牛頓第二定律計(jì)算題2

1、-作者xxxx-日期xxxx牛頓第二定律計(jì)算題2【精品文檔】1(9分)如圖所示為火車站使用的傳送帶示意圖，繃緊的傳送帶水平部分長(zhǎng)度L4 m，并以v01 m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)將一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的旅行包無(wú)初速度地輕放在傳送帶的左端，已知旅行包與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，g取10 m/s2。(1)求旅行包經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)傳送帶的右端。(2)若要旅行包從左端運(yùn)動(dòng)到右端所用時(shí)間最短，傳送帶速度的大小應(yīng)滿足什么條件？2（18分）如圖所示，傾角=30的足夠長(zhǎng)光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一長(zhǎng)、質(zhì)量M= 3kg的薄木板，木板的最右端疊放一質(zhì)量m=lkg的小物塊，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=對(duì)木板施加沿斜面

2、向上的恒力F，使木板沿斜面由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)設(shè)物塊與木板間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g=l0（1）為使物塊不滑離木板，求力F應(yīng)滿足的條件；（2）若，物塊能否滑離木板？若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若能，求出物塊滑離木板所用的時(shí)間及滑離木板后沿斜面上升的最大距離3如圖所示，一質(zhì)量為M4 kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)2 m的木板放在水平地面上，已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在此木板的右端上還有一質(zhì)量為m1 kg的鐵塊，小鐵塊可視為質(zhì)點(diǎn)，木板厚度不計(jì)今對(duì)木板突然施加一個(gè)水平向右的拉力(g10 m/)(1)若不計(jì)鐵塊與木板間的摩擦，且拉力大小為6 N，則小鐵塊經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間將離開木板？(2)若鐵塊與木板間的

3、動(dòng)摩擦因數(shù)為，鐵塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，要使小鐵塊相對(duì)木板滑動(dòng)且對(duì)地面的總位移不超過(guò)1.5 m，則施加在木板水平向右的拉力應(yīng)滿足什么條件？4如圖所示，光滑水平面上固定一傾斜角為37的粗糙斜面，緊靠斜面底端有一質(zhì)量為4kg的木板，木板與斜面底端之間通過(guò)微小弧形軌道相接，以保證滑塊從斜面滑到木板的速度大小不變。質(zhì)量為2kg的滑塊從斜面上高h(yuǎn)=5m處由靜止滑下，到達(dá)傾斜底端的速度為v0=6m/s，并以此速度滑上木板左端，最終滑塊沒(méi)有從木板上滑下。已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，。求：（1）斜面與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)1；（2）滑塊從滑上木板到與木板速度相同經(jīng)歷的時(shí)間；（3）木板的最短

4、長(zhǎng)度。5如圖所示，質(zhì)量、長(zhǎng)的薄木板靜置在水平地面上，質(zhì)量的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以速度從木板的左端沖上木板。已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度g取10m/s2。（1）若木板固定，滑塊將從木板的右端滑出，求：a滑塊在木板上滑行的時(shí)間t；b滑塊從木板右端滑出時(shí)的速度v。（2）若水平地面光滑，且木板不固定。在小滑塊沖上木板的同時(shí)，對(duì)木板施加一個(gè)水平向右的恒力F，如果要使滑塊不從木板上掉下，力F應(yīng)滿足什么條件？（假定滑塊與木板之間最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等）6(15分) 如圖所示，質(zhì)量20kg的物體從光滑斜面上高度m處釋放，到達(dá)底端時(shí)水平進(jìn)入水平傳送帶(不計(jì)斜面底端速度大小的損失,即在斜面底端速

5、度方向迅速變?yōu)樗?大小不變)，傳送帶由一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)著勻速向左轉(zhuǎn)動(dòng)，速率為3 m/s已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1. 物體沖上傳送帶后就移走光滑斜面.（g取10 m/s2）.（1）物體滑上傳送帶A點(diǎn)時(shí)的速度大小。（2）若兩皮帶輪AB之間的距離是6 m，物體將從哪一邊離開傳送帶?（3）若皮帶輪間的距離足夠大，從M滑上到離開傳送帶的整個(gè)過(guò)程中，求M和傳送帶間相對(duì)位移.7如圖所示，以水平地面建立軸，有一個(gè)質(zhì)量為的木塊（視為質(zhì)點(diǎn)）放在質(zhì)量為的長(zhǎng)木板上，木板長(zhǎng)。已知木板與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，與之間的摩擦因素（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。與保持相對(duì)靜止且共同向右運(yùn)動(dòng)，已知木板的左端點(diǎn)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)

