高中物理:4.6应用牛顿第二定律解决问题 Word版含答案
2020届高考物理一轮复习人教版验证牛顿第二定律测动摩擦系数作业Word版含答案
1.(2018•新课标Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数,跨过光滑定滑轮的细线两端分別与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码,缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。
某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。
回答下列问题:(1)f4=N;(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f﹣m图线;(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=,f﹣m图线(直线)的斜率的表达式为k=;(4)取g=9.80m/s2,由绘出的f﹣m图线求得μ=(保留2位有效数字)【答案】(1)2.75;(2)如图所示;(3)μ(M+m)g;μg;(4)0.38(0.37﹣0.41均正确)【解析】(1)由图可以看出,弹簧秤的指针在2.70和2.80之间,读数为2.75N;(2)图中确定m=0.05kg和m=0.20kg时的点,通过描点后,画图如图所示(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=μ(M+m)g;k的表达式为k=μg;(4)由图象可以得出斜率为k==3.75,所以==0.38。
2.(2014•山东)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。
实验步骤:①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;②用装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示,在A端向右拉动木板,待弹簧秤实数稳定后,将读数记为F;③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②,实验数据如表所示:④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左侧C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P 连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离。
牛顿第二定律实验练习题(含答案)
牛顿第二定律实验练习题1.关于“验证牛顿运动定律”的实验,下列说法中符合实际的是() A.通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B.通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C.通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D.先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变受力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2.如图所示,在探究牛顿运动定律的演示实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2,车中所放砝码的质量分别为m1、m2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2,则在实验误差允许的范围内,有()A.当m1=m2、F1=2F2时,x1=2x2B.当m1=m2、F1=2F2时,x2=2x1C.当m1=2m2、F1=F2时,x1=2x2D.当m1=2m2、F1=F2时,x2=2x13.若测得某一物体质量m一定时,a与F的有关数据资料如下表所示:a/(m·s-2) 1.98 4.06 5.958.12F/N 1.00 2.00 3.00 4.00(1)(2)根据图象判定:当m一定时,a与F的关系为______________(3)若甲、乙两同学在实验过程中,由于没有按照正确步骤进行实验,处理数据后得出如图所示的a-F图象.试分析甲、乙两同学可能存在的问题:甲:_____________________________________________________乙:_____________________________________________________4.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)所示为实验装置简图.(交流电的频率为50 Hz)(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(保留两位有效数字)(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的1m数据如实验次数12345678小车加速度a/m·s-21.90 1.72 1.49 1.25 1.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.71 1.00 1.671m/kg-1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.000.60请在下图所示的坐标纸中画出a-1m图线,并由图线求出小车加速度a与质量倒数1m之间的关系式是________________________5.为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m.回答下列问题:(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?答:____________________________________________________________________(2)若取M =0.4 kg ,改变m 的值,进行多次实验,以下m 的取值不合适的一个是A .m 1=5 gB .m 2=15 gC .m 3=40 gD .m 4=400 g(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,求得的加速度的表达式为______________________________(用Δt 1、Δt 2、D 、x 表示)6.在用DIS 研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a )所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端.实验中把重物的重力作为拉力F ,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据. (1)在坐标纸上作出小车加速度a 和拉力F 的关系图线;(2)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是:__________________________;(3)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,如图(b)所示.从理论上分析,该实验图线的斜率将___________.(填“变大”,“变小”,“不变”) 7.如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律,小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m ,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg ,将该力视为合外力F ,对应的加速度a 则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F 的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F 为横轴,以加速度a 为纵轴,画出a -F 图象,图象是一条过原点的直线. ①a -F 图象斜率的物理意义是_________________________________________. ②你认为把沙桶的总重力mg 当作合外力F 是否合理?