牛頓第二定律計算題2

1、-作者xxxx-日期xxxx牛頓第二定律計算題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度L4 m，并以v01 m/s的速度勻速向右運動?，F(xiàn)將一個可視為質點的旅行包無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摩擦因數(shù)，g取10 m/s2。(1)求旅行包經(jīng)過多長時間到達傳送帶的右端。(2)若要旅行包從左端運動到右端所用時間最短，傳送帶速度的大小應滿足什么條件？2（18分）如圖所示，傾角=30的足夠長光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一長、質量M= 3kg的薄木板，木板的最右端疊放一質量m=lkg的小物塊，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)=對木板施加沿斜面

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動設物塊與木板間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=l0（1）為使物塊不滑離木板，求力F應滿足的條件；（2）若，物塊能否滑離木板？若不能，請說明理由；若能，求出物塊滑離木板所用的時間及滑離木板后沿斜面上升的最大距離3如圖所示，一質量為M4 kg，長為L2 m的木板放在水平地面上，已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為，在此木板的右端上還有一質量為m1 kg的鐵塊，小鐵塊可視為質點，木板厚度不計今對木板突然施加一個水平向右的拉力(g10 m/)(1)若不計鐵塊與木板間的摩擦，且拉力大小為6 N，則小鐵塊經(jīng)多長時間將離開木板？(2)若鐵塊與木板間的

3、動摩擦因數(shù)為，鐵塊與地面間的動摩擦因數(shù)為，要使小鐵塊相對木板滑動且對地面的總位移不超過1.5 m，則施加在木板水平向右的拉力應滿足什么條件？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量為4kg的木板，木板與斜面底端之間通過微小弧形軌道相接，以保證滑塊從斜面滑到木板的速度大小不變。質量為2kg的滑塊從斜面上高h=5m處由靜止滑下，到達傾斜底端的速度為v0=6m/s，并以此速度滑上木板左端，最終滑塊沒有從木板上滑下。已知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，。求：（1）斜面與滑塊間的動摩擦因數(shù)1；（2）滑塊從滑上木板到與木板速度相同經(jīng)歷的時間；（3）木板的最短

4、長度。5如圖所示，質量、長的薄木板靜置在水平地面上，質量的小滑塊（可視為質點）以速度從木板的左端沖上木板。已知滑塊與木板間的動摩擦因數(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間t；b滑塊從木板右端滑出時的速度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，對木板施加一個水平向右的恒力F，如果要使滑塊不從木板上掉下，力F應滿足什么條件？（假定滑塊與木板之間最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等）6(15分) 如圖所示，質量20kg的物體從光滑斜面上高度m處釋放，到達底端時水平進入水平傳送帶(不計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)，傳送帶由一電動機驅動著勻速向左轉動，速率為3 m/s已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(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點時的速度大小。（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過程中，求M和傳送帶間相對位移.7如圖所示，以水平地面建立軸，有一個質量為的木塊（視為質點）放在質量為的長木板上，木板長。已知木板與地面的動摩擦因數(shù)為，與之間的摩擦因素（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。與保持相對靜止且共同向右運動，已知木板的左端點經(jīng)過坐標原點

6、時的速度為，在坐標為處有一擋板，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）木板最終停止運動時其左端的位置坐標？8如圖（a）所示，木板OA可繞軸O在豎直平面內轉動， 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系。已知物塊的質量m1kg，通過DIS實驗，得到 如圖（b）所示的加速度與斜面傾角的關系圖線。若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，g取10m/s2。試問：（1）圖（b）中圖線與縱坐

7、標交點ao多大？（2）圖（b）中圖線與軸交點坐標分別為1和2，木板處于該兩個角度時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾角處于1和2之間時物塊的運動狀態(tài)。（3）如果木板長L2m，傾角為37°，物塊在F的作用下由O點開始運動，為保證物塊不沖出木板頂端，力F最多作用多長時間？（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分勻加速運動時間t1v0/a0.5 s 1分勻加速運動位移x0.25 m 1分此后旅行包勻速運動，勻速運動時間t23.75 s 1分旅行包從左端運動

8、到右端所用時間tt1t24.25 s 1分(2)要使旅行包在傳送帶上運行時間最短，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：勻變速直線運動規(guī)律的應用 牛頓第二定律 傳送帶問題2（1） F30N；（2） 物塊能滑離木板，?！窘馕觥吭囶}分析：（1）對M、m，由牛頓第二定律F（M+m）gsin=（M+m）a （2分）對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）對于M，有FmgcosMgsin=Ma1 （1分）對m，有mgcos

