牛顿第二定律各种典型题型教育相关

1、 牛顿第二定律牛顿第二定律 1内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2表达式 fma。 3“五个”性质考点一 瞬时加速度问题1.一般思路:2两种模型(1)刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理。(2)弹簧(或橡皮绳)：当弹簧的两端与物体相连(即两端为固定端)时，由于物体有惯性，弹簧的长度不会发生突变，所以在瞬时问题中，其弹力的大小认为是不变的，即此时弹簧的弹力不突变。例(多选)(2014

2、83;南通第一中学检测)如图所示，a、b球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()a两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsin bb球的受力情况未变，瞬时加速度为零 ca球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsin d弹簧有收缩的趋势，b球的瞬时加速度向上，a球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零例(2013·吉林模拟)在动摩擦因数0.2的水平面上有一个质量为m2 kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成45°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小

3、球的弹力恰好为零。当剪断轻绳的瞬间，取g10 m/s2，以下说法正确的是()a此时轻弹簧的弹力大小为20 nb小球的加速度大小为8 m/s2，方向向左c若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s2，方向向右d若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为0针对练习：(2014·苏州第三中学质检)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，弹簧的弹力的大小和小球a的加速度的大小分别为()a.，gb.，g c.，g d.，g4(2014·宁夏银川一中一

4、模)如图所示，a、b两小球分别连在轻线两端，b球另一端与弹簧相连，弹簧固定在倾角为30°的光滑斜面顶端a、b两小球的质量分别为ma、mb，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，a、b两球的加速度大小分别为()a都等于 b.和0 c.和· d.·和考点二 动力学的两类基本问题分析解决两类动力学问题两个关键点(1)把握“两个分析”“一个桥梁”两个分析：物体的受力分析和物体的运动过程分析。一个桥梁：物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。(2)寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系。如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度，画图找出各过程间的位移联系。 例(2

5、012·上海高考)如图所示，将质量m0.1 kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径，环与杆间动摩擦因数0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角53°的拉力f，使圆环以a4.4 m/s2的加速度沿杆运动，求f的大小。(取sin 53°0.8，cos 53°0.6，g10 m/s2)。 例如图所示，质量m2 kg的物体静止于水平地面的a处，a、b间距l20 m，用大小为30 n，沿水平方向的外力拉此物体，经t02 s拉至b处。(已知cos 37°0.8，sin 37°0.6，取g10 m/s2)(1)求物体与地

6、面间的动摩擦因数；(2)用大小为30 n，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从a处由静止开始运动并能到达b处，求该力作用的最短时间t。针对练习：(江阴市20132014学年高一上学期期末)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。比赛场地示意图如图所示，比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线ab处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近30m处的圆心o，设冰壶与冰面间的动摩擦因数为10.008，在某次比赛中，运动员使冰壶c在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。 (1)求冰壶的加速度大小？并通过计算说明冰壶能否到达圆心o。(2)为使冰壶滑行得更远，运动员可

7、以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至20.004。为使冰壶c能够沿虚线恰好到达圆心o点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？(g取10m/s2)第5讲 牛顿第二定律的综合问题考点三 牛顿第二定律与图像的综合问题1.常见的两类动力学图像问题(1)已知物体在某一过程中所受的合力(或某个力)随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况。(2)已知物体在某一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分析物体的受力情况。例如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4 m锁定。t0时解除锁定释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速

8、度图像如图乙所示，其中oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线od是t0时的速度图线的切线，已知滑块质量m2.0 kg，取g10 m/s2。求：(1)滑块与地面间的动摩擦因数； (2)弹簧的劲度系数。针对练习：(2012·淮安模拟)某研究小组利用如图甲所示装置探究物块在方向始终平行于斜面、大小为f8 n的力作用下加速度与斜面倾角的关系。木板oa可绕轴o在竖直平面内转动，已知物块的质量m1 kg，通过dis实验，得到如图乙所示的加速度与斜面倾角的关系图线。假定物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。试问：(1)图乙中图线与轴交点坐标分别为1和2，木板处于这两个角度时

9、物块所受摩擦力指向何方？(2)如果木板长l3 m，倾角为30°，若物块与木板间的动摩擦因数为，物块在f的作用下由o点开始运动，为保证物块不冲出木板顶端，力f最多作用多长时间？考点四 超重与失重 例(2014·北京海淀)如图所示，将物体a放在容器b中，以某一速度把容器b竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器b的底面始终保持水平，下列说法正确的是()a在上升和下降过程中a对b的压力都一定为零b上升过程中a对b的压力大于物体a受到的重力c下降过程中a对b的压力大于物体a受到的重力d在上升和下降过程中a对b的压力都等于物体a受到的重力考点五 整体法与隔离法的灵活应用 例 (2012