答:________.(填“合理”或“不合理”)③本次实验中,是否应该满足M ≫m 这样的条件?答:________(填“是”或“否”);理由是______________________________________________________.(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m 不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a 为纵横,应该以______倒数为横轴.参考答案1.解析:验证牛顿运动定律的实验,是利用控制变量法,探究加速度a 与合外力F 、物体质量m 的关系,故D 项正确.答案:D2.解析:当m 1=m 2、F 1=2F 2时,由F =ma 可知,a 1=2a 2,再由x =12at 2可得:x 1=2x 2,故A 正确,B 错误;当m 1=2m 2、F 1=F 2时,a 1=12a 2,再由x =12at 2可得:x 1=12x 2,故C 错误,D 正确. 答案:AD3.解析:(1)若a 与F 成正比,则图象是一条过原点的直线.同时,因实验中不可避免地出现误差,研究误差产生的原因,从而减小误差,增大实验的准确性,则在误差允许范围内a /ms -22.01 2.98 4.02 6.00 F /N 1.002.003.00 5.00 3.0 a/ms -2 1.0 0 2.04.0 2.0 6.0 4.0F /N 位移传感器 (接收器) 小车 位移传感器 (发射器) 重物 轨道)a 图(位移传感器 (接收器) 小车 力传感器 位移传感器 (发射器) 重物 轨道)b 图(图象是一条过原点的直线即可.连线时应使直线过尽可能多的点,不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧,离直线较远的点应视为错误数据,不予以考虑.描点画图如图所示.(2)由图可知a 与F 的关系是正比例关系.(3)图中甲在纵轴上有较大截距,说明绳对小车拉力为零时小车就有加速度a 0,可能是平衡摩擦力过度所致.乙在横轴上有截距,可能是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.答案:(1)见解析 (2)正比例关系(3)平衡摩擦力时木板抬的过高 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够4.解析:(1)由逐差法得a =a =(x 3+x 4)-(x 1+x 2)(4T )2=[(7.72+7.21)-(6.70+6.19)]×10-216×0.022m/s 2 ≈3.2 m/s 2(2)如图所示,a =12mN 答案:见解析5.解析:(1)如果气垫导轨水平,则不挂砝码时,M 应能在任意位置静止不动,或推动M 后能使M 匀速运动.(2)应满足M ≫m ,故m 4=400 g 不合适.(3)由v 1=D Δt 1,v 2=D Δt 2,v 22-v 12=2ax 可得:a =(D Δt 2)2-(D Δt 1)22x. 答案:(1)取下牵引砝码,M 放在任意位置都不动;或取下牵引砝码,轻推滑行器M ,数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt 都相等(2)D(3)a =(D Δt 2)2-(D Δt 1)22x 6. (1) (2)倾角过大 观察图像可以发现,当外力为零 时,加速度a 不等于0,说明在平衡摩擦力时轨道倾角过大,使得重力沿斜面向下的分力大于摩擦力。
牛顿第二定律的综合应用(解析版)-高中物理
牛顿第二定律的综合应用1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计计算题动力学两类基本问题2022年浙江卷选择题连接体问题2024年全国甲卷计算题传送带模型2024年湖北卷选择题、计算题板块模型2024年高考新课标卷、辽宁卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高考对动力学两类基本问题、连接体问题、传送带和板块模型考查的非常频繁,有基础性的选题也有难度稍大的计算题。
【备考策略】1.利用牛顿第二定律处理动力学两类基本问题。
2.利用牛顿第二定律通过整体法和隔离法处理连接体问题。
3.利用牛顿第二定律处理传送带问题。
4.利用牛顿第二定律处理板块模型。
【命题预测】重点关注牛顿第二定律在两类基本问题、连接体、传送带和板块模型中的应用。
一、动力学两类基本问题1.已知物体的受力情况求运动情况;2.已知物体的运动情况求受力情况。
二、连接体问题多个相互关联的物体由细绳、细杆或弹簧等连接或叠放在一起,构成的系统称为连接体。
(1)弹簧连接体:在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
(2)物物叠放连接体:相对静止时有相同的加速度,相对运动时根据受力特点结合运动情景分析。
(3)轻绳(杆)连接体:轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等,轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度。
三、传送带模型1.模型特点传送带问题的实质是相对运动问题,这样的相对运动将直接影响摩擦力的方向。
2.解题关键(1)理清物体与传送带间的相对运动方向及摩擦力方向是解决传送带问题的关键。
(2)传送带问题还常常涉及临界问题,即物体与传送带达到相同速度,这时会出现摩擦力改变的临界状态,对这一临界状态进行分析往往是解题的突破口。
四、板块模型1.模型特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。
2.位移关系:如图所示,滑块由木板一端运动到另一端的过程中,滑块和木板同向运动时,位移之差Δx=x1 -x2=L(板长);滑块和木板反向运动时,位移之和Δx=x2+x1=L。
牛顿第二定律及应用(解析版)
牛顿第二定律及应用一、力的单位1.国际单位制中,力的单位是牛顿,符号N。
2.力的定义:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力,称为1 N,即1 N=1kg·m/s2。
3.比例系数k的含义:关系式F=kma中的比例系数k的数值由F、m、a三量的单位共同决定,三个量都取国际单位,即三量分别取N、kg、m/s2作单位时,系数k=1。
小试牛刀:例:在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法,不正确的是()A.k的数值由F、m、a的数值决定B.k的数值由F、m、a的单位决定C.在国际单位制中k=1D.取的单位制不同, k的值也不同【答案】A【解析】物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系,在F=kma中,只有m的单位取kg,a的单位取m/s2,F的单位取N时,k才等于1,即在国际单位制中k=1,故B、C 、D正确。
二、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比.加速度的方向与作用力方向相同.2.表达式:F=ma.3.表达式F=ma的理解(1)单位统一:表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位.(2)F的含义:F是合力时,加速度a指的是合加速度,即物体的加速度;F是某个力时,加速度a是该力产生的加速度.4.适用范围(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.小试牛刀:例:关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是()A.牛顿第二定律的表达式F= ma在任何情况下都适用B.物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致C.由F= ma可知,物体所受到的合外力与物体的质量成正比D.在公式F= ma中,若F为合力,则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和【答案】D【解析】A、牛顿第二定律只适用于宏观物体,低速运动,不适用于物体高速运动及微观粒子的运动,故A错误;B、根据Fam合,知加速度的方向与合外力的方向相同,但运动的方向不一定与加速度方向相同,所以物体的运动方向不一定与物体所受合力的方向相同,故B错误;C、F= ma表明了力F、质量m、加速度a之间的数量关系,但物体所受外力与质量无关,故C错误;D、由力的独立作用原理可知,作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度,与其它力的作用无关,物体的加速度是每个力产生的加速度的矢量和,故D正确;故选D。
