高中物理必修一牛顿第二定律典型例题

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高中物理 人教版必修1第四章 牛顿运动定律 4.3牛顿第二定律 专题强化练:瞬时加速度问题

高中物理 人教版必修1第四章 牛顿运动定律 4.3牛顿第二定律 专题强化练:瞬时加速度问题

一、单选题1.如图所示,光滑水平面上,AB 两物体用轻弹簧连接在一起。

A B 、的质量分别为12m m 、,在拉力F 作用下,AB 共同做匀加速直线运动,加速度大小为a ,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度大小为1a 和2a ,则( )A .1200a a ==,B .21212m a a a a m m ==+, C .12121212m m a a a a m m m m ==++, D .1122m a a a a m ==, 2.如图所示,质量为m 的光滑小球A 被一轻质弹簧系住,弹簧另一端固定于水平天花板上,小球下方被一梯形斜面B 托起保持静止不动,弹簧恰好与梯形斜面平行,已知弹簧与天花板夹角为30o ,重力加速度为210/g m s =,若突然向下撤去梯形斜面,则小球的瞬时加速度为( )A .0B .大小为210/m s ,方向竖直向下C .大小253/m s ,方向斜向右下方D .大小25/m s ,方向斜向右下方3.如图所示为两轻绳栓接一定质量的小球,两轻绳与竖直方向的夹角如图,则在剪断a 绳的瞬间,小球的加速度大小为a 1,剪断b 绳的瞬间,小球的加速度大小为a 2.则a 1:a 2为( )A .1:1B .2:1C .3:1D .23:14.如图所示,轻弹簧上端与一质量为1kg 的木块1相连,下端与另一质量为2kg 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态,现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为1a 、2a ,已知重力加速度g 大小为210/m s ,则有( )A .10a = , 2215/a m s =B .21215/a a m s ==C .10a =, 2210/a m s =D .21210/a a m s == 5.如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着质量均为2kg 的物块A 、B ,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10N 、方向竖直向下的力施加在物块A 上,则此瞬间,A 对B的压力大小为(g=10m/s 2)( )A .10 NB .20 NC .25 ND .30 N6.质量为m 的物体放置在光滑的水平面上,左右两端分别固定一个弹簧,弹簧的另一端连着细绳,细绳跨过光滑定滑轮与质量为M =2m 的物体相连,如图所示。

牛顿第二定律典型题型

牛顿第二定律典型题型

牛顿第二定律典型题型题型1:矢量性:加速度的方向总是与合外力的方向相同。

在解题时,可以利用正交分解法进行求解。

1、如图所示,物体A放在斜面上,与斜面一起向右做匀加速运动,物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是 ( )A.斜向右上方 B.竖直向上C.斜向右下方 D.上述三种方向均不可能1、A 解析:物体A受到竖直向下的重力G、支持力F N和摩擦力三个力的作用,它与斜面一起向右做匀加速运动,合力水平向右,由于重力没有水平方向的分力,支持力F N和摩擦力F f的合力F一定有水平方向的分力,F在竖直方向的分力与重力平衡,F向右斜上方,A正确。

2、如图所示,有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动,(不计其它外力及空气阻力),则其中一个质量为m的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是 ( )A.mg B.mgC.mg D.mg2、C 解析:像本例这种物体系的各部分具有相同加速度的问题,我们可以视其为整体,求关键信息,如加速度,再根据题设要求,求物体系内部的各部分相互作用力。

选所有土豆和箱子构成的整体为研究对象,其受重力、地面支持力和摩擦力而作减速运动,且由摩擦力提供加速度,则有mg=ma,a=g。

而单一土豆A的受其它土豆的作用力无法一一明示,但题目只要求解其总作用力,因此可以用等效合力替代。

由矢量合成法则,得F总=,因此答案C正确。

例3、如图所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?拓展:如图,动力小车上有一竖杆,杆端用细绳拴一质量为m的小球.当小车沿倾角为30°的斜面匀加速向上运动时,绳与杆的夹角为60°,求小车的加速度和绳中拉力大小.题型2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。

物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。

最新高中物理牛顿第二定律经典例题(精彩4篇)

最新高中物理牛顿第二定律经典例题(精彩4篇)

最新高中物理牛顿第二定律经典例题(精彩4篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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高中物理(新人教版)必修第一册同步习题:牛顿第二定律(同步习题)【含答案及解析】

高中物理(新人教版)必修第一册同步习题:牛顿第二定律(同步习题)【含答案及解析】

第四章运动和力的关系3牛顿第二定律基础过关练题组一对牛顿第二定律的理解1.(2019甘肃武威中学高一上期末)下列对牛顿第二定律及表达式F=ma的理解,正确的是()A.在牛顿第二定律公式F=kma中,比例系数k的数值在任何情况下都等于1B.合力方向、速度方向和加速度方向始终相同C.由F=ma可知,物体受到的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比D.物体的质量与所受的合外力、运动的加速度无关2.(2019广西南宁八中高一上期末)在光滑水平面上,一个质量为m的物体,受到的水平拉力为F。

物体由静止开始做匀加速直线运动,经过时间t,物体的位移为s,速度为v,则()A.由公式a=vt可知,加速度a由速度的变化量和时间决定B.由公式a=Fm可知,加速度a由物体受到的合力和物体的质量决定C.由公式a=v 22s可知,加速度a由物体的速度和位移决定D.由公式a=2st2可知,加速度a由物体的位移和时间决定题组二牛顿第二定律的简单应用3.(2019北京四中高一上期末)质量不同的甲、乙两辆实验小车,在相同的合外力的作用下,甲车产生的加速度为2m/s2,乙车产生的加速度为6m/s2,则甲车的质量是乙车的()A.13B.3倍 C.12倍 D.1124.(2019陕西西安长安一中高一上月考)(多选)力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为10m/s2,力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为4m/s2,那么,力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是() A.5m/s2 B.2m/s2C.8m/s2D.6m/s25.如图所示,质量为2kg的物块沿水平地面向左运动,水平向右的恒力F的大小为10N,物块与地面间的动摩擦因数为0.2,g取10m/s2。

