点时恰好停止，则物体滑过斜面AC与滑过平面CB所用的时间之比为h：（Ssinθ﹣hcosθ）．考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；滑动摩擦力．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：物体从A滑至B的过程中，只有重力和摩擦力做功，根据几何关系求出各力做功，根据动能定理求解即可，因为物体从A至C做初速度为0的匀加速直线运动，从C至B做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动关系可知两段过程中的平均速度相同，则运动时间之比等于位移之比．解答：解：（1）从A至B的过程中只有重力和摩擦力做功，两力做的总功等于物体动能的变化．由题意知重力做功W G=mgh，在斜面上摩擦力大小为f1=μmgcosθ，在水平面上摩擦力大小为f2=μmg，物体在斜面上下滑的距离，物体在水平面上滑动的距离，根据动能定理有：代入数据可得：（2）物体从A至B做初速度为0的匀加速直线运动，则在AB段的平均速度，在CB做匀减速直线运动，末速度为0则，即在AB段和CB段的平均速度相等，故其运动时间之比即为位移大小之比．从A至C位移大小为，从C至B位移大小为，所以有：=故答案为：；h：（Ssinθ﹣hcosθ）点评：从动能定理角度求解物体在B点的速度，根据匀变速直线运动的平均速度和时间位移的关系求解时间之比．5．（2009•崇明县模拟）如图所示是伽利略理想斜面实验中的一幅图，一小球在光滑槽内运动，槽底水平部分长5m，若小球由A点静止开始运动，经4s到达另一斜面与A等高的B点，且已知小球在水平部分运动时间为1s，则小球下落点A离水平底部的高度为 1.25m；小球从A到B运动的总路程是12.5m．考点：牛顿第二定律；位移与路程；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：根据小球在水平槽底做匀速直线运动求出在槽底的速度，从而得出C点和D点的速度，根据动能定理求出小球下落点距离A点的高度．通过平均速度公式求出AC和BD的路程之和，从而求出总路程．解答：解：小球在槽底做匀速直线运动的速度．根据动能定理得，mgh=，解得h=．AC段的平均速度，BD段的平均速度，则x′=，则总路程s=x+x′=7.5m+5m=12.5m故答案为：1.25，12.5．点评：解决本题的关键理清小球的运动，结合运动学公式和动能定理进行求解．6．（2013•山东）如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以v0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m．已知斜面倾角θ=30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=．重力加速度g取10m/s2．（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小．（2）拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；力的合成与分解的运用．专题：压轴题；牛顿运动定律综合专题．分析：（1）物体做匀加速直线运动，根据运动学公式求解加速度和末速度；（2）对物体受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律列式求解出拉力F的表达式，分析出最小值．解答：解：（1）物体做匀加速直线运动，根据运动学公式，有：①v=v0+at ②联立解得；a=3m/s2v=8m/s（2）对物体受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，如图。
系统牛顿第二定律专题解析版
系统牛顿第二定律解析版一、单选题1．如图所示倾角为30°的斜面放在地面上，一小滑块从斜面底端A 冲上斜面，到达最高点D 后又返回A 点，斜面始终保持静止，已知滑块上滑过程经过AB 、BC 、CD 的时间相等，且BC 比CD 长0.8m ，上滑时间为下滑时间的一半，g 取10m/s 2，下列说法正确的是（）A ．滑块与斜面间的动摩擦因数为2B ．斜面长为3.6mC ．地面对斜面的摩擦力先向左后向右D ．滑块向上运动的过程中，地面受到的压力大于斜面体和滑块的总重力【答案】B【详解】A ．设滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块上滑与下滑时的加速度大小分别为a 1、a 2，根据牛顿第二定律可得1sin 30cos30a g g μ=+°°2sin 30cos30a g g μ=︒-︒由题意，设上滑时间为t ，则根据运动规律可得()221211222a t a t =联立以上三式解得μ=2148m/s 5a g ==2212m/s 5a g ==故A 错误；B ．设滑块经过AB 、BC 、CD 的时间均为T ，则有21Δ0.8mBC CD x x x a T =-==解得T将滑块的上滑逆向看作是匀加速下滑，则可得斜面的长度为211(3) 3.6m 2L a T ==故B 正确；C ．将滑块和斜面看作一个整体，无论滑块上滑还是下滑，整体的加速度都具有水平向左的分量，根据牛顿第二定律可知地面对斜面的摩擦力始终向左，故C 错误；D ．滑块向上运动的过程中，滑块和斜面体组成的整体的加速度具有竖直向下的分量a y ，设此过程中地面对斜面体的支持力大小为N ，斜面体和滑块的质量分别为M 和m ，则根据牛顿第二定律有()ym M g N ma +-=所以()m M g N+>根据牛顿第三定律可知地面受到的压力小于斜面体和滑块的总重力，故D 错误。
故选B 。
2．如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m 1和m 2的两物体P 、Q ，用细绳通过光滑定滑轮相连，m 1>m 2.现剪断Q 下端的细绳，在P 下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将（）A ．变小B ．变大C ．不变D ．先变大后变小。