高中物理牛顿第二定律实验题专题训练含答案
高中物理牛顿第二定律实验题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、填空题(共30题)1、一物体置于光滑水平面上,受6N水平拉力作用,从静止出发经过2s速度增加到24m/s,则此物体的质量为kg.2、在验证牛顿第二定律的实验中,测量长度的工具是____,精度是___mm;测量时间的工具是____ ;测量质量的工具是____.3、一物体置于光滑的水平面上,在10 N水平拉力作用下,从静止出发经2秒,速度增加到10m/s,则此物体的质量为 kg。
4、在水平面上用水平力F拉物体从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v时撤掉F,物体在水平面上滑行直到停止,物体的速度图象如图所示,物体在水平面上的摩擦力为F f ,则F∶F f =5、如右上图所示,车厢中有一倾角为30°的斜面,当火车以10m/s2加速度沿水平方向向左运动时,斜面上的物体m与车厢相对静止,物体m所受摩擦力的方向是 .6、如图所示,质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上,质量为m的人在木板上跑,假如脚与板接触处不打滑.要保持木板相对斜面静止,人应以__________的加速度沿斜面向__________方向跑动.7、如图所示,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杯子,杯子的直径为R。
当小车作匀加速运动时,水面呈如图所示状态,左右液面的高度差为h,则小车的加速度方向指向_______加速度的大小为__________8、如图1—10所示,质量为m的木箱在推力F的作用下在水平面上运动,F与水平方向的夹角为θ,木箱与水平面间的动摩擦因数为μ,则水平面给木箱的支持力大小为,木箱受到的摩擦力大小为。
9、在①研究加速度与外力(质量m一定)的关系;②验证机械能守恒定律;③探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中;某同学正确做出了三个实验的图像,如下图中A、B、C所示。
根据坐标轴代表的物理量判断;A实验的图像斜率表示____ ;B实验图像的斜率表示_____,C实验图像的斜率表示______.。
关于验证牛顿第二定律实验的三个问题Word版
关于“验证牛顿第二定律实验”的三个问题问题1. 在“验证牛顿第二定律”的实验中,小车包括砝码的质量为什么要远大于砂和砂桶的总质量。
分析:在做 关系实验时,用砂和砂桶重力mg 代替了小车所受的拉力F ,如图1所示:而砂和砂桶的重力mg 与小车所受的拉力F 是并不相等.这是产生实验系统误差的原因,为此,必须根据牛顿第二定律分析mg 和F 在产生加速度问题上存在的差别.实验时可得到加速度与力的关系的图像,如图2所示,由图像经过原点知,小车所受的摩擦力已被平衡.设小车实际加速度为a ,由牛顿第二定律可得:()mg M m a =+ 即 ()mga M m =+若视 F ma =,设这种情况下小车的加速度为 a ',则 mg a M'=.在本实验中,M 保持不变,与()mg F 成正比,而实际加速度a 与mg 成非线性关系,且m 越大,图像斜率越小。
理想情况下,加速度a 与实际加速度差值为图1图2221()()m g mg mg g a M M M m M M m M m m∆=-==+++ 上式可见,m 取不同值, a ∆不同,m 越大,a ∆越大,当m M 时,a a '≈,0a ∆→,这就是要求该实验必须满足m M 的原因所在. 由图2还可以可以看出,随着()F mg 的增大,加速度的实验值与理想值之间的差别越来越大.本实验是因原理不完善引起的误差,实验用砂和砂桶的总重力mg 代替小车的拉力,而实际小车所受的拉力要小于砂和砂桶的总重力,这个砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量,误差越大,反之砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量,由此引起的误差就越小.即此误差可因为 m M 而减小,但不可能消去此误差.问题2:在利用打点计时器和小车做“验证牛顿第二定律”的实验时,实验前为什么要平衡摩擦力?应当如何平衡摩擦力?分析:牛顿第二定律表达式 F ma =中的F ,是物体所受的合外力,在本实验中,如果不采用一定的办法平衡小车及纸带所受的摩擦力,小车所受的合外力就不只是细绳的拉力,而应是细绳的拉力和系统所受的摩擦力的合力.因此,在研究加速度a 和外力F 的关系时,若不计摩擦力,误差较大,若计摩擦力,其大小的测量又很困难;在研究加速度a 和质量m 的关系时,由于随着小车上的砝码增加,小车与木板间的摩擦力会增大,小车所受的合外力就会变化(此时长板是水平放置的),不满足合外力恒定的实验条件,因此实验前必须平衡摩擦力应如何平衡摩擦力?怎样检查平衡的效果?有人是这样操作的;把如图3所示装置中的长木板的右端垫高一些,使之形成一图3个斜面,然后把实验用小车放在长木板上,轻推小车,给小车一个沿斜面向下的初速度,观察小车的运动情况,看其是否做匀速直线运动.如果基本可看作匀速直线运动,就认为平衡效果较好.这样操作有两个问题,一是在实验开始以后,阻碍小车运动的阻力不只是小车受到的摩擦力,还有打点计时器限位孔对纸带的摩擦力及打点时振针对纸带的阻力.在上面的做法中没有考虑后两个阻力,二是检验平衡效果的方法不当,靠眼睛的直接观察判断小车是否做匀速直线运动是很不可靠的.正确的做法是。
(9) 牛顿第2定律 两类动力学问题 配套练习Word版含解析
课时跟踪检测(九)牛顿第二定律两类动力学问题对点训练:牛顿第二定律的理解1.若战机从“辽宁号”航母上起飞前滑行的距离相同,牵引力相同,则()A.携带弹药越多,加速度越大B.加速度相同,与携带弹药的多少无关C.携带弹药越多,获得的起飞速度越大D.携带弹药越多,滑行时间越长解析:选D携带弹药越多,战机的质量越大,而牵引力相同,根据牛顿第二定律F =ma可知,飞机加速度越小,由v2=2ax可知,起飞速度越小,选项A、B、C错误;起飞前滑行的距离相同,由x=12at2可得,加速度越小,滑行时间越长,所以D正确。
2.[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刚开始时,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。
对点训练:牛顿第二定律的瞬时性问题3.(2018·南通模拟)如图所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A小球,同时水平细线一端连着A球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是60°,A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。
开始时A、B两球都静止不动,A、B两小球的质量相等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为()A.a A=a B=g B.a A=2g,a B=0C.a A=3g,a B=0 D.a A=23g,a B=0解析:选D 设两个小球的质量都为m ,以AB 球整体作为研究对象,A 处于静止状态受力平衡,由平衡条件得:细线拉力T =2mg tan 60°=23mg ,剪断细线瞬间弹簧的弹力没有变化,A 球受到的合力与原来细线的拉力大小相等,方向相反,由牛顿第二定律得:a A =23mg m=23g ,B 球的受力情况不变,则加速度仍为0,故D 正确。
牛顿第二定律(精品试题及参考答案)
