- 牛顿运动定律
- 共29769题
开学初,小源到建设银行营业网点兑换了此前在网上预约的中国高铁纪念币。这枚纪念币由中国人民银行发行,面额10元,每人限兑20枚,且需要提前预约。小源打算与班上同学分享自己的喜悦。他可以向大家这样介绍
①纪念币面额和实际购买力都是由中国人民银行规定的
②纪念币可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能
③纪念币发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间
④纪念币不能与同面额人民币等值流通,必须在规定时间地点使用
正确答案
解析
①错误,国家无权规定纪念币的实际购买力;④错误,纪念币与同面额人民币等值流通,在任何时间地点都可使用;由中国人民银行发行的纪念币属于法定货币,可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能,因其发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间,故②③正确。
知识点
如图所示,质量为40kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角、大小为200N的拉力F作用下,沿水平面由静止开始运动,经过2s撤去拉力F,雪橇与地面间动摩擦因数为0.20.取g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6.求:
(1)刚撤去拉力时雪橇的速度υ的大小;
(2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离.
正确答案
解:(1)雪橇受力如图所示:
在竖直方向上,由平衡条件得:Fsin37°+FN=mg,
在水平方向上,由牛顿第二定律得:Fcos37°-μFN=ma,
解得:a=2.6m/s2,
刚撤去拉力时雪橇的速度大小:v=at=2.6×2=5.2m/s;
(2)撤去拉力后,由牛顿第二定律得:μmg=ma′,
解得:a′=μg=2m/s2,
撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离:
x==
=6.76m;
答:(1)刚撤去拉力时雪橇的速度υ的大小为5.2m/s;
(2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离为6.76m.
解析
解:(1)雪橇受力如图所示:
在竖直方向上,由平衡条件得:Fsin37°+FN=mg,
在水平方向上,由牛顿第二定律得:Fcos37°-μFN=ma,
解得:a=2.6m/s2,
刚撤去拉力时雪橇的速度大小:v=at=2.6×2=5.2m/s;
(2)撤去拉力后,由牛顿第二定律得:μmg=ma′,
解得:a′=μg=2m/s2,
撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离:
x==
=6.76m;
答:(1)刚撤去拉力时雪橇的速度υ的大小为5.2m/s;
(2)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离为6.76m.
静止在光滑水平面上,质量为2kg的物体,受10N的水平推力作用后,1s末的速度为______m/s,位移为______m.
正确答案
5
2.5
解析
解:由牛顿第二定律得:
F=ma
a=
1s末速度为:v=at=5×1m/s=5m/s
位移为:x=
故答案为:5,2.5.
一质量为2kg的物体静止在水平地面上,在水平向右拉力F作用下,经4s速度达到12m/s,这时撤去拉力,又经6s才停止下来.则F=______N,水平地面对物体的摩擦力f=______N,方向______. (g取10m/s2)
正确答案
10
4
向左
解析
解:物体在加速过程中的加速度为:a1==3m/s2;
撤去拉力后加速度大小为:a2==2m/s2;
故摩擦力大小为:f=ma2=2×2=4N;方向向左
F-f=ma1
解得:F=f+ma1=4+2×3=10N;
故答案为:10;4;向左
用平行于斜面向上的力F,把质量为m的物体加速上推,当F=mg时,它的加速度大小和不加力时物体下滑的加速度大小都为,则斜面倾角为______度,物体与斜面间滑动摩擦系数为______.
正确答案
30
0.289
解析
解:当物体下滑时,受重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力.根据牛顿第二定律得,a==gsinθ-μgcosθ=
.
当物体上滑时,受重力、支持力、推力和沿斜面向下的摩擦力,根据牛顿第二定律得,a′=.
代入数据解得:θ=30°,μ=0.289
故答案为:30;0.289
如图,弹簧一端固定,另一端系一质量为m=10kg的滑块,滑块与水平面间动摩擦因数μ=0.3,弹簧劲度系数k=500N/m.一根细线连于滑块上,当细线与水平成30°角.拉力F=100N时滑块静止,此时弹簧伸长15cm.