6、時(shí)的速度為，在坐標(biāo)為處有一擋板，木板與擋板瞬間碰撞后立即以原速率反向彈回，而木塊在此瞬間速率不變，若碰后立刻撤去擋板，取10m/s2,求：PO21XAB（1）木板碰擋板前瞬間的速度為多少？（2）木板最終停止運(yùn)動(dòng)時(shí)其左端的位置坐標(biāo)？8如圖（a）所示，木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)， 某研究小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于斜面、大小為F8N的力作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知物塊的質(zhì)量m1kg，通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)，得到 如圖（b）所示的加速度與斜面傾角的關(guān)系圖線。若物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2。試問(wèn)：（1）圖（b）中圖線與縱坐

7、標(biāo)交點(diǎn)ao多大？（2）圖（b）中圖線與軸交點(diǎn)坐標(biāo)分別為1和2，木板處于該兩個(gè)角度時(shí)的摩擦力指向何方？說(shuō)明在斜面傾角處于1和2之間時(shí)物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（3）如果木板長(zhǎng)L2m，傾角為37°，物塊在F的作用下由O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，為保證物塊不沖出木板頂端，力F最多作用多長(zhǎng)時(shí)間？（取sin37°，cos37°）考答案1（1）（2）傳送帶速度必須大于或等于4 m/s【解析】試題分析：(1)旅行包的加速度aF/mmg/mg2 m/s2 1分勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1v0/a0.5 s 1分勻加速運(yùn)動(dòng)位移x0.25 m 1分此后旅行包勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t23.75 s 1分旅行包從左端運(yùn)動(dòng)

8、到右端所用時(shí)間tt1t24.25 s 1分(2)要使旅行包在傳送帶上運(yùn)行時(shí)間最短，必須使旅行包在傳送帶上一直加速，由v22aL 2分得v4 m/s即傳送帶速度必須大于或等于4 m/s 2分考點(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 牛頓第二定律 傳送帶問(wèn)題2（1） F30N；（2） 物塊能滑離木板，?！窘馕觥吭囶}分析：（1）對(duì)M、m，由牛頓第二定律F（M+m）gsin=（M+m）a （2分）對(duì)m，有fmgsin=ma （2分）Fmgcos （2分） 代入數(shù)據(jù)得：F30N （1分）（2）F=37.5N>30N，物塊能滑離木板 （1分）對(duì)于M，有FmgcosMgsin=Ma1 （1分）對(duì)m，有mgcos

9、mgsin=ma2 （1分）設(shè)物塊滑離木板所用的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：a1t2a2t2=L （2分）代入數(shù)據(jù)得：（1分）物塊離開木板時(shí)的速度v=a2t（2分）由公式：2gsins=0v2（2分）代入數(shù)據(jù)得。（1分）考點(diǎn)：牛頓第二定律，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。3.(1)4 s (2) F47 N【解析】試題分析：（1）對(duì)木板受力分析，由牛頓第二定律得：F-（M+m）g=Ma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得解得：（2）鐵塊在木板上時(shí)：1mg=ma1，鐵塊在地面上時(shí)：2mg=ma2，對(duì)木板：F-1mg-2（M+m）g=Ma3設(shè)鐵塊從木板上滑下時(shí)的速度為v1，鐵塊在木板上和地面上的位移分別為x1、x2，則： 并且滿足

10、x1+x21.5 m，設(shè)鐵塊在木板上滑行時(shí)間為t1，則v1=a1t ；木板對(duì)地面的位移x=x1+L，聯(lián)立解得F47 N考點(diǎn)：牛頓定律及運(yùn)動(dòng)公式的綜合應(yīng)用.4（1）；（2）2s； （3）6m.【解析】試題分析：（1）在斜面上，由動(dòng)能定理得：得（2）在木板上滑動(dòng)過(guò)程中，有 Ff=2mg由牛頓第二定律得滑塊的加速度 =2g= 2m/s木板的加速度 =1m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 得t=2s此時(shí)v1=v2=2m/s（3）設(shè)木板最短長(zhǎng)度為x，則：x M=x m=v0t得x= x mx M =6m考點(diǎn)：動(dòng)能定理及牛頓第二定律。5（1）a b1m/s（2）【解析】試題分析：（1）a滑塊在木板上