牛顿第二定律精品试题1.关于物体的加速度和所受合外力的关系,有下列几种说法,其中正确的是()A.物体所受的合外力为零,加速度一定为零B.合外力发生变化时,物体的加速度一定改变C.物体所受合外力的方向一定和物体加速度的方向相同D.物体所受合外力的方向可能和物体加速度的方向相反2.给静止在光滑水平面上的物体施加一个水平拉力,当拉力刚开始作用的瞬间,下列说法正确的是()A.物体同时获得速度和加速度B.物体立即获得加速度,但速度仍为零C.物体立即获得速度,但加速度仍为零D.物体的速度和加速度均为零3.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()A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比B.由m=Fa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C.由a=Fm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D.由m=Fa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出4.在牛顿第二定律的表达式F=kma中,有关比例系数k 的下列说法中正确的是()A.在任何情况下k都等于1B .k 的数值由质量、加速度和力的大小决定C .k 的数值由质量、加速度和力的单位决定D .在国际单位制中k =15.一个质量为m =2 kg 的物体静止于光滑的水平面上,现在作用在物体上两个水平拉力F 1、F 2,已知F 1=3 N ,F 2=4 N ,则物体的加速度大小可能是( ) A .0.5 m/s 2 B .2.5 m/s 2 C .4 m/s 2 D .3.5 m/s 26.如图所示,两个质量相同的物体1和2,紧靠在一起放在光滑的水平面上,如果它们分别受到水平推力F 1和F 2的作用,而且F 1>F 2,则1施于2的作用力的大小为( ) A .F 1 B .F 2 C .(F 1+F 2)/2 D .(F 1-F 2)/27.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 B B .m A <m BC .两地的重力加速度g A <g BD .m A >m B 8.12F 1F 2A aBFO图3如图3所示,一个铁球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由落下,接触弹簧后弹簧做弹性压缩.从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度和受到的合力的变化情况是( )A .合力变小,速度变小B .合力变小,速度变大C .合力先变大后变小,速度先变小后变大D .合力先变小后变大,速度先变大后变小9.如图6所示,光滑水平面上,水平恒力F 拉小车和木块一起做匀加速直线运动,小车质量为M ,木块质量为m ,它们的共同加速度为a ,木块与小车间的动摩擦因数为μ,则在运动过程中( )图6A .木块受到的摩擦力大小一定为μmgB .木块受到的合力大小为maC .小车受到的摩擦力大小为mFm +MD .小车受到的合力大小为(m +M)aE .小车受到的合力大小为F F .小车受到的合力大小为F-maG .小车受到的合力大小为Ma10.(2012·江苏单科·5)如图9所示,一夹子夹住木块,在力F 作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m 、M ,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f ,若木块不滑动,力F 的最大值是 ( )A.2f (m +M )MB.2f (m +M )mC.2f (m +M )M -(m +M )gD.2f (m +M )m+(m +M )g 11.(2012·安徽理综·17)如图11所示,放在固定斜面上的物块以加速度a 沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F ,则 ( ) 图11A .物块可能匀速下滑B .物块仍以加速度a 匀加速下滑C .物块将以大于a 的加速度匀加速下滑D .物块将以小于a 的加速度匀加速下滑12.如图4所示,A 、B 两小球分别连在弹簧两端,B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为( )A.都等于g2 B.g2和0 图4C.M A+M BM B·g2和0 D.0和M A+M BM B·g213.图4如图4所示,质量为4 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.物体受到大小为20 N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用时,沿水平面做匀加速运动,求物体加速度的大小.(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos 37°=0.8)14.图2如图2所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,小球的悬线偏离竖直方向37°,球和车厢相对静止,球的质量为1 kg.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;(2)求悬线对球的拉力.15.质量为m人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上加速运动,a与水平方向夹角为θ。
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。
2024年新高一物理初升高衔接《牛顿第二定律》含答案解析
第16讲牛顿第二定律模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理(吃透教材)模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1.通过分析探究验数据,能得出牛顿第二定律的数学表达式F=kma,并能准确表达牛顿第二定律的内容;2.能根据1N的定义,理解牛顿第二定律的表达式是如何从F=kma变到F=ma的,体会单位产生的过程;3.能够从合力到加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律,理解牛顿第二定律是连接运动与力的桥梁;4.会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中简单问题,体会物理的实用价值。
■知识点一:牛顿第二定律(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成,加速度的方向跟的方向相同。
(2)牛顿第二定律可表述为a∝Fm,也可以写成等式F=,其中k是比例系数,F指的是物体所受的。
牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系,还明确了的方向与的方向一致。
■知识点二:力的单位(1)F=kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。
(2)“牛顿”的定义:当k=1时,质量为1kg的物体在某力的作用下获得1m/s2的加速度,这个力即为1牛顿(用符号N表示),1N=。
此时牛顿第二定律可以表述为。
【参考答案】1.牛顿第二定律(1)反比、作用力(2)kma、合力、加速度、力2.力的单位1_kg·m/s2、F=ma。
教材习题01在平直路面上,质量为1100kg的汽车在进行研发的测试,当速度达到100km/h时取消动力,经过70s 停了下来。
汽车受到的阻力是多少?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度是多少?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
解题方法利用加速度定义式求解a,注意速度单位换算;再利用牛顿第二定律求解加速度。
【答案】437N,方向与运动方向相反;1.422m/s,方向与运动方向相同。
教材习题02某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球,在列车以某一加速度渐渐启动的过程中,细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止,通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。
高中物理必修一《牛顿运动定律》专题--4.6动力学中的滑块-木板模型新选.