10、·江苏高考)如图所示，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. b. c.(mm)g d.(mm)g1.(2014·江阴市长泾中学质检)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)的左端静止放着小物块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fkt，其中k为已知常数。设物体a、b之间滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力ff，且a、b的质量相等，则下列可以定性描述长木板b运动的v­t图像是() 2.(多选)(2014·

11、哈尔滨三中月考)如图所示，质量为m1和m2的两物块放在光滑的水平地面上。用轻质弹簧将两物块连接在一起。当用水平力f作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x，若用水平力f作用在m1上时，两物块均以加速度a2a做匀加速运动。此时弹簧伸长量为x。则下列关系正确的是()af2fbx2x cf>2f dx<2x第6讲 牛顿第二定律的典型问题专题：物体在传送带上运动的情形统称为传送带模型。因物体与传送带间的动摩擦因数、斜面倾角、传送带速度、传送方向、滑块初速度的大小和方向的不同，传送带问题往往存在多种可能，因此对传送带问题做出准确的动力学过程分析，是解决此类问题的关

12、键。下面介绍两种常见的传送带模型。1水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1情景2情景32倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1情景2情景3情景4 典例如图所示为上、下两端相距l5 m，倾角30°，始终以v3 m/s的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧)。将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下，经过t2 s到达下端，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)传送带与物体间的动摩擦因数；(2)如果将传送带逆时针转动，速率至少多大时，物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端。1如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑

13、水平地面上的a处滑上传送带若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v­t图象(以地面为参考系)如图乙所示已知v2>v1，则()at2时刻，小物块离a处的距离达到最大bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大c0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左d0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用2.如图所示，传送带水平部分xab2 m，斜面部分xbc4 m，bc与水平方向夹角37°，一个小物体a与传送带间的动摩擦因数0.25，传送带沿图示方向以速率v2 m/s运动，若把物体a轻放到a处，它将被传送带送到c点，且物体a不脱离传送带，求物体a从a

14、点被传送到c点所用的时间(取g10 m/s2，sin 37°0.6) 对点训练1如图所示，a、b为两个质量相等的小球，由细线相连，再用轻质弹簧悬挂起来，在a、b间细线烧断后的瞬间，a、b的加速度分别是()aa、b的加速度大小均为g，方向都竖直向下ba的加速度0，b的加速度大小为g、竖直向下ca的加速度大小为g、竖直向上，b的加速度大小为g、竖直向下da的加速度大于g、竖直向上，b的加速度大小为g、竖直向下2(多选)如图所示，当小车向右加速运动时，物块m相对车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时()am受静摩擦增大 bm对车厢壁的压力增大cm仍相对于车厢静止 dm受静摩擦力不变3一

15、枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则()at3时刻火箭距地面最远 bt2t3的时间内，火箭在向下降落ct1t2的时间内，火箭处于失重状态 d0t3的时间内，火箭始终处于失重状态4如图所示，质量m，中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力f推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成角。则下列说法正确的是()a小铁球受到的合外力方向水平向左 b凹槽对小铁球的支持力为c系统的加速度为agtan d推力fmgtan 5如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球a用细线悬挂于支架前端，

16、质量为m的物块b始终相对于小车静止地摆放在右端。b与小车平板间的动摩擦因数为。若某时刻观察到细线偏离竖直方向角，则此刻小车对物块b产生的作用力的大小和方向为()amg，斜向右上方 bmg，斜向左上方cmgtan ，水平向右 dmg，竖直向上6(2014·商丘模拟)如图(a)所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力f，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力f变化的关系如图(b)所示。已知重力加速度g10 m/s2，由图线可知()a甲的质量是2 kg b甲的质量是6 kgc甲、乙之间的动摩擦因数是0.2 d甲、乙之间的动摩擦因数是0.67(2013·扬州模拟

17、)质量m9 kg、长l1 m的木板在动摩擦因数10.1的水平地面上向右滑行，当速度v02 m/s时，在木板的右端轻放一质量m1 kg的小物块如图所示。当小物块刚好滑到木板左端时，物块和木板达到共同速度。取g10 m/s2，求： (1)从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t； (2)小物块与木板间的动摩擦因数2。8.如图甲所示，水平传送带顺时针方向匀速运动。从传送带左端p先后由静止轻轻放上三个物体a、b、c，物体a经ta9.5s到达传送带另一端q，物体b经tb10s到达传送带另一端q，若释放物体时刻作为t0时刻，分别作出三物体的速度图象如图乙、丙、丁所示，求： (1)传送带的速度v0？ (2)传送带的长度l？(3)物体a、b、c与传送带间的摩擦因数各是多大？(4)物体c从传送带左端p到右端q所用的时间tc？9有一个推矿泉水瓶的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后未停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下，均视为失败。其简化模型如图所示，ac是长度为l15 m的水平桌面，选手们可将瓶子放在a点，从a点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，bc为有效区域。已知bc长度l21 m，瓶子质量m0.5 kg，瓶子与桌面间的动摩擦系数0.4。某选手作用在瓶子上的水平推力f20 n，瓶子沿