高中物理人教版必修1第四章3牛顿第二定律练习题
一、单选题
一个质量为的小物体放在光滑水平面上,小物体受到两个水平恒力和作用而处于静止状态,如图所示.现在突然把绕其作用点在竖直平面内向上转过,大小不变,则此时小物体的加速度大小为、
A.
B.
C.
D.
如下图所示,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的
A.
OA方向
B.
OB方向
C.
OC方向
D.
OD方向
质量为m的物体位于粗糙的水平面上,若用大小为F的水平恒力拉物体,加速度为a,当拉力的方向不变,大小变为2F,物体的加速度为,则
A.
B.
C.
D.
一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间关系的图象是
A.
B.
C.
D.
已知甲物体受到2N的力的作用时,产生的加速度为;乙物体受到3N的力的作用时,产生的加速度为。甲、乙两物体的质量之比:等于???
A.
B.
C.
D.
关于速度、加速度、合力的关系,下列说法错误的是?
?
A.
原来静止在光滑水平面上的物体,受到水平力的瞬间,物体立刻获得加速度
B.
加速度的方向与合力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同
C.
在初速度为0的匀加速直线运动中,速度、加速度和合力的方向总是一致的
D.
合力变小,物体的速度一定变小
在光滑的水平桌面上有一个静止的物体,给物体施以水平作用力,在力作用到物体的瞬间,则
A.
物体同时具有加速度和速度
B.
物体立即获得加速度,速度仍为0
C.
物体立即获得速度,加速度仍为0
D.
物体的速度和加速度均为0
如图所示,一粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂面重合,A,O,B为该面上同一条竖直线上的三点,且O为点电荷连线的中点。现有带电荷量为q、质量为m的小物块可视为质点,在A点以初速度释放沿AOB向下滑动,则
A.
小物块带正电
B.
从A到B,小物块的电势能先减小后增大
C.
从A到B,小物块所受电场力先增大后减小
D.
从A到B,小物块的加速度不变
如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为、在斜杆下端固定有质量为m的小球,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是???
A.
小车静止时,,方向沿杆向上
B.
小车静止时,,方向垂直杆向上
C.
小车向右以加速度a运动时,一定有
D.
小车向左以加速度a运动时,,方向斜向左上方
意大利著名的物理学家伽利略,通过理想斜槽实验,总结出了“力是改变物体运动状态的原因”,1687年牛顿将伽利略的思想推广到所有力作用的场合,提出了牛顿第二定律,找到了力和运动的关系.关于力和运动的关系,下列说法不正确的是
A.
静止在光滑水平面上的物体,当受到水平推力作用的瞬间,物体立刻获得加速度
B.
加速度的方向与合外力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同
C.
在初速度为0的匀加速直线运动中,速度、加速度与合外力的方向总是一致的
D.
当物体所受合外力变小时,物体的速度也一定变小
二、多选题
在牛顿第二定律公式中,关于比例系数k的数值,下列说法正确的是
A.
在任何情况下k都等于1
B.
k的数值是由质量、加速度和力的大小决定
C.
k的数值是由质量、加速度和力的单位决定
D.
质量、加速度和力分别用千克、米秒和牛顿做单位,k的数值等于1
多选关于速度、加速度、合力的关系,下列说法正确的是
A.
原来静止在光滑水平面上的物体,受到水平推力的瞬间,物体立刻获得加速度
B.
加速度的方向与合力的方向可能相反
C.
合力变小,物体的速度一定变小
D.
在匀加速直线运动中,速度、加速度与合力的方向是相同的
如图所示,倾角为的斜面体c置于水平地面上,滑块b置于光滑斜面上,通过细绳跨过定滑轮与物体a连接,连接b的一段细绳与斜面平行,连接a的一段细绳竖直,a下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上,整个系统保持静止。已知物块a、b、c的质量分别为m、4m、M,重力加速度为g,不计滑轮的质量和摩擦。下列说法中正确的是?
?
?
A.
弹簧弹力大小为mg
B.
地面对c的摩擦力为零
C.
剪断轻绳的瞬间,c对地面的压力为
D.
剪断轻绳的瞬间,a的加速度大小为2g
如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体A连接另有一个完全相同的物体B紧贴着A,不粘连,弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体B,在弹性限度内弹簧长度被压缩了,此时物体A,B静止。撤去F后,物体A,B开始向左运动,已知重力加速度为g,物体A,B与水平面间的动摩擦因数为。则
A.