高中物理必修一《牛顿运动定律》专题--动力学中的滑块-木板模型一、单选题(本大题共6小题,共24.0分)1.如图所示,木块A、B静止叠放在光滑水平面上,A的质量为m,B的质量为2m.现施水平力F拉B(如图甲),A、B刚好不发生相对滑动,一起沿水平面运动.若改用水平力F′拉A(如图乙),使A、B也保持相对静止,一起沿水平面运动,则F′不得超过( )A. FB. 2FC. 3FD.2.如图甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A.某时刻,A受到水平向右的外力F作用,F随时间t的变化规律如图乙所示,即F=kt,其中k为已知常数.若物体之间的滑动摩擦力(f)的大小等于最大静摩擦力,且A、B的质量相等,则下列图中可以定性地描述长木板B运动的v-t图象的是()A. B. C. D.3.如图所示,绷紧的长为6m的水平传送带,沿顺时针方向以恒定速率=运行。
一小物块从与传送带等高的光滑水平台面滑上传送带,其速度大小为。
若小物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=。
下列说法中正确的是( )A. 小物块在传送带上先向左做匀减速直线运动,然后向右做匀加速直线运动B. 若传送带的速度为,小物块将从传送带左端滑出C. 若传送带的速度为,小物块将以的速度从传送带右端滑出D. 若小物块的速度为,小物块将以的速度从传送带右端滑出4.如图,质量m=10kg的物块甲与质量为M=4kg长木板(足够长)乙,静止于水平地面上,已知甲、乙之间动摩擦因数μ1=0.1,地面和长木板之间动摩擦因数μ2=0.2,若将木板乙从物块甲下面抽出,则力F应满足条件()A. B. C. D.5.如图所示,在光滑的水平面上,叠放着两个质量分别为m、M的物体(m<M),用一水平恒力作用在m物体上,两物体相对静止地向右运动,现把此水平力作用在M 物体上,则以下说法正确的是A. 两物体间的摩擦力大小不变B. m受到的合外力与第一次相同C. M受到的摩擦力增大D. 两物体间可能有相对运动6.如图,质量m=10kg的物块甲与质量为M=4kg长木板乙(足够长),静止于水平地面上,已知甲、乙之间动摩擦因数μ1=0.1,地面和长木板之间动摩擦因数μ2=0.2,若将木板乙从物块甲下面抽出,则力F应满足条件()A. B. C. D.二、多选题(本大题共2小题,共8.0分)7.如图所示,水平传送带左右两端相距L=3.5m,物体A以水平速度v=4m/s滑上传送带左端,物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1。
牛顿第二定律应用习题(详解答案)
§4.4 牛顿第二定律的应用――― 连接体问题【典型例题】例1.两个物体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 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 。
2.如图所示,倾角为α的斜面上放两物体m 1和m 2,用与斜面平行的力F 推m 1,使两物加速上滑,不管斜面是否光滑,两物体 之间的作用力总为 。
例2.如图所示,质量为M 的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑, 木板上站着一个质量为m 的人,问(1)为了保持木板与斜面相对静止,计算人运动的加速度?(2)为了保持人与斜面相对静止, 木板运动的加速度是多少?【针对训练】3.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的静摩擦因数μ=0.8,要使物体不致下滑,车厢至少应以多大的 加速度前进?(g =10m/s 2)4.如图所示,箱子的质量M =5.0kg ,与水平地面的动摩擦因数μ=0.22。
在箱子顶板处系一细线,悬挂一个质量m =1.0kg 的小球,箱子受到水平恒力F 的作用,使小球的悬线偏离竖直 方向θ=30°角,则F 应为多少?(g =10m/s 2)【能力训练】1.如图所示,质量分别为M 、m 的滑块A 、B 叠放在固定的、 倾角为θ的斜面上,A 与斜面间、A 与B 之间的动摩擦因数分别为μ1,μ2,当A 、B 从静止开始以相同的加速度下滑时, B 受到摩擦力( )A.等于零B.方向平行于斜面向上C.大小为μ1mgcos θD.大小为μ2mgcos θ2.如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量为m 的小球。
小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面压力为零瞬间,小球的加 速度大小为( )A.gB.g m m M - C.0 D.g mmM + 3.如图,用力F 拉A 、B 、C 三个物体在光滑水平面上运动,现在中间的B 物体上加一个小物体,它和中间的物体一起运动,且原拉力FA.T a 增大B.T b 增大C.T a 变小D.T b 不变4.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量 为M 的竖直竹竿,当竿上一质量为m 的人以加速度a 加速下滑时, 竿对“底人”的压力大小为( )A.(M+m )gB.(M+m )g -maC.(M+m)g+ma D.(M -m )g 5.如图,在竖直立在水平面的轻弹簧上面固定一块质量不计 的薄板,将薄板上放一重物,并用手将重物往下压,然后突 然将手撤去,重物即被弹射出去,则在弹射过程中,(即重 物与弹簧脱离之前),重物的运动情况是() A.一直加速B.先减速,后加速C.先加速、后减速D.匀加速6.如图所示,木块A 和B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块C 上,三者静置于地面,它们的质量之比是1:2:3,设所有接触面都光滑,当沿水平方向抽出木块C 的瞬时,A 和A = ,a B=。
高一物理 牛顿第二定律的应用(带参考答案)
图2θ前后图1高一物理第四章牛顿第二定律的应用一、课前热身1、从不太高的地方落下的小石块,下落速度越来越大,这是因为()A.石块受到的重力越来越大B.石块受到的空气阻力越来越小C.石块的惯性越来越大D.石块受到的合力的方向始终向下2、如图1所示,当公共汽车水平向前加速时,车厢中竖直悬挂的重物会向后摆,摆到悬绳与竖直方向成θ角时相对车保持静止。
不计重物所受的空气阻力与浮力,则此时()A.悬绳拉力一定大于重物的重力B.重物所受合外力一定小于重物的重力C.重物所受的合外力水平向后D.重物此时受到重力、悬绳拉力及水平向后的拉力等三个力的作用3、以15m/s的速度行驶的汽车,关闭发动机后10s汽车停下来,若汽车的质量为4×103kg,则汽车在滑行中受到的阻力是()A.6×103N B.6×102N C.60N D.6N4、一物体沿倾角为α的斜面下滑时,恰好做匀速运动,若物体具有一初速度冲上斜面,则上滑时物体加速度为()A.gsinα B.gtanα C.2gsinα D.2 gtanα5、(多选)如图2所示,小车运动时,看到摆球与竖直方向成θ角并与小车保持相对静止,则下列说法中正确的是()A.小车可能向左加速运动,加速度为g·tanθB.小车可能向右加速运动,加速度为g·tanθC.小车可能向左减速运动,加速度为g·tanθD.小车可能向右减速运动,加速度为g·tanθ二、考纲考点知识点要求程度牛顿第二定律的应用Ⅱ三、学习目标1、掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