取水平向左为正方向,则物块的加速度为()A.-7m/s2B.3m/s2C.-3m/s2D.5m/s26.如图所示,质量分别为2m和3m的两个小球置于光滑水平面上,且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端。

高中 牛顿第二定律 (1) 试题

高中 牛顿第二定律 (1)  试题

牛顿第二定律 (1)类型一、对牛顿第二定律的理解例1、物体在外力作用下做变速直线运动时( )A .当合外力增大时,加速度增大B .当合外力减小时,物体的速度也减小C .当合外力减小时,物体的速度方向与外力方向相反D .当合外力不变时,物体的速度也一定不变 例2、质量为M 的物块位于粗糙的水平面上,若用大小为F 的水平恒力拉物块,其加速度为a ,当拉力的方向不变,大小变为2F 时,物块的加速度为a '则( )A .a '=aB . a '<2aC .a '>2aD .a '=2a【变式】如图所示,物体P 置于光滑的水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N 的重物,物体P 向右运动的加速度为a 1;若细线下端不挂重物,而用F=10N 的力竖直向下拉细线下端,这时物体P 的加速度为a 2,则:( )A. a 1<a 2B.a 1=a 2C. a 1>a 2D.条件不足,无法判断类型二、牛顿第二定律的应用例3、一个质量为20kg 的物体,只受到两个互成角度90°,大小分别为30N 和40N 的力的作用,两个力的合力多大?产生的加速度多大?【变式1】一个质量为2kg 的物体在三个力的作用下处于平衡,撤去一个大小为10N 向东的力,求撤去该力瞬间此时物体的加速度?【变式2】一个空心小球从距离地面16m 的高处由静止开始落下,经2s 小球落地,已知球的质量为0.4kg ,求它下落过程中所受空气阻力多大?(g=10m/s 2)【变式3】如图,质量m=2kg 25.0=μ的物体静止在水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦因数,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)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。

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)高中物理牛顿第二定律经典例题

(完整版)高中物理牛顿第二定律经典例题

牛顿第二运动定律【例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3-2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,则以下说法正确的是:A、物体从A下降和到B的过程中,速率不断变小B、物体从B上升到A的过程中,速率不断变大C、物体从A下降B,以及从B上升到A的过程中,速率都是先增大,后减小D、物体在B点时,所受合力为零的对应关系,弹簧这种特【解析】本题主要研究a与F合殊模型的变化特点,以及由物体的受力情况判断物体的运动性质。

对物体运动过程及状态分析清楚,同时对物=0,体正确的受力分析,是解决本题的关键,找出AB之间的C位置,此时F合由A→C的过程中,由mg>kx1,得a=g-kx1/m,物体做a减小的变加速直线运动。

在C位置mg=kx c,a=0,物体速度达最大。

由C→B的过程中,由于mg<kx2,a=kx2/m-g,物体做a增加的减速直线运动。

同理,当物体从B→A时,可以分析B→C做加速度度越来越小的变加速直线运动;从C→A做加速度越来越大的减速直线运动。

C正确。

例2如图3-10所示,在原来静止的木箱内,放有A物体,A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止,现突然发现A被弹簧拉动,则木箱的运动情况可能是A、加速下降B、减速上升肥C、匀速向右运动D、加速向左运动【解析】木箱未运动前,A物体处于受力平衡状态,受力情况为:重力mg,箱底的支持力N,弹簧拉力F和最大的静摩擦力f m(向左)由平衡条件知:N=mg F=f m。

由于发现A弹簧向右拉动(已知),可能有两种原因,一种是由A向右被拉动推知,F>f m′,(新情况下的最大静摩擦力),可见f m>f m′即是最大静摩擦力减小了,由f m=μN知正压力N减小了,即发生了失重现象,故物体运动的加速度必然竖直向下,所以木箱的运动情况可能是加速下降或减速上升,故A、B正确。

另一种原因是木箱向左加速运动,由于惯性原因,木块必然向中滑动,故D 正确。

高一物理(必修一)《牛顿第二定律》练习题(附答案解析)

高一物理(必修一)《牛顿第二定律》练习题(附答案解析)

高一物理(必修一)《牛顿第二定律》练习题(附答案解析)班级:___________姓名:___________考号:___________一、单选题1.在升降机底部安装一个加速度传感器,其上放置了一个质量为m的小物块,如图甲所示。

升降机从t=0时刻开始竖直向上运动,加速度传感器显示加速度a随时间t变化的图像如图乙所示。

取竖直向上为正方()A.速度不断减小B.加速度先变小再变大C.先是加速度增大的加速运动,后是加速度减小的减速运动D.到最低点时,小孩和杆处于平衡状态5.蹦床运动深受人们喜爱,如图为小明同学在杭州某蹦床馆,利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。

假设小明仅在竖直方向运动,忽略空气阻力,依据图像给出的物理信息,可得()A.7.5s至8.3s内,运动员先处于失重状态再处于超重状态B.小明的最大加速度为502m/sC.小明上升的最大高度为20mD.小明在整个蹦床过程中机械能守恒θ=︒的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m。

物块A静止在轻弹簧上面,6.如图所示,在倾角为30物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。

已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是()g g3g二、多选题10.甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a甲=4 m/s2,a乙=4-m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确Mg5参考答案与解析1.C【详解】AB.当a>0时,物块具有向上的加速度,处于超重状态,故AB错误;C.t=t0时刻,a=0,F N=mg,故C正确;D.t=3t0时刻,a=2g,由牛顿第二定律有F N-mg=ma得F N=3mg故D错误。

故选C。

2.D【详解】A.梦天舱和天和舱因之间因冲击对梦天舱和天和舱产生的力大小相等方向相反,可知梦天舱和天可知梦天舱和天和舱的加速度大小不相和舱的加速度方向不同,梦天舱和天和舱的质量不等,根据F ma等,故A错误;B.空间站内的宇航员受到地球的万有引力,由于万有引力全部提供做圆周运动的向心力,所以宇航员处于完全失重状态,故B错误;C.第一宇宙速度为环绕地球做圆周运动的物体的最大速度,可知对接后空间站绕地运行速度小于第一宇宙速度,故C错误;D.对接后空间站的速度会发生变化,若不启动发动机调整轨道,对接后空间站的轨道将会是椭圆,故D正第11 页共11 页。