撤去F瞬间,物体A,B的加速度大小为
B.
撤去F后,物体A和B先做匀加速运动,再做匀减速运动
C.
物体A,B一起向左运动距离时获得最大速度
D.
若物体A,B向左运动要分离,则分离时向左运动距离为x0
三、填空题
在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如左图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
?
当M与m的大小关系满足____时,才可以认为绳对小车的拉力F大小等于盘及盘中砝码的重力.
一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与____的图象.
如右图,甲同学根据测量数据做出的图线,说明实验存在的问题是________________________________________.
如图所示,在水平面上有一个向右运动的物体,物体的质量为10kg,与水平面间的动摩擦因数为,它在运动过程中还受到一个水平向左的大小为50N的拉力作用,则物体所受滑动摩擦力大小为________N,方向________
在水平桌面上,质量为2kg的物体在5N的水平拉力作用下以的加速度作匀加速直线运动,当水平拉力增大到10N时,木块的加速度是__________,当水平力再减小到2N时,木块的加速度大小是__________,此时加速度方向与滑行方向__________。
图所示,一质量物体受到竖直向上拉力F的作用,当拉力时,物体由静止开始向上运动,若不计空气阻力,g取则2
s内物体的位移为______m,2
s末的速度为______。
一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为,g为重力加速度.人对电梯底部的压力为______,此时人处于______填“超重”“失重”.
如图,物块a、b和c的质量相同,a和固定点O、b和c之间用完全相同的轻弹簧和相连,a和b之间通过细线连接。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将剪断后瞬时物块a、b和c的加速度的大小记为、和,重力加速度大小为g,则剪断细线后瞬间________________?
?
?_______________?
?
?
?_______________
四、作图题
如图所示,光滑斜面固定在水平面上,物块A上表面水平,下表面与斜面平行,物块B放在物块A上。请画出B与A一起沿斜面下滑过程中,B物块的受力示意图。
五、实验题
?某同学用如图所示的实验装置测量木块与木板之间的动摩擦因数:将木块从倾角为的木板上静止释放,与位移传感器连接的计算机描绘出了木块相对传感器的位置随时间变化的规律,如图中的曲
所示.图中木块的位置从到、从到的运动时间均为T.
根据图可得,木块经过位置时的速度___,木块运动的加速度____;
现测得,,,,,可求得木块与木板之间的动摩擦因数____?
;,重力加速度g取,结果保留1位有效数字
若只增大木板的倾角,则木块相对传感器的位置随时间变的规律可能是图中的曲线___选填图线序号、或
如图甲所示为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置。他们调整长木板和滑轮,使长木板水平放置且细线平行于长木板;在托盘中放入适当的砝码,接通电源,释放物块,多次改变托盘中砝码的质量,记录传感器的读数F,求出加速度a。
请回答下列问题:
实验中得到如图乙所示的一条纸带,已知交流电频率为50Hz的交流电,两计数点间还有四个点没有画出,根据纸带可求出物块的加速度为______。结果保留三位有效数字。
以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的图象是一条直线如图丙所示,求得图线的斜率为k,横轴截距为,若传感器的质量为,则物块的质量为___。若已知重力加速度为g,物块与长木板动摩擦因数为______________。
该实验需不需要满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量?____。填“需要”或“不需要”
六、计算题
据了解,2020年3月24日夜间,重庆中西部、东南部地区先后出现强对流天气。监测显示,当天夜间我市共出现雷电9507次,沙坪坝、渝北、江北、巴南、渝中、南岸、两江新区、永川、璧山等地出现冰雹,并伴有级阵性大风。某同学研究冰雹下落的规律时,了解到冰雹是从千米的高空形成并下落的。假设冰雹间无相互作用且下降过程中质量不变,重力加速度。
若不计空气阻力的影响,请你计算冰雹落地时的速度大小;
由于受到空气阻力的影响,冰雹实际到达地面附近时的速度已趋于稳定不变即收尾速度,一颗直径大约两厘米的球形雹块,收尾速度为,冰雹下落过程中所受空气阻力大小与速度v的关系如图乙所示。
请在图丙中定性画冰雹下落过程中的图象;
求当冰雹的速度为时加速度的大小。
七、综合题
如图所示,质量为m的小球系在长为L的轻绳下端,轻绳悬挂于O点。第一次让球在竖直平面内左右摆动,第二次让球在的水平面内做圆周运动,第一次轻绳与竖直方向的最大夹角和第二次轻绳与竖直方向夹角均为。设重力加速度为g,求:
第一次球经过最低点时轻绳对小球的拉力;???