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牛顿第二定律专题一、矢量性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F 1至F 4变化表示）可能是下图中的（OO ＇沿杆方向）（ ）二、瞬时问题 2、如图3-3-1所示，A 、B 两个质量均为m 的小球之间用一根轻弹簧（即不计其质量）连接，并用细绳悬挂在天花板上，两小球均保持静止.若用火将细绳烧断，则在绳刚断的这一瞬间，A 、B 两球的加速度大小分别是（ ） A ．a A =g ； a B =g B ．a A =2g ；a B =gC a A =2g ；a B =0D ．a A =0 ； a B =g3、如图3-3-2a 所示，一质量为m 的物体系于长度分别为l 1、l 2的两根细线上，l 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l 2水平拉直，物体处于平衡状态．现将l 2线剪断，（1）求剪断瞬时物体的加速度．（2）若将图a 中的细线l 1改为长度相同、质量不计的轻弹簧4、如图3-3-17所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M ．N 固定与杆 上，小球处于静止状态，设拔去销钉M 瞬时，小球加速度的大小为12m /s 2.若不拔去销钉M 而拔去销钉N 瞬间，小球的加速度可 能是( ) A .22m /s 2,竖直向上 B .22m /s 2,竖直向下 C .2m /s 2,竖直向上 D .2m /s 2,竖直向下O F 2 F 1 O F 3 F 4 A O F 2 F 1O F 3 F 4 B O F 2 F 1 O F 3 F 4 C O O F 2 F 1 F 3 F 4D ＇＇ ＇ ＇ θ l 1 l 2 θ l 1l 2 图3-3-2 M N图3-3-17图3-3-1B AB 图3-2-9A Cα5、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θcos mgF =B.弹簧的拉力θsin mg F =C.小球的加速度为零D.小球的加速度θsin g a =6、三个质量相同的物块A 、B 、C ，用两个轻质弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上，处于平衡状态，如图所示．现将A 、B 之间的轻绳烧断，在烧断后的瞬间，求三个物块的加速度．三、独立性7、如图3-2-6所示, 质量为m 的人站在自动扶梯的水平踏板上, 人的鞋底与踏板的动摩擦因数为μ， 扶梯倾角为θ, 若人随扶梯一起以加速度a 向上运动，梯对人的支持力F N 和摩擦力f 分别为 （ ）A . F N =ma sin θB . F N =m(g+a sin θ)C . f=μmgD . f=ma cos θ四、力和运动关系的定性分析8、如图3-2-7所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O 点并系住物体m ，现将弹簧压缩到A 点，然后释放，物体一直可以运动到B 点，如果物体受到的摩擦力恒定，则 A ．物体从A 到O 加速，从O 到B 减速 B ．物体从A 到O 速度越来越小，从O 到B 加速度不变 C ．物体从A 到O 间先加速后减速，从O 到B 一直减速运动D ．物体运动到O 点时所受合力为零 9、如图3-2-9所示，小车上固定一弯折硬杆ABC ，C 端固定一质量为m 的小球，已知α角恒定，当小车水平向左做变加速直线运动时，BC 杆对小球的作用力方向 （ ） A ．一定沿杆斜向上 B ．一定竖直向上C ．可能水平向左D ．随加速度大小的改变而改变10、如图3-2-12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下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落.在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是 （ ）A ．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B ．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C ．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D ．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大11、如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一 小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车 间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（ ） A.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动12、一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连,小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N ，细绳对小球的拉力为T ，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是 ( )a图3-2-6 A BO m 图3-2-7 图3-2-12A.若小车向左运动，N可能为零B.若小车向左运动，T可能为零C.若小车向右运动，N不可能为零D.若小车向右运动，T不可能为零13、在沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平桌面上,用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然伸长状态，如图所示，当旅客看到弹簧长度变短时，对火车的运动状态下列说法中正确的是（）A、火车向右加速运动B、火车向右减速运动C、火车向左加速运动D、火车向左减速运动14、右图为蹦极运动的示意图。
弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连。
运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起。
整个过程中忽略空气阻力。
