- 牛顿运动定律
- 共29769题
一物体受到竖直向上拉力F的作用,如图所示,当拉力F1=42N时,物体向上的加速度a1=4.0m/s2,不计空气阻力,g取10m/s2.
求:(1)物体的质量m多大?
(2)物体由静止开始向上运动2s内的位移和2s末的速度分别为多少?
正确答案
(1)物体受重力和竖直向上拉力,由牛顿第二定律:F合=F1-mg=ma1
∴m==3kg
(2)运用匀变速直线运动规律得:
x=at2=8m,
v=a1t=4×2=8m/s
答:(1)物体的质量m为3kg,
(2)物体由静止开始向上运动2s内的位移和2s末的速度分别为8m和8m/s.
如图,质量的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m。用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经
拉至B处。求物体与地面间的动摩擦因数μ;
正确答案
略
如图所示,一平板车以某一速度匀速行驶,某时刻一货箱(可视为质点)无初速度地放置于平板车上,货箱离车后端的距离为
,货箱放到车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程可视为做
的匀减速直线运动。已知货箱与平板车之间的摩擦因数为
。求:
(1)通过计算,判断货箱能否从车后端掉下来;
(2)如果货箱不能掉下,则最终停止时离车后端的距离是多少?
(3)如果货箱不能掉下,最后都停止运动,平板车再从静止开始以的加速度匀加速直线运动,经过3秒,货箱距离车后端多远?已知平板车后端离地面高1.25m,货箱落地后不动。
正确答案
(1)货箱放到车上后,先做匀加速运动,设经过时间t和车达到相同速度,此时货箱和车的位移分别为
对货箱:
,
,
对平板车:
此时,货箱相对车向后移动了m<
m,故货箱不会从车后端掉下来。
(2)由于货箱的最大加速度,所以二者达到相同速度后,分别以不同的加速度匀减速运动到停止,此时相同速度为
对货箱: m,对平板车:
m
故货箱到车尾的距离m
(3)设经过时间货箱和车分离,由位移关系得:
,解得
.
分离时货箱速度,货箱做平抛运动,经过时间
落地,
,得
则在平板车启动的内,货箱的水平位移
m
平板车的位移为:m
故货箱距离平板车后端:m
略
如图示,质量为10kg的小球穿在一竖直杆上。当该小球被释放后沿杆竖直下滑的加速度是2m/s2.则球施加在杆上的作用力大小是 .方向 (g取10m/s2)
正确答案
80N 竖直向下
试题分析:以球为研究对象,由牛顿第二定律可知,由牛顿第三定律可知球施加在赶上的作用力大小为80N,方向竖直向下
点评:难度较小,对于此类问题的分析,首先是画出受力分析图,由牛顿第二定律求解
(10分)我市某旅游景区内建有一山坡滑草运动项目。该山坡可看成倾角θ=30°的斜面,一名游客连同滑草装置总质量m="80" kg,他从静止开始匀加速下滑,在时间t="5" s内沿斜面下滑的位移为x="25" m。不计空气阻力,取g="10" m/s2,求
(1)游客连同滑草装置在下滑过程中的加速度a的大小;
(2)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力f的大小;
(3)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ。
正确答案
解:(1)由运动学公式
(2分)
解得 (1分)
(2)沿斜面方向,由牛顿第二定律得 (2分)
解得 (1分)
(3)在垂直斜面方向上 (2分)
又 (1分)
联立解得
略
一个质量为5 kg的物体所受的合外力随时间变化的情况如图所示,那么该物体在6 s内速度的改变量是 。
正确答案
3m/s
由图像意义可知面积表示冲量,所以根据动量定理:
Ft==15N·S
=
如图所示,倾角α=30°的等腰三角形斜面体固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦.现将质量分别为M=4.0kg、m=2.0kg的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.两物块与绸带间的动摩擦因数μ相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取重力加速度g=10m/s2.
(1)若μ=,试求两物块的加速度大小和方向;
(2)若μ=,试求两物块的加速度大小和方向;
(3)若μ=,试求两物块的加速度大小和方向.
正确答案
斜面倾角α=30°,物块重力沿斜面向下的分力为:G1=mgsinα,
由题意知,物块相对于绸带的最大静摩擦力为:f=μmgcosα,
当mgsinα>μmgcosα,即:μ<tanα=tan30°=时,
物块相对于绸带滑动,当μ≥时,物块相对于绸带静止;
(1)μ=>
,两物块相对于绸带静止,以两物块与绸带组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得:
(M-m)gsin30°=(M+m)a,
解得:a==
=
m/s2,
M的加速度方向沿斜面向下,m的加速度方向沿斜面向上;
(2)μ=<
,物块相对于绸带滑动,由于fM>fm,M相对绸带静止,M与绸带一起运动,m相对于绸带滑动,对m,由牛顿第二定律得:
mgsin30°-μmgcos30°=ma小,
a小=g(sin30°-μcos30°)=10×(0.5-×
)=2.5m/s2,方向沿斜面向下,
M与绸带一起沿斜面向下滑动,对M(包括绸带)由牛顿第二定律得:
Mgsin30°-μmgcos30°=Ma大,
a大=g(sin30°-μ••cos30°)=10×(0.5-
×
×
)=3.75m/s2,方向沿斜面向下;
(3)μ=>
,物块相对于绸带静止,
M相对于绸带静止,M与绸带一起向下加速运动,
m受到的摩擦力为:μmgcos30°=×2×10×
=
N,
m重力沿斜面方向的分力为:mgsin30°=2×10×0.5=10N,
摩擦力大于重力的分力,则m相对于绸带滑动,
对m,由牛顿第二定律得:μmgcos30°-mgsin30°=ma,
即:-10=2a,解得:a=
m/s2,方向沿斜面向上,
对M,由牛顿第二定律得:Mgsin30°-μmgcos30°=Ma′,
解得:a′=g(sin30°-μ••cos30°)=10×(0.5-
×
×
)=
m/s2,方向沿斜面向下;
答:(1)两物块的加速度大小都是m/s2,M的加速度方向沿斜面向下,m的加速度方向沿斜面向上;
(2)m的加速度大小为2.5m/s2,方向沿斜面向下,M的加速度大小为3.75m/s2,方向沿斜面向下;
(3)m的加速度大小为m/s2,方向沿斜面向上,M的加速度大小为
m/s2,方向沿斜面向下.