第二次球在水平面内做圆周运动的速度。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:开始时两力大小相等,相互平衡;将转过时,竖直方向依然平衡,物体受到的合力为:
;
则由牛顿第二定律可知,加速度为:;
故C正确,ABD错误.
故选:C
对物体受力分析,明确将转动时的受力情况,求出合力,再根据牛顿第二定律即可求得小物体的加速度大小.
本题考查牛顿第二定律的应用,要注意正确受力分析,明确加速度方向沿水平方向,合力沿水平方向,从而正确求出合力的大小和方向,再根据牛顿第二定律即可求得加速度大小.
2.【答案】D
【解析】解:小球和小车的加速度相同,所以小球在重力和杆的作用力两个力的作用下也沿水平向右的方向加速运动,加速度水平向右,根据牛顿第二定律可知,加速度的方向与合力的方向相同,合力水平向右,即合力沿图中的OD方向,故ABC错误,D正确.
故选:D.
小球受重力和杆对小球的作用力,在两个力共同作用下沿水平向右的方向加速运动,加速度水平向右,合力水平向右.
根据牛顿第二定律可知,加速度的方向与合力的方向相同,是解决本题的关键.另外知道杆的弹力不一定沿杆的方向.
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查对牛顿第二定律的理解能力。
木块在水平恒力作用下做匀加速运动,水平方向受到恒力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律分别列方程,然后再比较加速度大小。
【解答】
由牛顿第二定律得:?
由于物体所受的摩擦力:
即不变,所以有:
,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.【答案】C
【解析】
【分析】
对物体受力分析,利用牛顿第二定律列式找出的关系式,即可做出选择。
对于此类图象选择题,最好是根据牛顿第二定律找出两个物理量之间的函数关系,图象变显而易见。
【解答】
物块受力分析如图所示:
由牛顿第二定律得;
解得:
F与a成一次函数关系,故ABD错误,C正确,
故选C。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
由牛顿第二定律可以求出物体的质量之比。
本题考查了求物体的质量之比,应用牛顿第二定律即可正确解题。
【解答】
由牛顿第二定律可知,,
两物体质量之比:;
故选:C.
6.【答案】D
【解析】
【分析】
加速度是由合外力决定的,而加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度大说明速度变化快,或者说速度的变化率大。合外力F决定了物体的加速度a,合外力F与加速度a具有瞬时对应关系,加速度a要使速度v发生变化需要一段时间,加速度a与速度v无决定性关系。
【解答】
A.根据牛顿第二定律,加速度a与合外力F具有瞬时对应关系,所以物体受到力作用的瞬间立刻产生加速度,故A正确;
B.加速度a的方向由合外力F的方向来决定,故加速度a的方向与合力F的方向总是一致的,速度v与加速度a没有决定性关系,故加速度a与速度v的方向可能相同,也可能不同,故B正确;
C.根据牛顿第二定律,加速度a与合外力F方向始终一致,物体做初速度为0的匀加速直线运动时,加速度a与速度v同向,所以在初速度为0的匀加速直线运动中,速度、加速度与合力的方向总是一致的,故C正确;
D.合外力变小时,物体运动的速度不一定变小,例如加速度逐渐减小的变加速直线运动,合力变小但速度在增大,故D错误。
本题选不正确的,故选D。
7.【答案】B
【解析】
【试题解析】
【分析】本题考查了牛顿第二定律的瞬时性。对物体受力分析,受重力、支持力和推力,根据牛顿第二定律求解加速度,再结合物体的运动状态分析速度。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与力有瞬时对应关系,力F作用的瞬间,物体立即获得加速度,但速度的变化要经历一定的时间。
【解答】
对物体受力分析,受重力、支持力和推力,合力等于推力,根据牛顿第二定律,有
,在力F作用瞬间,物体立即获得加速度,但力刚开始作用的瞬间,物体还没有运动,所以物体的速度为零。故ACD错误,B正确。
故选B。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
根据电场强度的变化得出电场力的变化,抓住水平方向上平衡得出弹力的大小变化,从而得出摩擦力的大小变化,结合牛顿第二定律得出加速度的变化,抓住两段过程加速度大小对称,得出两段过程速度变化量相同,求出O点的速度以及动能。根据电场力做功判断电势能的变化。
解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的特点,通过电场线疏密确定电场强度的大小,知道等量异种电荷连线的垂直平分线是等势线。
【解答】
小物块受重力、电场力和墙壁的弹力以及摩擦力作用,可知q带负电,从A到O的过程中,电场强度越来越大,则电场力越来越大,由于物块在水平方向上平衡,可知墙壁的弹力增大,导致滑动摩擦力增大,根据知,加速度增大,从O到B,电场强度越来越小,则电场力越来越小,由于物块在水平方向上平衡,可知墙壁的弹力减小,导致滑动摩擦力减小,根据知,加速度减小,q带负电,由于AB是等势线,则电荷的电势能不变,从A到B,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,故C正确,ABD错误。
故选C。
9.【答案】D
【解析】【试题解析】
解:A、B、小球受竖直向下的重力mg与杆对小球的力F作用;当小车静止时,小球也静止,小球处于平衡状态,受平衡力作用,杆的作用力F与重力是一对平衡力,由平衡条件得:,方向竖直向上.故AB错误.