11、做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為，位移為?；瑝K在滑行的過(guò)程中受重力、支持力、和摩擦力，其中重力=支持力。根據(jù)牛頓第二定律有，滑塊加速度的大小m/s2 設(shè)滑塊在木板上滑行的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有所以s 或 s（舍） （3分）之所以要舍去s，是因?yàn)槿绻景遄銐蜷L(zhǎng)，當(dāng)s時(shí)，滑塊就靜止了。bm/s （2分）（2）設(shè)當(dāng)F=F1時(shí)，滑塊恰好運(yùn)動(dòng)到木板的右端，然后與木板一起運(yùn)動(dòng)。在滑塊與木板有相對(duì)滑動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)，滑塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)這段時(shí)間為t1，滑塊與木板共同運(yùn)動(dòng)的速度為v1，則有，所以s，m/s所以m/s2根據(jù)牛頓第二定律有所以N所以，當(dāng)N時(shí)，滑塊不會(huì)從木板的右端滑出 （4分）

12、當(dāng)滑塊與木板共速后，只要不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，滑塊就不會(huì)從木板的左端滑出，根據(jù)牛頓第二定律：滑塊與木板共同運(yùn)動(dòng)的加速度，而滑塊在靜摩擦力的作用下，能達(dá)到的最大加速度。因此，滑塊不從木板左端滑出需滿足的條件是，即N。 （3分）所以滑塊不從木板掉下的條件是。考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用6（1）E=Bdv；（2）；（3）?！窘馕觥吭囶}分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=Bdv；（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律；（3）導(dǎo)體棒的受力情況如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律有又因?yàn)樗钥键c(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定，歐姆定律，牛頓第二定律。7(1) (2) 從右邊離開傳送帶 (3) 【解析】試題分析：（1）物體從斜面上

13、勻加速下滑，有a=gsin 又解得物體滑到底端時(shí)的速度（2）以地面為參照系，物體滑上傳送帶后向右做勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度為零，期間物體的加速度大小和方向都不變，加速度大小為 物體從滑上傳送帶到相對(duì)地面速度減小到零，對(duì)地向右發(fā)生的位移為 表面物體將從右邊離開傳送帶。（3）以地面為參考系，若兩皮帶輪間的距離足夠大，則物體滑上傳送帶后向右做勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度為零，后向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，直到速度與傳送帶速度相等后與傳送帶相對(duì)靜止，從傳送帶左端掉下，期間物體的加速度大小和方向都不變，加速度大小為取向右為正方向，物體發(fā)生的位移為 物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為這段時(shí)間內(nèi)皮帶向左運(yùn)動(dòng)的位移大小為 物體相對(duì)于傳送帶滑行的距離為考

14、點(diǎn)：本題考查了牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.8(1) （2）【解析】試題分析：(1) 假設(shè)木板碰擋板前，木塊和木板相對(duì)靜止，木板與地面的滑動(dòng)靜摩擦力為，根據(jù)牛頓第二定律知，它們的共同加速度為小于與之間的最大摩擦力產(chǎn)生的加速度為，所以木板碰擋板前，木塊和木板組成的系統(tǒng)保持相對(duì)靜止向右勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)木板碰擋板時(shí)的速度為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得： 其中：解得：（水平向右）（2）由題設(shè)木板與擋板瞬間碰撞后立即以原速率反向彈回，而木塊在此瞬間速率不變及受力分析可知，當(dāng)木板碰到擋板并撤掉擋板后，木板以初速度向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，木塊以初速度向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)木板和木塊的加速度分別為和，由牛頓第二定律可知：（水

15、平向右） （水平向左）假設(shè)木塊沒(méi)有掉離木板，由于木塊加速度較大，所以木塊先停下，然后向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，直到二者保持相對(duì)靜止。設(shè)二者保持相對(duì)靜止所用時(shí)間為，共同速度為，可得：解得： （水平向左）在此過(guò)程中，木塊運(yùn)動(dòng)位移（水平向右）木板運(yùn)動(dòng)位移（水平向左） 所以二者相對(duì)位移，即二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)木塊沒(méi)有掉離木板。二者共速后，又以向左減速至停下，設(shè)其向左運(yùn)動(dòng)的位移為解得： 最終木板左端點(diǎn)位置坐標(biāo)為 考點(diǎn)：本題考查受力分析、牛頓第二定律的應(yīng)用及勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，意在考查考生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。9（1）6(m/s2) （2）處于靜止?fàn)顟B(tài)（3）【解析】試題分析：（1）當(dāng)木板水平放置時(shí)，物塊的加速度為a0此時(shí)滑動(dòng)摩擦力f =" N" = mg=0.2×1×10 =" 2(N)" =6(m/s2)（2）當(dāng)摩擦力沿斜面向下且加速度為零時(shí)木板傾角為1，當(dāng)摩擦力沿斜面向上且加速度為零時(shí)木板傾角為2，這時(shí)物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。（3） N1=mgcos1 F1=N1=mgcos1 F=mgsin1+mgcos1聯(lián)