高中物理必修一 第4章第4节 牛顿运动定律的应用练习)解析版)

高中物理必修一 第4章第4节 牛顿运动定律的应用练习)解析版)

第四章运动和力的关系4. 5 牛顿运动定律的应用一、单选题1、航母“辽宁舰”甲板长300m,起飞跑道长100m,目前顺利完成了舰载机“歼-15”起降飞行训练。

“歼-15”降落时着舰速度大小约为70m/s,飞机尾钩钩上阻拦索后,在甲板上滑行50m左右停下,(航母静止不动)假设阻拦索给飞机的阻力恒定,则飞行员所承受的水平加速度与重力加速度的比值约为( )A.2B.5C.10D.50【答案】B【解析】根据速度和位移关系可知:v2−v02=2ax,解得:a=0−7022×50=−49m/s2,故ag=499.8=5,故B正确,A、C、D错误;故选B。

2、交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是15m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.75,该路段限速60km/h,取g=10m/s2,则汽车刹车前的速度以及是否超速的情况是( )A.速度为7.5m/s,超速B.速度为15m/s,不超速C.速度为15m/s,超速D.速度为7.5m/s,不超速【答案】B【解析】设汽车刹车后滑动时的加速度大小为a,由牛顿第二定律得:μmg=ma解得:a=μg=7.5m/s2由匀变速直线运动的速度位移关系式有:v02=2ax可得汽车刹车前的速度为:v0==15m/s=54km/h<60km/h所以不超速.A.速度为7.5m/s,超速,与结论不相符,选项A错误;B.速度为15m/s,不超速,与结论相符,选项B正确;C.速度为15m/s,超速,与结论不相符,选项C错误;D.速度为7.5m/s,不超速,与结论不相符,选项D错误;3、一物体放在光滑水平面上,初速为零,先对物体施加一向东的恒力F,历时1s,随即把此力改为向西,大小不变,历时1s;,接着又把此力改为向东,大小不变,历时1s;如此反复,只改变力的方向,共历时1min,之后撤去该力。

高中物理必修一例题

高中物理必修一例题

高中物理必修一例题例题1:速度、加速度与时间的关系题目:一辆汽车从静止开始,以2m/s2的加速度做匀加速直线运动,求:1.汽车在3s末的速度是多少?2.汽车在前4s内的平均速度是多少?解答:1.根据速度公式v=at,代入a=2m/s2,t=3s,得到v=2×3=6m/s。

2.根据位移公式x=21at2,代入a=2m/s2,t=4s,得到x=21×2×42=16m。

平均速度v―=tx=416=4m/s。

例题2:牛顿第二定律的应用题目:一个质量为2kg的物体,在水平面上受到一个大小为6N、方向水平向右的拉力作用,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。

求物体的加速度大小和方向。

解答:物体受到的摩擦力f=μmg=0.2×2×10=4N,方向水平向左。

根据牛顿第二定律F=ma,代入F=F拉−f=6−4=2N,m=2kg,得到a=mF=22=1m/s2,方向水平向右。

例题3:自由落体运动题目:一物体从20m高的塔顶自由落下,求:1.物体落到塔底所用的时间;2.物体落到塔底时的速度。

解答:1.根据自由落体运动的位移公式h=21gt2,代入h=20m,g=10m/s2,得到t=g2h=102×20=2s。

2.根据自由落体运动的速度公式v=gt,代入g=10m/s2,t=2s,得到v=10×2=20m/s。

例题4:匀变速直线运动的位移-速度关系题目:一辆汽车以10m/s的速度开始刹车,加速度大小为2m/s2。

求:1.汽车刹车后5s内的位移;2.汽车停止前最后1s内的位移。

解答:1.汽车速度减为零的时间t0=a0−v0=−20−10=5s,所以刹车后5s内的位移等于刹车后的总位移,根据位移公式x=2av02=2×2102=25m。

2.采用逆向思维,汽车做初速度为零的匀加速直线运动,最后1s内的位移x′=21at\mspace2mu′2=21×2×12=1m。

牛顿第二定律专题(含经典例题)

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经典习题训练含答案

高中物理牛顿第二定律经典习题训练含答案

牛顿第二定律典型题型及练习一、巧用牛顿第二定律解决连接体问题所谓的“连接体”问题,就是在一道题中出现两个或两个以上相关联的物体,研究它们的运动与力的关系。

1、连接体与隔离体:两个或几个物体相连接组成的物体系统为连接体。

如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。

2、连接体问题的处理方法(1)整体法:连接体的各物体如果有共同的加速度,求加速度可把连接体作为一个整体,运用牛顿第二定律列方程求解。

(2)隔离法:如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离出其中一个物体,对该物体应用牛顿第二定律求解,此方法为隔离法。

隔离法目的是实现内力转外力的,解题要注意判明每一隔离体的运动方向和加速度方向。

(3)整体法解题或隔离法解题,一般都选取地面为参照系。

例题1 跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,如图1所示. 已知人的质量为70kg,吊板的质量为10kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.取重力加速度g=lOm/s2.当人以440 N的力拉绳时,人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为( )A.a=1.0m/s,F=260N B.a=1.0m/s,F=330NC.a=3.0m/s,F=110N D.a=3.0m/s,F=50N二、巧用牛顿第二定律解决瞬时性问题当一个物体(或系统)的受力情况出现变化时,由牛顿第二定律可知,其加速度也将出现变化,这样就将使物体的运动状态发生改变,从而导致该物体(或系统)对和它有联系的物体(或系统)的受力发生变化。

