- 力的分解
- 共1401题
质量为m=100kg的小船静止在水面上,水的阻力不计,船上左、右两端各站着质量分别为m甲=40kg,m乙=60kg的游泳者,当甲朝左,乙朝右,同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时,小船运动方向为______(填“向左”或“向右”);运动速率为______ m/s.
正确答案
规定向左为正方向,根据动量守恒定律得:
0=m甲v甲+m乙v乙+mv
代入数据得:0=40×3+60×(-3)+100×v
解得:v=0.6m/s.知方向向左,大小为0.6m/s.
故答案为:向左,0.6.
如右图所示,倾角为30°的斜面体固定在地面上,光滑斜面上放一辆小车.一根弹性杆的一端固定在小车上,另一端固定一个重为2 N的小球.问:
(1)当由于外力作用使小车静止在斜面上时,杆对小球的弹力怎样?
(2)当小车由静止沿斜面下滑时,杆对小球的弹力又怎样?
正确答案
(1)2 N 方向竖直向上(2) 方向垂直斜面向上
试题分析:(1)以小球为研究对象,
由平衡条件知,方向竖直向上.
(2)以小车和小球为研究对象,
沿斜面下滑的加速度
将小球受到的重力分解如右图所示,
沿斜面方向,垂直斜面方向合力为零.所以
.方向垂直斜面向上.
点评:本题关键结合平衡条件对物体受力分析,要注意杆的弹力方向可以与杆平行,也可以与杆不共线.
根据流体力学知识,流体对物体的作用力可用f=αρ0Av2来表达.α为一系数,ρ0为空气密度,A为物体的截面积,v为物体相对于流体的速度.已知地球表面处α=0.5,ρ0=1.25kg/m3,g=10m/s2.球体积公式为V=π r3.若将沙尘颗粒近似为球形,沙尘颗粒密度ρs=2.8×103kg/m3,半径r=2×10-4m.求:
(1)沙尘颗粒在空气中竖直下落时的最大加速度;
(2)沙尘颗粒在空气中竖直下落时的速度最大值;
(3)地面附近形成扬沙天气的风速至少为多少.
正确答案
(1),方向竖直向下(2)
(3)v≥3.46m/s
试题分析:(1)沙尘颗粒刚开始下落速度为零时,,则
,方向竖直向下;
(2)速度最大时加速度为零:,可得
,且:
.
则: ;
(3)当,沙尘颗粒会向上加速,形成扬沙天气.代入数据解得v≥3.46m/s.
如图所示,某人用轻绳牵住一只质量=0.6kg的氢气球,因受水平风力的作用,系氢气球的轻绳与水平方向成
角。已知空气对气球的浮力为15N,人的质量
,且人受的浮力忽略(sin370=0.6,cos370=0.8)。求:
(1)水平风力的大小
(2)人对地面的压力大小
(3)若水平风力增强,人对地面的压力如何变化?(要求说明理由)
正确答案
(1)(2)
N(3)若风力增强,人对地面的压力不变
试题分析:(1)对氢气球进行受力分析如图,
设氢气球受绳子拉力为,水平风力为
,用正交分解法可知:
计算可得:
(2)对人进行受力分析如图,
设人受地面的支持力为,则有:
解得:
N
(3)若风力增强,人对地面的压力不变
视气球及人为一整体可知,其竖直方向上的受力情况没改变,故地面的支持力不变
如图所示,整个装置处于静止状态,PQ为水平放置的光滑细长杆,质量均为m的两小球 A、B穿于其上.两球用长度均为L的轻线结于O点,A、B球间杆上有一劲度系数为K的被压缩的轻弹簧(在弹性限度内),这时弹簧的长度也为L.质量为m/2的C球用轻绳跨过质量不计的光滑滑轮与置于水平地面上质量为2m的D球相连,求弹簧的形变量?
正确答案
以滑轮为对象,受力如图.处于平衡状态故有: TOE=2TBC=mg
以O点为对象,受力分析如图,TAO=TBO,则有
以A球为研究对象,受力分析如图,满足
评分说明:其它解法只要合理均可给分
本题考查受力平衡问题,先以滑轮为研究对象分析受力情况,求出绳子的拉力,再以A球为研究对象,根据力的合成或正交分解列式求解
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