(1)求滑块受到的摩擦力大小______和方向______;
(2)若将细线剪断,求剪断瞬间物体的加速度大小______和方向______(g=10m/s2)
正确答案
解:(1)物体受到的拉力水平分力F1=Fcos30°=100×=50
N;弹簧的弹力F2=kx=500×0.15=75N;
由共点力的平衡条件可知:
f=50-75=11.6N,方向向左;
(2)剪断细线后,拉力消失,弹力不变;
此时的摩擦力f′=μmg=0.3×100=30N;
则由牛顿第二定律可知:
F2-f′=ma;
解得:a==4.5m/s2 方向向左
故答案为:11.6;向左;4.5m/s2 ;向左
解析
解:(1)物体受到的拉力水平分力F1=Fcos30°=100×=50
N;弹簧的弹力F2=kx=500×0.15=75N;
由共点力的平衡条件可知:
f=50-75=11.6N,方向向左;
(2)剪断细线后,拉力消失,弹力不变;
此时的摩擦力f′=μmg=0.3×100=30N;
则由牛顿第二定律可知:
F2-f′=ma;
解得:a==4.5m/s2 方向向左
故答案为:11.6;向左;4.5m/s2 ;向左
(2015•江苏二模)吴菊萍徒手勇救小妞妞,被誉为“最美妈妈”.设妞妞的质量m=10kg,从离地h1=28.5m高的阳台掉下,下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍;在妞妞开始掉下瞬间,吴菊萍立刻从静止开始匀加速奔跑水平距离S=9m到达楼下,张开双臂在距地面高度为h2=1.5m处接住妞妞,缓冲到地面时速度恰好为零.g=10m/s2.求:
(1)妞妞在被接到前下落的时间;
(2)吴菊萍跑到楼下时的速度.
正确答案
解:(1)对妞妞用牛顿第二定律:mg-0.4mg=ma1
求得:a1=6m/s2
妞妞下落过程是匀变速直线运动,由位移时间关系:
解得:t=3s
(2)吴匀加速运动:
解得:a2=2m/s2
由速度时间关系:υ2=a2t=2×3=6m/s
答:(1)妞妞在被接到前下落的时间为3s;
(2)吴菊萍跑到楼下时的速度为6m/s.
解析
解:(1)对妞妞用牛顿第二定律:mg-0.4mg=ma1
求得:a1=6m/s2
妞妞下落过程是匀变速直线运动,由位移时间关系:
解得:t=3s
(2)吴匀加速运动:
解得:a2=2m/s2
由速度时间关系:υ2=a2t=2×3=6m/s
答:(1)妞妞在被接到前下落的时间为3s;
(2)吴菊萍跑到楼下时的速度为6m/s.
如图,物体A质量m=0.5Kg放在粗糙木板上,随板一起在竖直平面内做半径r=0.1m,沿逆时针方向匀速圆周运动,且板始终保持水平,当板运动到最高点时,木板受到物体A的压力恰好为零,重力加速度为g=10m/s2.求:
(1)物体A做匀速圆周运动的线速度大小.
(2)物体A运动到最低点时,木板对物体A的支持力大小.
正确答案
解:(1)在最高点A对木板的压力恰好为零,说明物体在最高点仅受重力;
则
解得:v=1m/s
(2)A物体在最低点时,仅受重力mg,支持力N,
由牛顿第二定律得:
解得:N=10N
答:(1)物体A做匀速圆周运动的线速度大小1m/s.
(2)物体A运动到最低点时,木板对物体A的支持力大小为10N.
解析
解:(1)在最高点A对木板的压力恰好为零,说明物体在最高点仅受重力;
则
解得:v=1m/s
(2)A物体在最低点时,仅受重力mg,支持力N,
由牛顿第二定律得:
解得:N=10N
答:(1)物体A做匀速圆周运动的线速度大小1m/s.
