- 牛顿运动定律
- 共1024题
10.如图1所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2.
试求:
(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?
(2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后,请在图2中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图象.(设木板足够长)
正确答案
(1)根据牛顿第二定律得
研究木块m:F﹣μ2mg=ma1
研究木板M:μ2mg﹣μ1(mg+Mg)=Ma2
又,
L=S木﹣S板
联立解得:t=1s
(2)滑块与木板之间的最大静摩擦力:fm2=μ2mg=0.4×1×10N=4N
木板与地面之间的最大静摩擦力:fm1=μ1(mg+Mg)=0.1×(1×10+1×10)=2N
当F≤fm1=2N时,木板与滑块都保持静止,f=F
当M、m都运动,而且两者刚要相对滑动时,设此时的拉力大小为F1,根据牛顿第二定律得:
对m:F1﹣μ2mg=ma
对整体:F1﹣μ1(mg+Mg)=(m+M)a
联立解得,F1=10N,所以当2N<F≤10N时,M、m相对静止
则有:对整体:F﹣μ1(mg+Mg)=(m+M)a
对铁块:f=ma
即:f=+1(N) 当10N<F时,m相对M滑动,此时摩擦力f=μ2mg=4N
画出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图.
答:(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过1s时间铁块运动到木板的右端.
(2)铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图所示.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
7. 如下图所示,传送带与水平面夹角为θ,以速度v 0 逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系可能的是 ( )
正确答案
解析
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知识点
15.如图所示,竖直放置的圆形框架半径R=10m,A、B、C三点正好是圆上三点,而AC正好是该圆的直径。ABC为光滑轨道,B处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯,AB与竖直方向夹角为37°。如果套在杆上的小球自A点静止释放(图中小球未画出), 求小球运动到C点时间。(已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解:设AB、BC长度为s1、s2;
由几何关系得:,
小球在斜面AB做匀加速直线运动,由
解得:
由
解得:
小球到达B点速度
小球在斜面BC做匀加速直线运动,由
解得:
由
解得:
则总时间为
解析
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知识点
11.2012 年11 月23 日上午,由来自东海舰队“海空雄鹰团”的飞行员戴明盟驾驶的中国航母舰载机歼-15 降落在“辽宁舰”甲板上,首降成功,随后舰载机通过滑跃式起飞成功。滑跃起飞有点象高山滑雪,主要靠甲板前端的上翘来帮助战斗机起飞,其示意图如图所示,设某航母起飞跑道主要由长度为L1=160m 的水平跑道和长度为L2=20m 的倾斜跑道两部分组成,水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h= 4.0m。一架质量为M=2.0X104 kg 的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F =1.2X105 N,方向与速度方向相同,在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1 倍,假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,倾斜跑道看作斜面,不计拐角处的影响。取g =10m/s2。
(1)求飞机在水平跑道运动的时间。
(2)求飞机到达倾斜跑道末端时的速度大小。
(3)如果此航母去掉倾斜跑道,保持水平跑道长度不变,现在跑道上安装飞机弹射器,此弹射器弹射距离为84m,要使飞机在水平跑道的末端速度达到100m/s,则弹射器的平均作用力多大?(已知弹射过程中发动机照常工作)
正确答案
解析
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知识点
17.如图所示,质量为m=1kg木块在拉力F作用下沿水平方向加速运动,加速度a=5.2m/s2。至水平面末端时速度v0=6m/s,此时撤去拉力,木块运动到质量为M=2kg小车上。已知木块与地面、木块与小车动摩擦因素u=0.4,不计小车与地面摩擦。已知拉力与水平方向夹角为53°,g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
求:
(1)拉力F大小
(2)为使木块不离开小车,小车最短为多长?
正确答案
解:(1)木块受到重力、拉力、支持力和摩擦力共同作用;
由牛顿第二定律得:
解得:
(2)木块滑上小车做匀减速直线运动,设加速度为a1
由
解得:
小车做匀加速直线运动,设加速度为a2
由
解得:
设经过时间t,木块与小车达到共同速度;
解得:
木块位移
小车位移
木板长度
解析
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知识点
21.如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=1.8m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带。已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平,传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v=3m/s,小物块与传送带间的动摩擦因数μ= 0.5,圆弧轨道的半径为R=2m,C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角θ=530,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin530=0. 8、cos530=0.6。求:
(1)求物体到C点的速度大小;
(2)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(3)小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中物块相对传送带滑过的距离。
正确答案
(1)设小物体在C点的速度为vc,在C点由解得
(2)设在D的的速度为vD,从C到D,由动能定理得
解得
在D点设轨道对小球的作用力为:
解得=22.5N
由牛顿第三定律,小球对轨道的压力大小为22.5N,方向竖直向下。
(3)设物体在传送带上加速度为:
物体由D点向左运动至速度为零,所用时间,位移
:
时间内传送带向右的位移为
,
物体速度由零增加到与传送带速度相等过程,所用时间,
通过的位移,
传送带的位移为
小木块相对传送带移动的路程为:=6.4m
解析
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知识点
33.如图所示,物块A的质量为M,物块B、C的质量都是m,并都可看作质点,且m<M<2m。三物块用细线通过滑轮连接,物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。现将物块A下方的细线剪断,若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力。
求:
(1) 物块A上升时的最大速度;
(2) 物块A上升的最大高度。
正确答案
(1)A、B、C三物体系统机械能守恒。B、C下降L,A上升L时,A的速度达到最大。
2mgL-MgL=(M+2m)V2 ; V=
(2)当C着地后,A、B二物体系统机械能守恒。B恰能着地,即B物体下降L时速度为零。
MgL-mgL =(M+m)V2
将V代入,整理后得:M=m
若M>m,B物体将不会着地。
Mgh-mgh =(M+m)V2
h = ;HL = L + h = L +
若M =m,B恰能着地,A物体再上升的高度等于L。 H2 = 2L
若M<m,B物体着地后,A还会上升一段。
Mg L-mg L =(M+m)(V2-v2)
V2 =
h’==
H3 =2L + h’ = 2L +
解析
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知识点
3.如图,鸟沿虚线斜向上加速飞行,空气对其作用力可能是( )
正确答案
解析
鸟沿虚线斜向上加速飞行,说明合外力方向沿虚线斜向上,小鸟受两个力的作用,空气的作用力和重力,即重力与空气的作用力的合力方向沿虚线斜向上,故选项B正确。
知识点
18.如图,质量为m的小球用轻绳悬挂在O点,在水平恒力F=mgtanθ作用下,小球从静止开始由A经B向C运动。则小球( )
正确答案
解析
根据动能定理:,解得
,所以小球先加速,后减速,故A、C正确;小球做圆周运动在B点有向心加速度,故B错误;在C点,因为速度为0,所以沿半径方向的合力为0,切线方向的合力
,所以C点的加速度为
,故D正确。
知识点
21.如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0. 5T的匀强磁场,一质量为0. 2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质最为0.lkg、带电荷量q=+0. 2C的滑块,滑块与绝缘木板之问动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左,大小为0.6N的恒力,g取10m/s2.则( )
正确答案
解析
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知识点
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