9、mgsin=ma2 （1分）設物塊滑離木板所用的時間為t，由運動學公式：a1t2a2t2=L （2分）代入數(shù)據(jù)得：（1分）物塊離開木板時的速度v=a2t（2分）由公式：2gsins=0v2（2分）代入數(shù)據(jù)得。（1分）考點：牛頓第二定律，勻變速直線運動的規(guī)律。3.(1)4 s (2) F47 N【解析】試題分析：（1）對木板受力分析，由牛頓第二定律得：F-（M+m）g=Ma由運動學公式，得解得：（2）鐵塊在木板上時：1mg=ma1，鐵塊在地面上時：2mg=ma2，對木板：F-1mg-2（M+m）g=Ma3設鐵塊從木板上滑下時的速度為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，設鐵塊在木板上滑行時間為t1，則v1=a1t ；木板對地面的位移x=x1+L，聯(lián)立解得F47 N考點：牛頓定律及運動公式的綜合應用.4（1）；（2）2s； （3）6m.【解析】試題分析：（1）在斜面上，由動能定理得：得（2）在木板上滑動過程中，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由運動學公式 得t=2s此時v1=v2=2m/s（3）設木板最短長度為x，則：x M=x m=v0t得x= x mx M =6m考點：動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、做勻減速直線運動，初速度為，位移為?；瑝K在滑行的過程中受重力、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 設滑塊在木板上滑行的時間為t，根據(jù)運動學公式有所以s 或 s（舍） （3分）之所以要舍去s，是因為如果木板足夠長，當s時，滑塊就靜止了。bm/s （2分）（2）設當F=F1時，滑塊恰好運動到木板的右端，然后與木板一起運動。在滑塊與木板有相對滑動的這段時間內，滑塊做勻減速直線運動，木板做勻加速直線運動。設這段時間為t1，滑塊與木板共同運動的速度為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N時，滑塊不會從木板的右端滑出 （4分）

12、當滑塊與木板共速后，只要不發(fā)生相對滑動，滑塊就不會從木板的左端滑出，根據(jù)牛頓第二定律：滑塊與木板共同運動的加速度，而滑塊在靜摩擦力的作用下，能達到的最大加速度。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?？键c：考查了牛頓第二定律與運動學公式的應用6（1）E=Bdv；（2）；（3）?！窘馕觥吭囶}分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應定律E=Bdv；（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律；（3）導體棒的受力情況如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律有又因為所以考點：法拉第電磁感應定，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動直到速度為零，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地面速度減小到零，對地向右發(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動直到速度為零，后向左做勻加速運動，直到速度與傳送帶速度相等后與傳送帶相對靜止，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 物體運動的時間為這段時間內皮帶向左運動的位移大小為 物體相對于傳送帶滑行的距離為考

14、點：本題考查了牛頓第二定律、勻變速直線運動的規(guī)律.8(1) （2）【解析】試題分析：(1) 假設木板碰擋板前，木塊和木板相對靜止，木板與地面的滑動靜摩擦力為，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)保持相對靜止向右勻減速運動，設木板碰擋板時的速度為，由運動學公式得： 其中：解得：（水平向右）（2）由題設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動，木塊以初速度向右做勻減速運動，設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）假設木塊沒有掉離木板，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動，直到二者保持相對靜止。設二者保持相對靜止所用時間為，共同速度為，可得：解得： （水平向左）在此過程中，木塊運動位移（水平向右）木板運動位移（水平向左） 所以二者相對位移，即二者相對運動時木塊沒有掉離木板。二者共速后，又以向左減速至停下，設其向左運動的位移為解得： 最終木板左端點位置坐標為 考點：本題考查受力分析、牛頓第二定律的應用及勻變速直線運動規(guī)律，意在考查考生對知識的綜合應用能力。9（1）6(m/s2) （2）處于靜止狀態(tài)（3）【解析】試題分析：（1）當木板水平放置時，物塊的加速度為a0此時滑動摩擦力f =" N" = mg=0.2×1×10 =" 2(N)" =6(m/s2)（2）當摩擦力沿斜面向下且加速度為零時木板傾角為1，當摩擦力沿斜面向上且加速度為零時木板傾角為2，這時物塊處于靜止狀態(tài)。（3） N1=mgcos1 F1=N1=mgcos1 F=mgsin1+mgcos1聯(lián)