(2)物体A运动到最低点时,木板对物体A的支持力大小为10N.
如图,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧连接的物块A、B,他们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,C为一个固定挡板,系统处于静止状态,现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上匀加速运动,当物块B刚要离开C时F的大小恰好为2mg.求:
(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的时间;
(2)从A开始运动(从此时开始计时)到物块B刚要离开C时力F随时间t变化的关系式.
正确答案
解:(1)令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知:
mgsin30°=kx1
令x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知:
kx2=mgsin30°
F-mgsin30°-kx2=ma
将F=2mg和θ=30°代入以上各式,解得:a=g
由x1+x2=,解得:t=
.
(2)从A开始运动,经过t时间上升的位移x=,
根据牛顿第二定律得,加速度F-mgsin30°+k(x1-x)=ma,
解得F=mg+kx=.
答:(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的时间为;
(2)从A开始运动(从此时开始计时)到物块B刚要离开C时力F随时间t变化的关系式为.
解析
解:(1)令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知:
mgsin30°=kx1
令x2表示B 刚要离开C时弹簧的伸长量,a表示此时A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知:
kx2=mgsin30°
F-mgsin30°-kx2=ma
将F=2mg和θ=30°代入以上各式,解得:a=g
由x1+x2=,解得:t=
.
(2)从A开始运动,经过t时间上升的位移x=,
根据牛顿第二定律得,加速度F-mgsin30°+k(x1-x)=ma,
解得F=mg+kx=.
答:(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的时间为;
(2)从A开始运动(从此时开始计时)到物块B刚要离开C时力F随时间t变化的关系式为.
如图所示,一个质量m=5kg的物体放在光滑水平面上.对物体施加一个F=5N的水平拉力,使物体由静止开始做匀加速直线运动,经过时间t=4s,求:
(1)物体的加速度大小a;
(2)物体在这段时间内通过的距离x;
(3)拉力F所做的功是多少.
正确答案
解:(1)根据牛顿第二定律:
F=ma,
可得物体加速度的大小:
a==
=1 m/s2.
(2)根据运动学公式:x=at2,
可得物体在4s内通过的距离:
x==8m.
(3)拉力的功为:
W=Fx=5×8=40J;
答:(1)物体的加速度大小1m/s2;
(2)物体开始运动后4s内通过的距离8m.
(3)拉力F所做的功是40J.
解析
解:(1)根据牛顿第二定律:
F=ma,
可得物体加速度的大小:
a==
=1 m/s2.
(2)根据运动学公式:x=at2,
可得物体在4s内通过的距离:
x==8m.
(3)拉力的功为:
W=Fx=5×8=40J;
答:(1)物体的加速度大小1m/s2;
(2)物体开始运动后4s内通过的距离8m.
(3)拉力F所做的功是40J.
如图所示,固定斜面的倾角为θ,质量为m的木块与斜面间的动摩擦因数为μ,(μ<tanθ)
(1)若对物体施加沿斜面向上的外力F,使物体沿斜面匀速向上运动,F应为多大?
(2)若对物体施加水平向右的外力F′,要使物体沿斜面匀速向上运动,F′应为多大?
正确答案
解:(1)物体沿斜面匀速向上运动时受力分析,
根据平衡条件:F-mgsinθ-f=0
N-mgcosθ=0
又f=μN
联立得:F=mgsinθ+μmgcosθ;
(2)对物体受力分析,正交分解,如图:
沿斜面方向:F′cosθ-mgsinθ-f=0
垂直斜面方向:N-mgcosθ-F′sinθ=0
又:f=μN
联立得:F′=
答:(1)若对物体施加沿斜面向上的外力F,使物体沿斜面匀速向上运动,F应为F=mgsinθ+μmgcosθ;
(2)若对物体施加水平向右的外力F′,要使物体沿斜面匀速向上运动,F′应为.