分析这一过程，下列表述正确的是( )A．.经过B点时，运动员的速率最大B．经过C点时，运动员的速率最大C．从C点到D点，运动员的加速度增大D．从C点到D点，运动员的加速度不变五、用合成法解动力学问题15、如图3-2-1所示，小车在水平面上做匀变速运动，在小车中悬线上挂一个小球，发现小球相对小车静止但悬线不在竖直方向上，则当悬线保持与竖直方向的夹角为θ时，小车的加速度是多少？试讨论小车的可能运动情况.16、如图3-2-3所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m l 的物体，与物体l相连接的绳与竖直方向成θ角，则（）A．车厢的加速度为gsinθ B．绳对物体1的拉力为m1g/cosθC．底板对物体2的支持力为(m2一m1)g D．物体2所受底板的摩擦力为m2 g tanθ六、利用正交分解法求解17、风洞实验中可产生水平方向的、大小可以调节的风力，先将一套有小球的细杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，如图3-2-4所示（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，这时所受风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆的动摩因数.（2）保持小球所示风力不变，使杆与水平方向间夹角为37º并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s的时间为多少（sin370=0.6,cos370=0.8）18、如图所示，在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。
求：（1）箱以加速度a匀加速上升，（2）箱以加速度a向左匀加速运动时，线对木块的拉力F1和斜面对箱的压力F2各多大？七、用牛顿定律处理临界问题的方法如图3-3-3所示，在水平向右运动的小车上，有一倾角为α的光滑斜面，质量为m的小球被平行于斜面的细绳系住并静止在斜面上，当小车加速度发图3-2-1mθ图3-2-3图3-2-4α图3-3-3生变化时，为使球相对于车仍保持静止，小车加速度的允许范围为多大？19、如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A 的顶端P 处，细线的另一端拴一质量为m 的小球.试求（1）当滑块至少以多大的加速度向左运动时，小球对滑块的压力等于零；（2）当滑块以a =2g 的加速度向左运动时线中的拉力F T 为多大？20、如图2-30，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可以不计，盘内放一个物体P 处于静止。
P 的质量为12kg ，弹簧的劲度系数k=800N/m 。
现给P 施加一个竖直向上的力F ，使P 从静止开始向上做匀加速运动。
已知在前0.2s 内F 是变化的，在0.2s 以后F 是恒力，则F 的最小值是多少，最大值是多少？八、牛顿运动定律与图象的结合21、放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系和物块速度v 与时间t 的关系如图3-3-6所示。
取重力加速度g ＝10m/s 2。
由此两图线可以求得物块的质量m 和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为 ( )A ．m ＝0.5kg ，μ＝0.4B ．m ＝1.5kg ，μ＝152C ．m ＝0.5kg ，μ＝0.2D ．m ＝1kg ，μ＝0.222、电梯地板上有一个质量为200kg 的物体，它对地板的压力随时间变化的图像如图3-3-15所示．则电梯从静止开始向上运动，在7s 内上升的高度为（取g ＝10 m ／s 2） ( ) A ．10m B ．30m C ．40m D ．50m23、质量为40kg 的雪撬在倾角θ=37°的斜面上向下滑动（如图3-3-7甲所示），所受的空气阻力与速度成正比.今测得雪撬运动的v-t 图象如图3-3-7乙所示，且AB 是曲线的切线，B 点坐标为（4，15），CD 是曲线的渐近线.试求空气的阻力系数k 和雪撬与斜坡间的动摩擦因数μ.24、如图3－3－13所示，在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板，其上叠放一质量为m 2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t 增大的水平力F ＝kt(k 是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2.下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是 ( )．图3-3-4图3-3-6乙24 86 4 2 O v (m/s)t/s3 2 1O 82 4 6 甲F/Nt/s t/s图3-3-7 θv/m ·s -1乙15 10 5 DAC B 甲F/103Nt/sO 23 12 3 4 6 图3-3-15八、传送带类问题25、水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图3-3-18所示为一水平传送带装置示意图.紧绷的传送带AB 始终保持恒定的速率1m/s ，行李与传送带的动摩擦因数为µ=0.1，A 、B 间的距离L =2m ，g 取10m/s 2.（1）求行李刚开始运动时加速度的大小； （2）求行李做匀加速直线运动的时间；（3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B 处，求行李从A 处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。
26、皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处的.如图3-3-11所示，已知传送带与水平面的倾角为θ＝37°,以4m ／s 的速率向上运行,在传送带的底端A 处无初速地放上一质量为0.5kg 的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.8.若传送带底端A 到顶端B 的长度为25m ,则物体从A 到B 的时间为多少? （取g ＝10 m ／s 2，sin 37°＝0.6）九、整体法和隔离法解决连接体问题27、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 212+C.FD.F m m21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 。