例题2如图4所示,木块A与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,当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时,A和B的加速度a A、a B分别是多少?题型一 对牛顿第二定律的理解1、关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( )A .公式F =ma 中,各量的单位可以任意选取B .某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力,而与这之前或之后的受力无关C .公式F =ma 中,a 实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和D .物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致【变式】.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为( )A .牛顿的第二定律不适用于静止物体B .桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到C .推力小于静摩擦力,加速度是负的D .桌子所受的合力为零题型二 牛顿第二定律的瞬时性2、如图所示,质量均为m 的A 和B 两球用轻弹簧连接,A 球用细线悬挂起来,两球均处于静止状态.如果将悬挂A 球的细线剪断,此时A 和B 两球的瞬间加速度各是多少?【变式】.(2010·全国卷Ⅰ)如图4—3—3,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2.重力加速度大小为g .则有( )A.a1=0,a2=gB. a1=g, a2=gC. a1=0, a2=(m+M)g/MD. a1=g, a2=(m+M)g/M题型三 牛顿第二定律的独立性3 如图所示,质量m =2 kg 的物体放在光滑水平面上,受到水平且相互垂直的两个力F 1、F 2的作用,且F 1=3 N ,F 2=4 N .试求物体的加速度大小.【变式】.如图所示,电梯与水平面夹角为30°,当电梯加速向上运动时,梯面对人的支持力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?题型四 运动和力的关系4 如图所示,一轻质弹簧一端固定在墙上的O 点,自由伸长到B 点.今用一小物体m 把弹簧压缩到A 点(m 与弹簧不连接),然后释放,小物体能经B 点运动到C 点而静止.小物体m 与水平面间的动摩擦因数μ恒定,则下列说法中正确的是( )A .物体从A 到B 速度越来越大B .物体从A 到B 速度先增加后减小C .物体从A 到B 加速度越来越小D .物体从A 到B 加速度先减小后增加【变式】.(2010·福建理综高考)质量为2 kg 的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t =0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F 的作用,F 随时间t 的变化规律如图所示.重力加速度g 取10 m/s 2,则物体在t =0至t =12 s 这段时间的位移大小为( )A .18 mB .54 mC .72 mD .198 m题型五 牛顿第二定律的应用5、质量为2 kg 的物体与水平面的动摩擦因数为0.2,现对物体用一向右与水平方向成37°、大小为10 N 的斜向上拉力F ,使之向右做匀加速直线运动,如图甲所示,求物体运动的加速度的大小.(g 取10 m/s.)【变式】.一只装有工件的木箱,质量m =40 kg.木箱与水平地面的动摩擦因数μ=0.3,现用200N 的斜向右下方的力F 推木箱,推力的方向与水平面成θ=30°角,如下图所示.求木箱的加速度大小.(g 取9.8 m/s 2)强化练习一、选择题1.下列说法中正确的是( )A .物体所受合外力为零,物体的速度必为零B .物体所受合外力越大,物体的加速度越大,速度也越大C .物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致D .物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致2.关于力的单位“牛顿”,下列说法正确的是( )A .使2 kg 的物体产生2 m/s 2加速度的力,叫做1 NB .使质量是0.5 kg 的物体产生1.5 m/s 2的加速度的力,叫做1 NC .使质量是1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力,叫做1 ND .使质量是2 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力,叫做1 N3.关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )A .加速度和力的关系是瞬时对应关系,即a 与F 是同时产生,同时变化,同时消失B .物体只有受到力作用时,才有加速度,但不一定有速度C .任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,但与速度v 不一定同向D .当物体受到几个力作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作用所产生的分加速度的合成4.质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为F f ,加速度a =13g ,则F f 的大小是( ) A .F f =13mg B .F f =23mg C .F f =mg D .F f =43mg 5.如图1所示,底板光滑的小车上用两个量程为20 N 、完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg 的物块,在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为10 N ,当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为8 N ,这时小车运动的加速度大小是( ) A .2 m/s 2 B .4 m/s 2C .6 m/s 2D .8 m/s 26.搬运工人沿粗糙斜面把一物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F 时,物体的加速度为a 1;若保持力的方向不变,大小变为2F 时,物体的加速度为a 2,则( )A .a 1=a 2B .a 1<a 2<2a 1C .a 2=2a 1D .a 2>2a 1二、非选择题7.如图2所示,三物体A 、B 、C 的质量均相等,用轻弹簧和细绳相连后竖直悬挂,当把A 、B 之间的细绳剪断的瞬间,求三物体的加速度大小为a A 、a B 、a C .8.甲、乙、丙三物体质量之比为5∶3∶2,所受合外力之比为2∶3∶5,则甲、乙、丙三物体加速度大小之比为________.9.质量为2 kg 的物体,运动的加速度为1 m/s 2,则所受合外力大小为多大?若物体所受合外力大小为8N ,那么,物体的加速度大小为多大?10.质量为6×103kg 的车,在水平力F =3×104N 的牵引下,沿水平地面前进,如果阻力为车重的0.05倍,求车获得的加速度是多少?(g 取10 m/s 2)11.质量为2 kg 物体静止在光滑的水平面上,若有大小均为10 2 N 的两个外力同时作用于它,一个力水平向东,另一个力水平向南,求它的加速度.12.质量m 1=10 kg 的物体在竖直向上的恒定拉力F 作用下,以a 1=2m/s 2的加速度匀加速上升,拉力F 多大?若将拉力F 作用在另一物体上,物体能以a 2=2 m/s 2的加速度匀加速下降,该物体的质量m 2应为多大?(g 取10m/s 2,空气阻力不计)13.在无风的天气里,一质量为0.2 g的雨滴在空中竖直下落,由于受到空气的阻力,最后以某一恒定的速度下落,这个恒定的速度通常叫收尾速度.(1)雨滴达到收尾速度时受到的空气阻力是多大?(g =10m/s 2)(2)若空气阻力与雨滴的速度成正比,试定性分析雨滴下落过程中加速度和速度如何变化.参考答案1【答案】 BC 答案:D2答案:B 球瞬间加速度aB =0. aA =2g ,方向向下.答案c3 2.5 m/s 2 答案4、【答案】 BD 答案:B5、【答案】 2.6 m/s 2强化练习1析:物体所受的合外力产生物体的加速度,两者是瞬时对应关系,方向总是一致的.力的作用产生的效果与速度没有直接关系.答案:D2、答案:C3、解析:有力的作用,才产生加速度;力与加速度的方向总相同;力和加速度都是矢量,都可合成.答案:ABCD4、解析:由牛顿第二定律a =F 合m =mg -F f m =13g 可得空气阻力大小F f =23mg ,B 选项正确. 答案:B5、解析:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧测力计甲的示数由10 N 变为8 N 时,其形变量减少,则弹簧测力计乙的形变量必增大,且甲、乙两弹簧测力计形变量变化的大小相等,所以,弹簧测力计乙的示数应为12 N ,物体在水平方向受到的合外力F =F T 乙-F T 甲=12N -8 N =4 N .根据牛顿第二定律,得物块的加速度为4 m/s 2. 答案:B6、解析:根据牛顿第二定律F -mgsin θ-μmgcos θ=ma 1①2F -mgsin θ-μmgcos θ=ma 2②由①②两式可解得:a 2=2a 1+gsin θ+μgcos θ,所以a 2>2a 1. 答案:D7、解析:剪断A 、B 间的细绳时,两弹簧的弹力瞬时不变,故C 所受的合力为零,a C =0.A物体受重力和下方弹簧对它的拉力,大小都为mg ,合力为2mg ,故a A =2mg m=2g ,方向向下.对于B 物体来说,受到向上的弹力,大小为3mg ,重为mg ,合力为2mg ,所以a B =2mg m=2g ,方向向上. 答案:2g 2g 08、解析:由牛顿第二定律,得a 甲∶a 乙∶a 丙=25∶33∶52=4∶10∶25. 答案:4∶10∶259、解析:直接运用牛顿第二定律来处理求解.答案:2N 4 m/s210、解析:直接运用牛顿第二定律来处理求解.答案:4.5 m/s211、解析:求合力,用牛顿第二定律直接求解.答案:a=10 m/s2,方向东偏南45°12、解析:由牛顿第二定律F-m1g=m1a1,代入数据得F=120N.若作用在另一物体上m2g-F=m2a2,代入数据得m2=15 kg. 答案:120N 15kg13、(1)雨滴达到收尾速度时受到的空气阻力和重力是一对平衡力,所以F f=mg=2×10-3N.(2)雨滴刚开始下落的瞬间,速度为零,因而阻力也为零,加速度为重力加速度g;随着速度的增大,阻力也逐渐增大,合力减小,加速度也减小;当速度增大到某一值时,阻力的大小增大到等于重力,雨滴所受合力也为零,速度将不再增大,雨滴匀速下落.答案:(1)2×10-3N (2)加速度由g逐渐减小直至为零,速度从零增大直至最后不变。