C、小车做匀加速运动时,竖直方向,水平方向,则,故C错误D正确;
故选:D.
结合小车的运动状态对小车进行受力分析,小车所受合外力的方向与加速度的方向一致,从而确定杆对小球的作用力.
本题中轻杆与轻绳的模型不同,绳子对物体只有拉力,一定沿绳子方向,而杆子对物体的弹力不一定沿杆子方向,要根据状态,由牛顿定律分析确定.
10.【答案】D
【解析】
【试题解析】
【分析】
本题考查了加速度的定义式、牛顿第二定律的内容和表达式以及牛顿第二定律法人瞬时性;解答的关键是根据加速度的定义式知道加速度的方向和速度变化量的方向相同,根据牛顿第二定律知道加速度和合力的关系。
【解答】
A.静止在光滑水平面上的物体,当受到水平推力作用的瞬间,由牛顿第二定律知物体立刻获得加速度,故A正确;
B.由牛顿第二定律知加速度的方向与合外力的方向总是一致的;但与速度的方向可能相同,也可能不同,由加速度定义式知,加速的方向和速度方向无关,与速度变化量方向相同,故B正确;
C.在初速度为0的匀加速直线运动中,速度、加速度与合外力的方向总是一致的,故C正确;
D.由牛顿第二定律知加,当物体所受合外力变小时,物体的速度不一定变小,故D错误;
本题选不正确的,故选D。
11.【答案】CD
【解析】
【分析】
在牛顿第二定律的表达式中,只有在国际单位制中,比例系数k才为1。
本题要知道只有F和a的单位采用在国际单位制时,即F的单位为N,质量的单位为kg,加速度的单位为,比例系数k才为1。
【解答】
在牛顿第二定律的表达式中,只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时,比例系数k才为1,故C正确,AB错误。
D.当质量、加速度和力分别用千克、米秒和牛顿做单位,,此时,故D正确。
故选CD。
12.【答案】AD
【解析】
【试题解析】
【分析】
加速度是由合外力决定的,而加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度大说明速度变化快,或者说速度的变化率大。合外力F决定了物体的加速度a,合外力F与加速度a具有瞬时对应关系,加速度a要使速度v发生变化需要一段时间,加速度a与速度v无决定性关系。
本题考查牛顿第二定律以及加速度和速度之间的关系,要注意明确加速度由合外力决定,而速度与加速度没有决定性关系,加速度和速度的方向关系决定了物体速度的变化情况。
【解答】
A.根据牛顿第二定律,加速度a与合外力F具有瞬时对应关系,所以物体受到力作用的瞬间产生加速度,故A正确;
B.加速度a的方向由合外力F的方向来决定,故加速度a的方向与合力F的方向总是一致的,故B错误;
C.合外力变小时,物体运动的速度不一定变小,例如加速度逐渐减小的变加速直线运动,合力变小但速度在增大,故C错误;
D.根据牛顿第二定律,加速度a与合外力F方向始终一致,物体做初速度为0的匀加速直线运动时,加速度a与速度v同向,所以在初速度为0的匀加速直线运动中,速度、加速度与合力的方向总是一致的,故D正确。
故选AD。
13.【答案】AD
【解析】解:A、以b为研究对象,绳子拉力大小为:,再以a为研究对象,根据平衡条件可得:,解得:,故A正确;
B、以b和c为研究对象,水平方向根据平衡条件可得:地面对c的摩擦力为:,故B错误;
C、剪断轻绳的瞬间,b的加速度方向沿斜面向下,处于失重状态,所以c对地面的压力小于,故C错误;
D、剪断轻绳的瞬间,弹簧弹力不变,a的合力。a的加速度大小为:,故D正确。
故选:AD。
以b为研究对象,求出绳子拉力,再以a为研究对象,求解弹簧的弹力;以b和c为研究对象,水平方向根据平衡条件求解摩擦力;剪断轻绳的瞬间,根据牛顿第二定律分析c对地面的压力和a的加速度大小。
本题主要是考查了牛顿第二定律的知识;利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答;注意整体法和隔离法的应用。
14.【答案】AD
【解析】
【分析】
撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,可知加速度先减小后增大,物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动,而B先做加速运动,在做匀速运动;撤去F后,根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小;当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,物体AB分离。