水平地面上的木箱质量为20kg,用大小为100N的水平力推木箱,恰好能使木箱匀速前进;若用同样大小的力与水平成37°斜向上拉木箱,如图所示,木箱的加速度多大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
试题分析: (2分)
(1分)
(2分)
(2分)
(1分)
点评:此类型的题目的关键是分析物体的受力情况,画出力图.
如图所示,一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮竖直悬挂物体A、B,它们的质量分别为mA=3kg、mB=1kg.自由释放后,物体在碰到滑轮前的运动过程中,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
小题1:物体A的加速度大小;
小题2:绳子的张力大小。
正确答案
小题1:5
小题2:15N
如图所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20N,与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,
(1)求物体的加速度是多大?(g取10 m/s2)
(2)若10s后撤去拉力F,则物体总共运动多长位移。
正确答案
撤去前,物体受力如图:
有
撤去后,物体受力如图所示:
由 有
略
如图甲所示,一根质量可以忽略不计的轻弹簧,劲度系数为k,下面悬挂一个质量为m的砝码A,手拿一块质量为M的木板B,用木板B托住A往上压缩弹簧,如图乙所示,此时如果突然撤去木板B,则A向下运动的加速度为a(a>g).现用手控制使B以加速度a/3向下做匀加速直线运动,求砝码A做匀加速直线运动的时间.
正确答案
解:刚开始弹簧的形变量为x,则kx+mg=ma,即kx=m(a-g).
设形变量为x'时A、B分开,即:
因此砝码A匀加速运动的位移s=x-x'=,
由
如图所示,一小物块初速v1,开始由A点沿水平面滑至B点时速度为v2,若该物块仍以速度v1从A点沿两斜面滑动至B点时速度为v2′,已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同,通过计算证明v2和v2′的大小关系?
正确答案
物体从A点滑动到B过程中,根据动能定理有:
-μmgxAB=mv22-
mv12…①
若该物块仍以速度v1从A点沿两斜面滑动至B点的过程中,设最高点为C点,AC与水平面的夹角为θ,CB与水平面的夹角为α,则有:
mv2′2-
mv12=-μmgcosθxAC-μmgcosα•xCB=-μmgxAB…②
由①②解得:v2=v2′
答:v2和v2′的大小关系为v2=v2′.
(6分)在平直公路上,一辆质量m=1 600 kg的汽车以速度v0=12 m/s匀速前进,遇紧急情况刹车后,做匀减速直线运动,经过时间t=1.5 s停止.求:
(1) 刹车时汽车加速度a的大小;
(2) 开始刹车到停下,汽车发生的位移x;
(3) 刹车时汽车受到的阻力.
正确答案
(1) 8 m/s2(2) 9 m(3) F=1.28×104 N
试题分析:(6分)(1) 由vt=v0-at得a=v0/t,代入数值得a=8 m/s2(2分)
(2) 由x=v0t-at2,代入数值得x=9 m(2分)
(3) 由牛顿第二定律F=ma,代入数值得F=1.28×104 N(2分)
点评:难度较小,首先应根据运动学公式求解加速度,再由牛顿第二定律求解力的大小
地面附近有质量m=2kg的物体,它受到的重力G=19..56N,则该处的重力加速度g= m/s2(精确到小数点后两位)。电场中某点放置一电量q=1×10-9C的试探电荷,试探电荷受到的电场力F=6×10-4N,该点的电场强度E= N/C,移去试探电荷后,该点的电场强度E= 。(填“变大”、“变小”、“不变”)
正确答案
9.78;6×105;不变
试题分析:(1)根据牛顿第二定律可得
(2)根据公式,电场中电场强度的大小只和电场的本身性质有关,和试探电荷无关,所以不变
点评:对公式的来龙去脉理解清楚了,才能跟好的运用它,本题是一道基础性的题目,比较简单
某人在以2.5 m/s2的加速度下降的升降机内最多能举起80 kg的物体,那么在地面上最多能举起___________ kg的物体.若此人在一匀加速上升的电梯中最多能举起40 kg的物体,则电梯上升的加速度为___________ m/s2.
正确答案
60 5
根据牛顿运动定律得:80×10 N-F="80×2.5" N
M= kg="60" kg
600 N-40×10 N="40a,a=5" m/s2.
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