2、能根据物体的运动情况分析其受力情况或根据物体的受力情况推导其运动情况。
3、会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。
四、学习过程1、把力和运动联系起来的物理量是______________。
2、在运用牛顿第二定律解题时常见的两类问题:(1)已知物体的受力情况,确定_____________________;(2)已知物体的运动情况,确定_____________________。
人教版必修一 4.6应用牛顿第二定律解决问题(习题+解析)-最新学习文档
1. 如图中A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于O点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上的拉力F的大小为()A. F=mg B mg < F <(M+m)gC. F=(M+m)g D F >(M+m)g2. 如图所示,在探究牛顿第二定律的演示实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2,车中所放砝码的质量分别为m1、m2,打开夹子后经过相同的时间,两车的位移分别为x1、x2,则在实验误差允许的范围内,有()A. 当m1=m2、F1=2F2时,x1=2x2B. 当m1=m2、F1=2F2时,x2=2x1C. 当m1=2m2时,x1=2x2D. 当m1=2m2、F1=F2时,x2=2x13. 如图所示,质量为1.2kg的金属块放在水平桌面上,在与水平方向成37°角斜向上、大小为4.0N的拉力作用下,以10.0m/s的速度向右做匀速直线运动。
已知sin37o=0.6,cos37o=0.8,g取10m/s2,求:(1)金属块与桌面间的动摩擦因数;(2)若从某时刻起将与水平方向成37°角斜向右上方的拉力F变成与水平方向成37°角斜向左下方的推力(如图)F1=8.0N,求在换成推力F1后的2s时间内金属块所经过的路程。
4. 在水平地面上有质量为4kg的物体,物体在水平拉力F作用下由静止开始运动,10s后拉力减为F/3,该物体的速度-时间图象如下图所示,则水平拉力F=________N,物体与地面间的动摩擦因数μ=____________。
5. 如下图所示为某些同学根据实验数据画出的图象,下列说法中正确的是()A. 形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B. 形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C. 形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D. 形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小6. 如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦,现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()A. 物块先向左运动,再向右运动B. 物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C. 木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D. 木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零7. 下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()①经过B点时,运动员的速率最大②经过C点时,运动员的速率最大③从C点到D点,运动员的加速度增大④从C点到D点,运动员的加速度不变A. ①③B. ②③C. ①④D. ②④1. D 解析:因为题中不涉及求A、B、C之间的相互作用力,故可采用整体法把A、B、C 作为系统进行研究。
牛顿第二定律(含答案)
牛顿第二定律1.内容:物体的加速度与所受合外力成正比,跟物体的质量成反比.2.表达式:F=ma.3.力的单位:当质量m的单位是kg、加速度a的单位是m/s2时,力F的单位就是N,即1 kg•m/s2=1 N.4.物理意义:反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系,且这种关系是瞬时的.5.适用范围:(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.一、牛顿第二定律的理解牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系.联系物体的受力情况和运动情况的桥梁是加速度.可以从以下角度进一步理解牛顿第二定律.二、应用牛顿运动定律解题的基本方法1.当物体只受两个力作用而做变速运动时,通常根据加速度和合外力方向一致,用平行四边形定则先确定合外力后求解,称为合成法.2.当物体受多个力作用时,通常采用正交分解法.为减少矢量的分解,建立坐标系,确定x 轴正方向有两种方法:(1)分解力不分解加速度,此时一般规定a 方向为x 轴正方向.(2)分解加速度不分解力,此种方法以某种力的方向为x 轴正方向,把加速度分解在x 轴和y 轴上.【例1】如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O 点,自由伸长到B 点,今将一小物体m 把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止。
物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是( )A .物体在B 点所受合外力为零B .物体从A 点到B 点速度越来越大,从B 点到C 点速度越来越小C .物体从A 点到B 点速度越来越小,从B 点到C 点加速度不变D .物体从A 点到B 点先加速后减速,从B 点到C 点一直减速运动答案 D【练习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。
(完整word版)牛顿第二定律大题(带答案)