高中物理必修1《牛顿第二定律》难题有答案解析

高中物理必修1《牛顿第二定律》难题有答案解析

例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答案:D变式1、例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. 以上说法都不对答案:A变式2、例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. 一直减速答案:A问题2:牛顿第二定律的基本应用问题:例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。

解析:本题考查牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律在实际中的应用,首先应对火箭进行受力分析,因火箭发射在竖直方向上,一定不要漏掉重力,再利用牛顿第二定律求出火箭加速度,利用匀变速直线运动规律求时间。

(1)如图所示,根据牛顿第二定律:∴(2)设火箭在发射塔上运动的时间为t,则:∴。

答案:(1)(2)例5. 如图(1)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。

高中物理牛顿第二定律瞬时性问题

高中物理牛顿第二定律瞬时性问题

牛顿第二定律瞬时性问题一、牛顿第二定律瞬时性问题的两种模型二、分析瞬时问题的“两个关键”与“四个步骤”三、典型例题典例1、如图所示,物体A、B质量均为m,中间有一轻质弹簧相连,A用绳悬于O点,当突然剪断OA绳时,关于A物体的加速度,下列说法正确的是( )A.0B.gC.2gD.无法确定典例2、如图所示,一质量为m的小球处于平衡状态。

现将线L2剪断,则剪断L2的瞬间小球的加速度( )A.甲图小球加速度为a=gsin θ,垂直L1斜向下方B.乙图小球加速度为a=gsin θ,垂直L1斜向下方C.甲图小球加速度为a=gtan θ,水平向右D.乙图小球加速度为a=gtan θ,水平向左思考:如图所示,一个质量为m的小球通过水平弹簧和细线悬挂保持静止,弹簧的劲度系数为k,此时弹簧伸长了x,细线与竖直方向成θ角,当细线剪断瞬间,下列说法正确的是( ) A.小球的加速度大小为g,方向竖直向下B.小球的加速度大小为,方向水平向左C.小球的加速度大小为,方向沿原细线方向指向左下方D.不能确定小球的加速度典例3、如图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。

现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。

重力加速度大小为g。

则有: ( )A、 a1=g, a2=gB、 a1=0, a2=gC、 a1=0, a2=( m +M)g/ MD、a1=g, a2= ( m +M)g/ M典例4、如图所示,质量分别为m、2m的小球A、B,由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内,已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动,细线中的拉力为F。

此时突然剪断细线,在线断的瞬间,弹簧弹力的大小和小球A加速度的大小分别为( )A.+gB.+gC.+gD.+g典例5、如图所示,A、B两小球分别连在轻绳两端,B球另一端用弹簧固定在倾角为30°的光滑斜面上。

牛顿第二定律典型例题

牛顿第二定律典型例题

牛顿运动定律典型问题一、共点力平衡及动态平衡【例1】如图(甲)质量为m的物体,用水平细绳AB拉住,静止在倾角为θ的固定斜面上,求物体对斜面压力的大小。

【例2】如图所示,用竖直档板将小球夹在档板和光滑斜面之间,若缓慢转动挡板,使其由竖直转至水平的过程中,分析球对挡板的压力和对斜面的压力如何变化.【例3】如图所示,支杆BC一端用铰链固定于B,另一端连接滑轮C,重物P上系一轻绳经C固定于墙上A点。

若杆BC、滑轮C及绳子的质量、摩擦均不计,将绳端A点沿墙稍向下移,再使之平衡时,绳的拉力和BC杆受到的压力如何变化?【练习】1.如图所示,用一个三角支架悬挂重物,已知AB杆所受的最大压力为2000N,AC绳所受最大拉力为1000N,∠α=30°,为不使支架断裂,求悬挂物的重力应满足的条件?2.如图所示,细绳CO与竖直方向成30°角,A、B两物体用跨过滑轮的细绳相连,已知物体B所受到的重力为100N,地面对物体B的支持力为80N,试求(1)物体A所受到的重力;(2)物体B与地面间的摩擦力;(3)细绳CO受到的拉力。