解析
解:(1)物体沿斜面匀速向上运动时受力分析,
根据平衡条件:F-mgsinθ-f=0
N-mgcosθ=0
又f=μN
联立得:F=mgsinθ+μmgcosθ;
(2)对物体受力分析,正交分解,如图:
沿斜面方向:F′cosθ-mgsinθ-f=0
垂直斜面方向:N-mgcosθ-F′sinθ=0
又:f=μN
联立得:F′=
答:(1)若对物体施加沿斜面向上的外力F,使物体沿斜面匀速向上运动,F应为F=mgsinθ+μmgcosθ;
(2)若对物体施加水平向右的外力F′,要使物体沿斜面匀速向上运动,F′应为.
质量为m=2kg的物体放在粗糙的水平面上,水平拉力F=10N作用于物体上,摩擦力f=2N,物体产生的加速度为______米/秒2.
正确答案
4
解析
解:根据牛顿第二定律得:
a=
故答案为:4
2011年初,我国南方多次遭受严重的冰灾,给交通运输带来巨大的影响.已知汽车橡胶轮胎与普通路面的动摩擦因数为0.7,与冰面的动摩擦因数为0.1.当汽车以某一速度沿水平普通路面行驶时,急刹车后(设车轮立即停止转动),汽车要滑行14m才能停下.那么,在冰冻天气,该汽车若以同样速度在结了冰的水平路面上行驶,急刹车后汽车继续滑行的距离增大了多少?
正确答案
解:设初速度为v0.
当汽车在水平普通路面上急刹车时,
由牛顿第二定律得 μ1mg=ma1
得a1=μ1g=7 m/s2
又v02=2a1x1
得v0==14m/s
当汽车在水平冰面上急刹车时,
μ2mg=ma2
得a2=μ2g=1 m/s2
又v02=2a2x2
得x2=98 m
所以急刹车后汽车继续滑行的距离增大了
△x=x2-x1=84m
答:以同样速度在结了冰的水平路面上行驶,急刹车后汽车继续滑行的距离增大了84m.
解析
解:设初速度为v0.
当汽车在水平普通路面上急刹车时,
由牛顿第二定律得 μ1mg=ma1
得a1=μ1g=7 m/s2
又v02=2a1x1
得v0==14m/s
当汽车在水平冰面上急刹车时,
μ2mg=ma2
得a2=μ2g=1 m/s2
又v02=2a2x2
得x2=98 m
所以急刹车后汽车继续滑行的距离增大了
△x=x2-x1=84m
答:以同样速度在结了冰的水平路面上行驶,急刹车后汽车继续滑行的距离增大了84m.
质量为0.3kg的物体在水平面上运动,图中的两条直线分别表示物体受水平拉力作用和不受水平拉力作用时的v-t图象,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、两图加速度大小不同,拉力方向与滑动摩擦力方向可能相反,也可能相同,无法判断物体不受水平拉力是哪个图象.故A错误.
B、D、设拉力大小为F.由图读出加速度分别为aa=m/s2,ab=
m/s2
若物体受水平拉力时的速度图象是a时,拉力与速度方向相同,根据牛顿第二定律得:
f-F=maa,f=mab
解得:F=0.1N.
若物体受水平拉力时的速度图象是b时,拉力与速度方向相反,根据牛顿第二定律得:
f+F=mab,f=maa
解得:F=0.1N.故BD正确.
C、由上得到:若物体受水平拉力时的速度图象是a时,摩擦力f=0.2N; 若物体受水平拉力时的速度图象是b时,摩擦力f=0.1N.故C错误.
故选:BD.
如图所示,在光滑的水平面上,A、B两物体的质量mA=2mB,A物体与轻质弹簧相连,弹簧的另一端固定在竖直墙上,开始时,弹簧处于自由状态,当物体B沿水平向左运动,使弹簧压缩到最短时,A、B两物体间作用力为F,则弹簧给A物体的作用力的大小为( )
正确答案
解析
解:设B质量为m则A为2m
对B由牛顿第二定律得: ①
对A由牛顿第二定律得: ②
①②联立得:f=3F故ABD错误,C正确;
故选C.
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