绝密★启用前2014—2015学年度???学校12月月考卷试卷副标题考试范围:xxx;考试时间:100分钟;命题人:xxx注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上第I卷(选择题)请点击修改第I卷的文字说明一、选择题(题型注释)第II卷(非选择题)请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分二、填空题(题型注释)评卷人得分三、实验题(题型注释)评卷人得分四、计算题(题型注释)1.如图所示,物体的质量m=4kg,与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,在倾角为37°、F=20N的推力作用下,由静止开始加速运动,当t=5s时撒去F,(sin37°=0.6 cos37°=0.8)求:(1)物体在F作用时的加速度a;(2)撒去F后,物体还能滑行多长时间?2.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量M=4kg,长L=1。
4m,木板右端放着一个小滑块.小滑块质量为m=1kg,其尺寸远小于L。
小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0。
4,g=10m/s2。
(1)现用恒力F作用于木板M上,为使m能从M上滑落,F的大小范围是多少?(2)其他条件不变,若恒力F=22。
8N且始终作用于M上,最终使m能从M上滑落,m在M上滑动的时间是多少?3.如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10 N,刷子的质量为m=0.5 kg,刷子可视为质点,刷子与板间的动摩擦因数μ=0.5,天花板长为L=4 m,已知sin 37°=0。
6,g取10 m/s2,试求:(1)刷子沿天花板向上的加速度。
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。
4.一小孩坐在雪橇上,小孩和雪橇的总质量为40kg,大人用力拉雪橇,使小孩和雪橇在水平雪地上由静止开始做匀加速直线运动,l0s内前进了15m.求:(1)小孩和雪橇运动时加速度的大小。
(完整word版)牛顿第二定律难题例题及解答范文
1. 在粗糙的水平面上,物体在水平推力的作用下,由静止开始做匀加速直线运动,经过一段时间后,将水平推力逐渐减小到零(物体不停止),那么,在水平推力减小到零的过程中A. 物体的速度逐渐减小,加速度逐渐减小B. 物体的速度逐渐增大,加速度逐渐减小C. 物体的速度先增大后减小,加速度先增大后减小D. 物体的速度先增大后减小,加速度先减小后增大变式1、2. 如下图所示,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先加速后减速B. 物体从A到O加速,从O到B减速C. 物体运动到O点时,所受合力为零D. 以上说法都不对变式2、3. 如图所示,固定于水平桌面上的轻弹簧上面放一重物,现用手往下压重物,然后突然松手,在重物脱离弹簧之前,重物的运动为A. 先加速,后减速B. 先加速,后匀速C. 一直加速D. 一直减速问题2:牛顿第二定律的基本应用问题:4. 2003年10月我国成功地发射了载人宇宙飞船,标志着我国的运载火箭技术已跨入世界先进行列,成为第三个实现“飞天”梦想的国家,在某一次火箭发射实验中,若该火箭(连同装载物)的质量,启动后获得的推动力恒为,火箭发射塔高,不计火箭质量的变化和空气的阻力。
(取)求:(1)该火箭启动后获得的加速度。
(2)该火箭启动后脱离发射塔所需要的时间。
5. 如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg。
(g取,,)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。
(2)求悬线对球的拉力。
6. 如图所示,固定在小车上的折杆∠A=,B端固定一个质量为m的小球,若小车向右的加速度为a,则AB杆对小球的作用力F为()A. 当时,,方向沿AB杆B. 当时,,方向沿AB杆C. 无论a取何值,F都等于,方向都沿AB杆D. 无论a取何值,F都等于,方向不一定沿AB杆问题3:整体法和隔离法在牛顿第二定律问题中的应用:7. 一根质量为M的木杆,上端用细线系在天花板上,杆上有一质量为m的小猴,如图所示,若把细线突然剪断,小猴沿杆上爬,并保持与地面的高度不变,求此时木杆下落的加速度。
牛顿第二定律-应用答案
使用时间:2014-01-14牛顿第二定律应用答案一、选择题(本大题共14道小题,每小题5分,在每道小题中有一个或多个选项正确,全部选对得5分,有选对但不全得3分,选错得0分)1.B【解析】根据牛顿第二定律,有ma F =,56==BB A AB A m F m F a a ,B 正确。
2.D 【解析】若重力沿斜面向下的分力产生的加速度与物体的加速度相等,即sin mg ma θ=,(θ为传送带与水平方向夹角),物体所受摩擦力为零。
若sin mg ma θ<,物体所受摩擦力方向沿传送带向下。
若sin mg ma θ>,物体所受摩擦力方向沿传送带向上,D 对。
3.C 【解析】本题考查弹簧的瞬间问题,撤去力F 的瞬间,弹簧的形变来不及恢复,弹力不变,A 仍然受力平衡,加速度为0A a =;撤去F 前B 受力F 和弹簧的弹力平衡,弹簧弹力大小等于F ,撤去F 的瞬间B 受弹簧的弹力,加速度B F a m=,选C 。
4.B 【解析】试题分析:根据牛顿第二定律有()F M m a =+,物体向右加速运动时,M 、m 间的作用力1N ma =,物体向左加速运动时,M 、m 间的作用力1N Ma =,则12N m N M =。
故选B考点:牛顿第二定律点评:容易题。
牛顿第二定律在应用时如果求物体间的相互作用力有些情况要先用整体法求出整体的加速度,再用隔离法分析物体间的相互作用。
5.CD6.AB 【解析】试题分析:该同学处于超重状态,加速度向上,所以升降机加速上升或者减速下降,根据N-mg=ma ,所以a=0.2g ,故升降机以0.2g 的加速度加速上升,或者升降机以0.2g 的加速度减速下降,AB 正确考点:考查牛顿第二定律的应用点评:难度较小,明确加速度方向,能想到加速和减速两种情况是本题所要考查的7.A 【解析】试题分析:当其中一个减小到零的过程中,其合力逐渐增大到与此力等大的状态,所以物体受到的加速度在逐渐增大,所以 速度在逐渐增大,当此力从零又开始增大,则合力在逐渐减小,加速度在逐渐减小,但是物体合力方向没有发生变化,所以物体做加速度减小的加速运动,速度在增大,当合力重新为零时,加速度为零,速度增大到某一个数值,所以A 正确,考点:考查了牛顿第二定律的应用点评:做本题的关键是分析物体的合力的变化以及合力的方向变化情况8.BCD 【解析】:选BCD.木板所受合力是m 施加的摩擦力μmg ,所以木板的加速度为μmg M ,做匀加速直线运动;木块同样受到摩擦力作用,其加速度为μmg m =μg ,做匀减速直线运动,故A 错误,B 、C 、D 正确.9.BD 【解析】本题考查验证牛顿第二定律的实验。
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高中物理应用牛顿第二定律解决问题
一、考点突破
知识点考纲要求题型分值
牛顿第二定律的应用理解牛顿第二定律的内容、表达式及性质