3.如图所示,在质量为1kg的重物上系着一条长30cm的细绳,细绳的另一端连着圆环,圆环套在水平的棒上可以滑动,环与棒间的静摩擦因数为0.75,另有一条细绳,在其一端跨过定滑轮,定滑轮固定在距离圆环0.5m的地方。

当细绳的端点挂上重物G,而圆环将要开始滑动时,试问(1)长为30cm的细绳的张力是多少?(2)圆环将要开始滑动时,重物G的质量是多少?4.如图,A、B两物体质量相等,B用细绳拉着,绳与倾角θ的斜面平行。

A与B,A与斜面间的动摩擦因数相同,若A沿斜面匀速下滑,求动摩擦因数的值。

5.如图所示,用两根绳子系住一重物,绳OA与天花板夹角θ不变,且θ>45°,当用手拉住绳OB,使绳OB由水平慢慢转向OB′过程中,OB绳所受拉力将()A.始终减少B.始终增大C.先增大后减少D.先减少后增大6.如图所示,一重球用细线悬于O点,一光滑斜面将重球支持于A点,现将斜面沿水平面向右慢慢移动,那么细线对重球的拉力T及斜面对重球的支持力N的变化情况是:()A.T逐渐增大,N逐渐减小;B.T逐渐减小,N逐渐增大;C.T先变小后变大,N逐渐减小;D.T逐渐增大,N先变大后变小。

牛顿第二定律(原卷版)—2024-2025学年高一物理同步学与练(人教版2019必修第一册)

牛顿第二定律(原卷版)—2024-2025学年高一物理同步学与练(人教版2019必修第一册)

牛顿第二定律1.掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式。

2.理解公式中各物理量的意义及相互因果关系。

3.会用牛颅第二定律公式进行有关计算。

一、牛顿第二定律的表达式1、内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比。

加速度的方向跟作用力的方向相同。

2、表达式为F=kma。

二、力的单位1、力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N.2、“牛顿”的定义:使质量为1 kg 的物体产生1 m/s2的加速度的力叫做1 N,即 1 N=1kg·m/s2.由 1N=1m/s2 可得F = ma三、对牛顿第二定律的理解1、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.2、牛顿第二定律的六个特性性质理解因果性力是产生加速度的原因,只要物体所受的合力不为0,物体就具有加速度矢量性F=ma 是一个矢量式.物体的加速度方向由它受的合力方向决定,且总与合力的方向相同瞬时性加速度与合外力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失同体性F=ma 中,m、a 都是对同一物体而言的独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度,物体的实际加速度是这些加速度的矢量和相对性物体的加速度是相对于惯性参考系而言的,即牛顿第二定律只适用于惯性参考系3、合力、加速度、速度之间的决定关系(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。

(2)a=Δv/Δt 是加速度的定义式,a 与Δv、Δt 无必然联系;a=F/m 是加速度的决定式,a∝F,a∝1/m。

(3)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动。

四、牛顿第二定律的简单应用1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤(1)确定研究对象.(2)进行受力分析和运动状态分析,画出受力分析图,明确运动性质和运动过程.(3)求出合力或加速度.(4)根据牛顿第二定律列方程求解.2.应用牛顿第二定律解题的方法(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用,应用平行四边形定则求这两个力的合力,加速度的方向即物体所受合力的方向.(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体所受的合外力.①建立坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度),将物体所受的力正交分解后,列出方程F x=ma,F y=0.②特殊情况下,若物体的受力都在两个互相垂直的方向上,也可将坐标轴建立在力的方向上,正交分解加速度a.根据牛顿第二定律{F x=ma xF y=ma y列方程求解.题型1牛顿第二定律的理解[例题1](多选)对牛顿第二定律的理解正确的是( )A.由F=ma可知,F与a成正比,m与a成反比B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用C.加速度的方向总跟合外力的方向一致D.当外力停止作用时,加速度随之消失根据牛顿第二定律a=Fm可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比.加速度与合外力具有瞬时对应关系;加速度的方向与合力的方向相同.[变式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,作用一段时间后,将水平推力逐渐减小到零(物体一直在运动),那么,在水平推力减小到零的过程中( )A.物体的加速度逐渐减小,速度逐渐减小B.物体的加速度逐渐减小,速度逐渐增大C.物体的加速度先增大后减小,速度先增大后减小D.物体的加速度先减小后增大,速度先增大后减小[变式2]2018年11月10日,在国际泳联游泳世界杯东京站的决赛中,我国选手李朱濠在7名日本选手的“围剿”下,一路领先,以1分50秒92的成绩夺得200米蝶泳决赛冠军。

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

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)。

人教高中物理必修一4.3牛顿第二定律-传送带问题讲解及例题集锦(人教版)

人教高中物理必修一4.3牛顿第二定律-传送带问题讲解及例题集锦(人教版)