本题考查了牛顿第二定律的应用,分析清楚物体的运动过程、知道何时AB速度最大、何时两者开始分开是解题的前提与关键,应用牛顿第二定律与胡克定律即可解题。
【解答】
A.撤去力F瞬间,对A、B系统,由牛顿第二定律得:,解得:,故A正确;
B.撤去F后,A、B系统在水平方向向左做加速运动,弹簧弹力变小,系统所受合外力变小,由牛顿第二定律可知,加速度减小,A、B先向左做加速度减小的加速运动,故B错误;?
C.当系统所受合力为零,即:,,位移:时速度最大,故C错误;
D.当AB间弹力为零时A、B两物体开始分开,此时弹簧处于原长状态,分开时向左运动的距离为:,故D正确。
故选AD。
15.【答案】;;平衡摩擦力时木板倾角过大。
【解析】
【试题解析】
【分析】
要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力,需求出绳子的拉力,而要求绳子的拉力,应先以整体为研究对象求出整体的加速度,再以M为研究对象求出绳子的拉力,通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系;正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系。
图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大。
本题关键掌握实验原理和方法,就能顺利解决此类实验题目,而实验步骤,实验数据的处理都与实验原理有关,故要加强对实验原理的学习和掌握。
【解答】
以整体为研究对象有:
解得:,
以M为研究对象有绳子的拉力为:
显然要有必有,故有,即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
根据牛顿第二定律,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作图象;但存在关系:,故a与成正比,而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作图象;
图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大。
故答案为:;;平衡摩擦力时木板倾角过大。。
16.【答案】;水平向左;?
?;;相反。
【解析】
【试题解析】
【分析】
解决本题的关键掌握滑动摩擦力的大小公式和方向的判定,同时要注意滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,与受到的其他力无关。
滑动摩擦力的大小可以根据去求,方向与相对运动方向相反。
【解答】
,方向与相对运动方向相反,所以为水平向左.
故答案为:20;水平向左。
【分析】
解决本题时,要求同学们掌握牛顿第二定律,知道公式中F是合外力,不是拉力。
根据物体的受力情况,结合牛顿第二定律求出物体的加速度。
【解答】
物体所受的合力等于拉力与摩擦力的合力,根据牛顿第二定律得:
所以:解得:;
当水平拉力增大到10N时,木块的加速度
当水平力再减小到2N时,木块的加速度为,大小为,方向与滑行方向相反。
故答案为:;;相反。
17.【答案】?;?
8;?
?;?
超重?
。
【解析】
【分析】
受力分析,由牛顿第二定律求得加速度,利用运动学公式求的位移和速度。
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
【解答】
解:由牛顿第二定律得:
由位移公式得2
s内的位移为:
解得:
由速度公式得2
s末速度为:
解得:
故答案为:8,8。
【分析】
本题关键对人受力分析,然后根据牛顿第二定律列式求解。
对人受力分析,受重力和电梯的支持力,加速度向上,根据牛顿第二定律列式求解即可,进而判断出超重还是失重。
【解答】
解:对人受力分析,受重力和电梯的支持力,加速度向上,根据牛顿第二定律
故;
根据牛顿第三定律,人对电梯的压力等于电梯对人的支持力,故人对电梯的压力等于,
对电梯的压力大于本身重力,故处于超重。
故答案为:,超重。
故答案为:?;?