应用牛顿第二定律解决问题
选择题
解答题
6~15分
二、重难点提示
重点:学会使用牛顿第二定律解决问题。
难点:受力分析后力的处理。
牛顿运动定律解题的两种基本方法:
1. 合成法(平行四边形法则)
若物体受到两个力的作用而产生加速度时,应用合成法求合力比较简单。
注意合外力的方向就是加速度的方向,反之亦然。
在解题时需要准确画出力的平行四边形,充分运用解直角三角形的简便性。
2. 正交分解法
物体受多个力(两个以上)的作用而产生加速度时,常用正交分解法求合力,建立直角坐标系应按沿加速度方向和垂直于加速度两个方向,沿加速度方向F x=ma,垂直于加速度方向F y=0。
例题1 下图为空间探测器的示意图,P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机,P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行,P2、P4的连线与y轴平行,每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动,开始时,探测器以恒定的速度v0向正x方向运动,要使探测器改为向x正、y偏负60°的方向以原来的速率v0运动,则可()
A. 先开动P 1适当时间,再开动P 4适当时间
B. 先开动P 3适当时间,再开动P 2适当时间
C. 开动P 4适当时间
D. 先开动P 3适当时间,再开动P 4适当时间
思路分析:A. 先开动P 1适当时间,探测器受到的推力沿-x 轴方向,探测器沿+x 轴减速运动,再开动P 4适当时间,又产生沿-y 轴方向的推力,探测器的合速度可以沿正x 偏负y60°的方向,并以原来的速率v 0平动,故A 正确;
B. 先开动P 3适当时间,探测器受到的推力沿+x 轴方向,将沿+x 轴加速运动,再开动P 2适当时间,又产生沿+y 轴方向的推力,探测器的合速度沿第一象限,故B 错误;
C. 开动P 4适当时间,探测器受到的推力沿-y 轴方向,将获得沿-y 轴的速度,沿x 轴方向的速率不变,合速度大于v 0,故C 错误;
D. 先开动P 3适当时间,探测器受到的推力沿+x 轴方向,将沿+x 轴加速运动,速率大于v 0,再开动P 4适当时间,探测器又受到的推力沿-y 轴方向,将获得沿-y 轴的速度,合速度大于v 0,故D 错误。
☆答案☆:A
例题2 如图所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示,取重力加速度g =10m/s 2。
求:
(1)小环的质量m ;
(2)细杆与地面间的倾角α。
思路分析:由v -t 图象可解得:a =
t v ∆∆=2
1
m/s 2,前2s 内,由牛顿第二定律得: F 1-mg sin α=ma ,2s 后满足:F 2=mg sin α代入数据解得:m =1kg ,α=30°。
☆答案☆:(1)1kg (2)30°
例题3 如图所示,物体的质量m=4kg ,与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,在倾角为37°、F=20N 的推力作用下,由静止开始加速运动,当t=5s 时撤去F ,求:
(1)物体在F 作用时的加速度a ;(sin37°=0.6 cos37°=0.8) (2)撤去F 后,物体还能滑行多长时间?
思路分析:
(1)水平方向:ma f =-︒37cos F 竖直方向:mg +︒=37Fsin N N f μ=
代入数据得:2
/4.1s m a = (2)s m at v /711==
2/2s m g m
f
a ===
μ 2212t a v v -= 解得:s t 5.32=
☆答案☆:(1)1.4m/s 2 (2)3.5s
【综合拓展】系统牛顿第二定律
若系统由2个物体组成,两物体受到的外力分别为F1、F2,两物体的质量分别为m1、m2,对应的加速度分别为a 1、a 2,该系统受到的合外力为F,则对两个物体用牛顿第二定律有:F1=m 1 a 1,F 2= m 2 a 2,上式两边相加得:∑F 1+F 2=m 1 a 1+ m 2 a 2,即∑F= m 1 a 1+ m 2 a 2,这就是系统中的牛顿第二定律的数学表达式,其表述为:系统受到的合外力等于系统内各物体的质量与其加速度乘积的矢量和。
其正交分解的表达式为:∑F x =m 1 a 1x +m 2 a 2x ;∑F y =m 1 a 1y +m 2 a 2y ,
若系统内有n 个物体,则系统中的牛顿第二定律的数学表达式为:∑F =m 1 a 1 +m 2 a 2 +…+m n a n 或正交分解式为∑F x =m 1 a 1x +m 2 a 2x +…+m n a nx ;∑F y =m 1 a 1y +m 2 a 2y +…+m n a ny 。
【满分训练】质量为M=10kg 的斜面体静置于粗糙水平面上,与水平面之间的动摩擦因数为0.02,斜面倾角θ=30°,有一质量m=10kg 的物体由静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s=1.4m 时,v=1.4m/s ,在这个过程中斜面体没有动,求地面对斜面的静摩擦力和支持力的大小。
(g=10m/s 2)
思路分析:由题意画出示意图如下
由于题中所求的是斜面与地面间作用力,而不是m 、M 之间的作用力,故可以采用整体法把m 、M 作为研究系统,运用系统中的牛顿第二定律求解。
系统受力分析如图所示
(
M +m )g
f
F
F N
由于斜面体没动,则其加速度为
0,设物体沿斜面下滑的加速度为a ,由系统中牛顿第二定律的正交分解式得:
cos 0x F ma M f θ=+⨯=
()sin 0y N F M m g F ma M θ=+-=+⨯
由运动学公式可得 v 2 =2as
代入数据由以上三式解得:f =0. 61N F N =109.65N 【方法点拨】分解加速度
若物体受到几个相互垂直的力的作用,应用牛顿定理求解时,若分解的力太多,比较繁琐,所以在建立直角坐标系时,可根据物体受力情况,使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a ,得a x 和a y ,根据牛顿第二定律得方程组F x =ma x ,F y =ma y 求解。
这种方法一般是在以某个力的方向上为x 轴正方向时,其他力都落在两个坐标轴上而不需要分解的情况下应用。
【满分训练】如图所示,电梯与水平面的夹角为30°,当电梯加速向上运动时,人对梯面的压力是其重力的
5
6
,求人对梯面的摩擦力是其重力的多少倍?
思路分析:人在水平方向受摩擦力F f 作用,竖直方向受支持力F N 和重力G 作用。
如图所示建立直角坐标系,
并将加速度a 沿坐标轴方向分解,由牛顿第二定律分量式可得F f =ma x =ma cos30°,F N -mg =ma y =ma sin30°,
又由牛顿第二定律得F N =F N '=
5
6
mg , 由以上三式可得 mg mg F F f f 5
3
30tan 5=︒=
=',即人对梯面的摩擦力方向是其重力
的
5
3
倍。
☆答案☆:5
3倍。