的热各是多少?
a1
m gsin 370
m gcos370
m
8m / s2
a2
m gsin 370
m gcos370
m
4m / s2
wf wf 1 wf 2 0.8 4.8 4J
wf f s对地
Q Q1 Q2 2.4J
Q f s对皮带
思考题、一传送带装置示意如图,其中传送带经过AB区域时是 水平的,经过BC区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画 出),经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切。现将大量 的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上,放置时初 速为零,经传送带运送到D处,D和A的高度差为h。稳定工作时 传送带速度不变,CD段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L。 每个箱子在A处投放后,在到达B之前已经相对于传送带静止, 且以后也不再滑动(忽略经BC段时的微小滑动)。已知在一段相当 长的时间T内,共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动, 传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。求电动机的 平均输出功率P。
带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求 v
此黑色痕迹的长度。
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对于匀速运动的传送带传送初速为零的物体,传送带应提 供两方面的能量:
一、物体动能的增加 二、物体与传送带间的摩擦所生成的热(即内能)
a1
mg sin
mg
m
cos
10m/s2
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高一物理牛顿第二定律典型例题讲解与错误分析【例1】在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作 [ ]A.匀减速运动B.匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动【分析】木块受到外力作用必有加速度,已知外力方向不变,数值变小,根据牛顿第二定律可知,木块加速度的方向不变,大小在逐渐变小,也就是木块每秒增加的速度在减少,由于加速度方向与速度方向一致,木块的速度大小仍在不断增加,即木块作的是加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动.【答】 D.【例2】一个质量m=2kg的木块,放在光滑水平桌面上,受到三个大小均为F=10N、与桌面平行、互成120°角的拉力作用,则物体的加速度多大?若把其中一个力反向,物体的加速度又为多少?【分析】物体的加速度由它所受的合外力决定.放在水平桌面上的木块共受到五个力作用:竖直方向的重力和桌面弹力,水平方向的三个拉力.由于木块在竖直方向处于力平衡状态,因此,只需由水平拉力算出合外力即可由牛顿第二定律得到加速度.(1)由于同一平面内、大小相等、互成120°角的三个力的合力等于零,所以木块的加速度a=0.(2)物体受到三个力作用平衡时,其中任何两个力的合力必与第三个力等值反向.如果把某一个力反向,则木块所受的合力F合=2F=20N,所以其加速度为:它的方向与反向后的这个力方向相同.【例3】沿光滑斜面下滑的物体受到的力是 [ ]A.力和斜面支持力B.重力、下滑力和斜面支持力C.重力、正压力和斜面支持力D.重力、正压力、下滑力和斜面支持力【误解一】选(B)。

【误解二】选(C)。

【正确解答】选(A)。

【错因分析与解题指导】 [误解一]依据物体沿斜面下滑的事实臆断物体受到了下滑力,不理解下滑力是重力的一个分力,犯了重复分析力的错误。

[误解二]中的“正压力”本是垂直于物体接触表面的力,要说物体受的,也就是斜面支持力。

若理解为对斜面的正压力,则是斜面受到的力。

在用隔离法分析物体受力时,首先要明确研究对象并把研究对象从周围物体中隔离出来,然后按场力和接触力的顺序来分析力。

在分析物体受力过程中,既要防止少分析力,又要防止重复分析力,更不能凭空臆想一个实际不存在的力,找不到施力物体的力是不存在的。

【例4】图中滑块与平板间摩擦系数为μ,当放着滑块的平板被慢慢地绕着左端抬起,α角由0°增大到90°的过程中,滑块受到的摩擦力将 [ ]A.不断增大B.不断减少C.先增大后减少D.先增大到一定数值后保持不变【误解一】选(A)。

【误解二】选(B)。

【误解三】选(D)。

【正确解答】选(C)。

【错因分析与解题指导】要计算摩擦力,应首先弄清属滑动摩擦力还是静摩擦力。

若是滑动摩擦,可用f=μN计算,式中μ为滑动摩擦系数,N是接触面间的正压力。

若是静摩擦,一般应根据物体的运动状态,利用物理规律(如∑F=0或∑F = ma)列方程求解。

若是最大静摩擦,可用f=μs N计算,式中的μs是静摩擦系数,有时可近似取为滑动摩擦系数,N是接触面间的正压力。

【误解一、二】都没有认真分析物体的运动状态及其变化情况,而是简单地把物体受到的摩擦力当作是静摩擦力或滑动摩擦力来处理。

事实上,滑块所受摩擦力的性质随着α角增大会发生变化。

开始时滑块与平板将保持相对静止,滑块受到的是静摩擦力;当α角增大到某一数值α0时,滑块将开始沿平板下滑,此时滑块受到滑动摩擦力的作用。

当α角由0°增大到α0过程中,滑块所受的静摩擦力f的大小与重力的下滑力平衡,此时f = mgsinα.f 随着α增大而增大;当α角由α0增大到90°过程中,滑块所受滑动摩擦力f=μN=μmgcosα,f 随着α增大而减小。

【误解三】的前提是正压力N不变,且摩擦力性质不变,而题中N 随着α的增大而不断增大。

【例5】如图,质量为M的凹形槽沿斜面匀速下滑,现将质量为m 的砝码轻轻放入槽中,下列说法中正确的是 [ ]A.M和m一起加速下滑B.M和m一起减速下滑C.M和m仍一起匀速下滑【误解一】选(A)。

【误解二】选(B)。

【正确解答】选(C)。

【错因分析与解题指导】[误解一]和[误解二]犯了同样的错误,前者片面地认为凹形槽中放入了砝码后重力的下滑力变大而没有考虑到同时也加大了正压力,导致摩擦力也增大。

后者则只注意到正压力加大导致摩擦力增大的影响。

事实上,凹形槽中放入砝码前,下滑力与摩擦力平衡,即Mgsinθ=μMgcosθ;当凹形槽中放入砝码后,下滑力(M + m)gsinθ与摩擦力μ(M + m)gcosθ仍平衡,即(M + m)gsinθ=μ(M + m)gcosθ凹形槽运动状态不变。

【例6】图1表示某人站在一架与水平成θ角的以加速度a向上运动的自动扶梯台阶上,人的质量为m,鞋底与阶梯的摩擦系数为μ,求此时人所受的摩擦力。

【误解】因为人在竖直方向受力平衡,即N = mg,所以摩擦力f=μN=μmg。

【正确解答】如图2,建立直角坐标系并将加速度a沿已知力的方向正交分解。

水平方向加速度a2=acosθ由牛顿第二定律知f = ma2= macosθ【错因分析与解题指导】计算摩擦力必须首先判明是滑动摩擦,还是静摩擦。

若是滑动摩擦,可用f=μN计算;若是静摩擦,一般应根据平衡条件或运动定律列方程求解。

题中的人随着自动扶梯在作匀加速运动,在水平方向上所受的力应该是静摩擦力,[误解]把它当成滑动摩擦力来计算当然就错了。

另外,人在竖直方向受力不平衡,即有加速度,所以把接触面间的正压力当成重力处理也是不对的。

用牛顿运动定律处理平面力系的力学问题时,一般是先分析受力,然后再将诸力沿加速度方向和垂直于加速度方向正交分解,再用牛顿运动定律列出分量方程求解。

有时将加速度沿力的方向分解显得简单。

该题正解就是这样处理的。

【例7】在粗糙水平面上有一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2的木块,m1>m2,如图1所示。