8;?
?;?
超重?
。
18.【答案】2g;2g;0。
【解析】略
19.【答案】解:以A、B组成的整体为研究对象,可知整体在斜面上只受到重力与斜面得支持力,沿斜面方向做加速运动,由牛顿第二定律可知,整体沿斜面方向的加速度:,其中是斜面与水平面之间的夹角。由于B也是沿斜面向下做加速运动,所以除了受到重力与A的支持力外,B还受到A的向右的摩擦力;B沿斜面向下做加速运动,可知B受到的支持力小于重力。所以B的受力如图。
故:B的受力如图。
【解析】先对A与B组成的整体进行受力分析,然后对B进行受力分析,判断B受到的力,然后画出受力图即可。
该题中A与B的整体沿斜面向下做加速运动,B受到的摩擦力不为0,也不是沿斜面向下,这是解答的关键。
20.【答案】??
???
?
??
?
?
【解析】解答:由题意可知,木块沿木板向下做匀加速直线运动,由于从到、从到的运动时间均为T,所以,
由匀变速直线运动的规律可知,,解得:;
由
由牛顿第二定律可知,,解得:;
由牛顿第二定律可知,,当增大,则加速度增大,由公式可知,曲线正确.
故答案为:??
??
?
??
?
?
?
分析:物体做匀变速直线运动,利用平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求解,利用位移差公式求解加速度的表达式;
结合数据根据加速度的表达式计算加速度大小,根据牛顿第二定律求解木块与木板之间的动摩擦因数,关键在于对木块正确受力分析;
只增大木板的倾角,则加速度增大,可由来决定属于哪条曲线曲线。
21.【答案】;;;不需要
【解析】
【试题解析】
【分析】
根据位移差公式求解加速度;
根据图象结合牛顿第二定律写出a与F的函数关系表达式,确定其斜率,根据横轴截距确定即可;
根据实验原理确定是否需要满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量这一条件。
【解答】
根据,运用逐差法得;
由牛顿第二定律得,则,图象的斜率,所以物块的质量为,由图象可知,物块与木板之间的摩擦力为,则,即。
由于传感器测得是真实拉力,不需要满足此条件。
故答案为:
;
不需要
22.【答案】解:冰雹下落时忽略空气阻力的影响,为自由落体运动,由运动学公式有,
可得?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
由图象可知大小与速度v成正比,设比例系数为k,则表达式为
由牛顿第二定律有
故冰雹加速下降,随着速度的增大,加速度大小逐渐减小,当加
速度减为零时,速度达到最大,此后做匀速直线运动,图象
如图所示
收尾速度即冰雹的最大速度,此时加速度为零,由?
?
?
??
当,由牛顿第二定律得?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
联立可得??????????????????????????????????????????????????????
【解析】本题考查了牛顿第二定律的应用,知道冰雹速度最大时满足重力和阻力平衡。
若忽略空气阻力的影响,雨滴做自由落体运动,根据自由落体运动求解最终速度;
根据牛顿第二定律得到加速度和阻力的关系,再根据加速度的变化情况画图;
根据平衡条件求解比例系数,再根据牛顿第二定律求解该雨滴的速度为时的加速度大小。
23.【答案】解:由机械能守恒,小球经过最低点时重力势能转化为小球的动能,设此时小球速度为v,则有:
,且,代入解得:
,
则此时小球合外力提供的向心力为:
,
结合受力分析可得:
,
故F,即为第一次球经过最低点时轻绳对小球的拉力大小,方向竖直向上;
球在水平面内做圆周运动时,受力分析如下图所示,轻绳拉力与小球重力的合力提供小球做圆周运动的向心力,
由受力分析可得:
,
,
且,联立上式解得:
,
且向心力,小球做圆周运动,由几何关系得,半径,
联立上式解得:
,
故第二次球在水平面内做圆周运动的速度为。
答:第一次球经过最低点时轻绳对小球的拉力为2mg,方向竖直向上;
第二次球在水平面内做圆周运动的速度为。
【解析】根据机械能守恒求出小球经过最低点时的速度,进而根据向心力公式求出向心力大小,根据合外力提供向心力求出轻绳对小球的拉力;
结合受力分析得出向心力大小,从而结合向心力公式求出速度。
本题难度不大,注意将受力与物体运动状态相结合,另外对相关公式要能够灵活运用。
第2页,共2页
第1页,共1页