已知三角形木块和两个物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块 [ ]A.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向右B.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向左C.有摩擦力作用,但摩擦力方向不能确定D.以上结论都不对【误解一】选(B)。

【误解二】选(C)。

【正确解答】选(D)。

【错因分析与解题指导】[误解一]根据题目给出的已知条件m1>m2,认为m1对三角形木块的压力大于m2对三角形木块的压力,凭直觉认为这两个压力在水平方向的总效果向右,使木块有向右运动的趋势,所以受到向左的静摩擦力。

[误解二]求出m1、m2对木块的压力的水平分力的合力F=(m1cosθ1sinθ1—m2cosθ2sinθ2)g后,发现与m1、m2、θ1、θ2的数值有关,故作此选择。

但因遗漏了m1、m2与三角形木块间的静摩擦力的影响而导致错误。

解这一类题目的思路有二:1.先分别对物和三角形木块进行受力分析,如图2,然后对m1、m2建立受力平衡方程以及对三角形木块建立水平方向受力平衡方程,解方程得f的值。

若f=0,表明三角形木块不受地面的摩擦力;若f为负值,表明摩擦力与假设正方向相反。

这属基本方法,但较繁复。

2.将m1、m2与三角形木块看成一个整体,很简单地得出整体只受重力(M + m1+ m2)g和支持力N两个力作用,如图3,因而水平方向不受地面的摩擦力。

【例8】质量分别为m A和m B的两个小球,用一根轻弹簧联结后用细线悬挂在顶板下(图1),当细线被剪断的瞬间,关于两球下落加速度的说法中,正确的是 [ ]A.a A=a B=0 B.a A=a B=gC.a A>g,a B=0 D.a A<g,a B=0分析分别以A、B两球为研究对象.当细线未剪断时,A球受到竖直向下的重力m A g、弹簧的弹力T,竖直向上细线的拉力T′;B球受到竖直向下的重力m B g,竖直向上弹簧的弹力T图2.它们都处于力平衡状态.因此满足条件T = m B g,T′=m A g + T =(m A+m B)g.细线剪断的瞬间,拉力T′消失,但弹簧仍暂时保持着原来的拉伸状态,故B球受力不变,仍处于平衡状态,aB=0;而A球则在两个向下的力作用下,其瞬时加速度为答 C.说明1.本题很鲜明地体现了a与F之间的瞬时关系,应加以领会.2.绳索、弹簧以及杆(或棒)是中学物理中常见的约束元件,它们的特性是不同的,现列表对照如下:【例9】在车箱的顶板上用细线挂着一个小球(图1),在下列情况下可对车厢的运动情况得出怎样的判断:(1)细线竖直悬挂:______;(2)细线向图中左方偏斜:_________(3)细线向图中右方偏斜:___________ 。

【分析】作用在小球上只能有两个力:地球对它的重力mg、细线对它的拉力(弹力)T.根据这两个力是否处于力平衡状态,可判知小球所处的状态,从而可得出车厢的运动情况。

(1)小球所受的重力mg与弹力T在一直线上,如图2(a)所示,且上、下方向不可能运动,所以小球处于力平衡状态,车厢静止或作匀速直线运动。

(2)细线左偏时,小球所受重力mg与弹力T不在一直线上[如图2(b)],小球不可能处于力平衡状态.小球一定向着所受合力方向(水平向右方向)产生加速度.所以,车厢水平向右作加速运动或水平向左作减速运动.(3)与情况(2)同理,车厢水平向左作加速运动或水平向右作减速运动[图2(c)].【说明】力是使物体产生加速度的原因,不是产生速度的原因,因此,力的方向应与物体的加速度同向,不一定与物体的速度同向.如图2(b)中,火车的加速度必向右,但火车可能向左运动;图2(c)中,火车的加速度必向左,但火车可能向右运动.【例10】如图1,人重600牛,平板重400牛,如果人要拉住木板,他必须用多大的力(滑轮重量和摩擦均不计)?【误解】对滑轮B受力分析有2F=T对木板受力分析如图2,则N+F=N+G板又N=G人【正确解答一】对滑轮B有2F=T对人有N+F=G人对木板受力分析有F+T=G板+N【正确解答二】对人和木板整体分析如图3,则T+2F=G人+G板由于T=2F【错因分析与解题指导】[误解]错误地认为人对木板的压力等于人的重力,究其原因是没有对人进行认真受力分析造成的。

【正确解答一、二】选取了不同的研究对象,解题过程表明,合理选取研究对象是形成正确解题思路的重要环节。

如果研究对象选择不当,往往会使解题过程繁琐费时,并容易发生错误。

通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内物体(或部分)间相互作用时,用隔离法。

在解答一个问题需要多次选取研究对象时,可整体法和隔离法交替使用。

【例11】如图1甲所示,劲度系数为k2的轻质弹簧,竖直放在桌面上,上面压一质量为m的物块,另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物块上面,其下端与物块上表面连接在一起,要想使物块在静止时,下面弹簧承受物重的2/3,应将上面弹簧的上端A竖直向上提高的距离是多少?【分析】由于拉A时,上下两段弹簧都要发生形变,所以题目给出的物理情景比较复杂,解决这种题目最有效的办法是研究每根弹簧的初末状态并画出直观图,清楚认识变化过程如图1乙中弹簧2的形变过程,设原长为x20,初态时它的形变量为△x2,末态时承重2mg/3,其形变量为△x2′,分析初末态物体应上升△x2-△x2′.对图丙中弹簧1的形变过程,设原长为x10(即初态).受到拉力后要承担物重的1/3,则其形变是为△x1,则综合可知A点上升量为d=△x1+△x2-△x2′【解】末态时对物块受力分析如图2依物块的平衡条件和胡克定律F1+F2′=mg (1)初态时,弹簧2弹力F2= mg = k2△x2(2)式(3)代入式(1)可得由几何关系d=△x1+△x2-△x2′(4)【说明】从前面思路分析可知,复杂的物理过程,实质上是一些简单场景的有机结合.通过作图,把这个过程分解为各个小过程并明确各小过程对应状态,画过程变化图及状态图等,然后找出各状态或过程符合的规律,难题就可变成中档题,思维能力得到提高。

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