- 牛顿运动定律
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一个滑雪者,质量m=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速下滑,山坡的倾角=30°,在t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪者受到的阻力(包括摩擦力和空气阻力)。
正确答案
(1))67.5N
略
质量为m的木块放在质量为M的木板上,如果木块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数都是μ,那么要把木板从木块下抽出,所加的水平力大小至少多大?
正确答案
2μ(m+M)g
对木板:F-μmg-μ(m+M)g=Ma1;
对木块μmg=ma2;
要将木板抽出,至少a1=a2;
所以有F=2μ(m+M)g.
如图6所示,在水平地面上有一辆运动的平板小车,车上固定一个盛水的杯子,杯子的直径为R。当小车作匀加速运动时,水面呈如图所示状态,左右液面的高度差为h,则小车的加速度方向指向如何?加速度的大小为多少?
正确答案
,方向水平向右。
我们由图可以看出物体运动情况,根据杯中水的形状,可以构建这样的一个模型,一个物块放在光滑的斜面上(倾角为),重力和斜面的支持力的合力提供物块沿水平方向上的加速度,其加速度为:
。
我们取杯中水面上的一滴水为研究对象,水滴受力情况如同斜面上的物块。由题意可得,取杯中水面上的一滴水为研究对象,它相对静止在“斜面”上,可以得出其加速度为,而
,得
,方向水平向右。
点评:在本题中可以突出物体的受力特征,建立等效模型,用简捷的等效物理模型代替那些真实的、复杂的物理情景,从而使复杂问题的求解过程得到直观、优化,诸如此类的还有等时圆等等。
如图所示,物体A、B质量分别为2m和m,由轻质细绳相连.竖直向上的恒力F=6mg,作用在物体A上,使A、B一起向上加速运动.重力加速度为g,求:
(1)A、B一起运动的加速度为多大;
(2)轻绳对物体B的拉力.
正确答案
(1)以A、B组成的系统为研究对象,
由牛顿第二定律得:F-3mg=3ma,
解得:a=g,方向竖直向上;
(2)以B为研究对象,由牛顿第二定律得:T-mg=ma,
解得:T=2mg,方向竖直向上;
答:(1)A、B一起运动的加速度为g,方向竖直向上;
(2)轻绳对物体B的拉力为2mg,方向竖直向上.
一个质量为m的质点在n个共点的恒力作用下处于静止状态,现将其中的一个恒力F过,其余的力大小和方向都不变,则质点的加速度大小为 。
正确答案
F/m
试题分析:本题可以看成撤掉恒力F后的n-1个力的合力与转过60°的力F求合力。n-1个力的合力为F,与转过60°的力F的夹角为120°,所有力的合力为F,根据牛顿第二定律可得。
点评:物体受到若干个力作用而处于平衡状态时,其中一个力与其余力的合力大小相等、方向相反,这是平衡条件的推论.
如图所示,三物体用细绳相连,mA=1kg,mB=3kg,mC=1kg,A、C与水平桌面间的动摩擦因数=0.25,求系统的加速度和AC绳中的张力。
正确答案
a=5m/s2 T=15N
以整体为研究对象,据牛顿第二定律:,
解得a=5m/s2,对B有
,计算可得T=
15N
故答案为:a=5m/s2 T=15N
如图所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC,分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来。轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m,当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为,试求此时弹簧的形变量。
正确答案
若则弹簧伸长
若则弹簧伸长
若则弹簧压缩
,,
,讨论:
①若则弹簧伸长
②若则弹簧伸长
③若则弹簧压缩
出门旅行时,在车站、机场等地有时会看见一些旅客推着行李籍,也有一些旅客拉着行李箱在地面上行走.为了了解两种方式哪种省力,我们作以下假设:行李箱的质量为m=l0kg,拉力、推力
与水平方向的夹角均为
(如图所示),行李箱与地面间为滑动摩擦力,动摩擦因数为
,行李箱都做匀速运动.试通过定量计算说明是拉箱子省力还是推箱子省力.
正确答案
略
(10分)倾斜的传送带以v=10m/s的速度逆时针稳定运行,如图所示,在传送带的上端A点轻轻的放上一个小物体,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,传送带A点到下端B点的距离为L=16m,传送带倾角为θ=370,求物体由A点运动到B点所需的时间是多少?(g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)
正确答案
2s
略
如图,原长分别为L1和L2,劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板上,两弹簧之间有一质量为m1的物体,最下端挂着质量为m2的另一物体,整个装置处于静止状态.现用一个质量为m的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,这时托起平板竖直向上的力是多少?m2上升的高度是多少?
正确答案
当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时,下面弹簧的压缩量应等于上面弹簧的伸长量,设为x,
对m1受力分析得:m1g=k1x+k2x…①
对平板和m2整体受力分析得:
F=(m2+m)g+k2x…②
①②联解得托起平板竖直向上的力F=mg+m2g+
未托m2时,上面弹簧伸长量为x1=…③
下面弹簧伸长量为x2=…④
托起m2时:m1上升高度为:h1=x1-x…⑤
m2相对m1上升高度为:h2=x2+x…⑥
m2上升高度为:h=h1+h2…⑦
③④⑤⑥⑦联解得h=+
.
用力拉住绳子将一拴在绳子下质量M=10kg的物体竖直向上拉,其运动的速度-时间图像如图2所示,则在前2s内绳子的拉力大小为______N,第3s内的拉力为______N,第5s内的拉力为______N。
正确答案
.125、100、50
首先,由题知,物体上拉,会受两个力,即:向上的拉力和物体本身的重力,把向上的方向作为正方向
(1) 由图可知:在前2s内物体的速度匀速增加,可知物体的加速度恒定,由a=v/t求得:a=2.5m/s,再由a=(F-G)/m,可以求得,F=125N
(2) 由图可知,第3s内,物体的速度不发生变化,既:物体此时受力平衡,拉力等于重力,F=G=100N
(3) 由图可知,第5s内的速度匀速变小,此时,a’=v末-v初,a’=-5m/s,由此可知,物体的重力大于拉力,所以a’=(G-F)/m,可得F=50N。
举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目.就“抓举”而言,其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤,如图所示表示了其中的几个状态.在“发力”阶段,运动员对杠铃施加恒力作用,使杠铃竖直向上作匀加速运动;然后运动员停止发力,杠铃继续向上运动,当运动员处于“下蹲支撑”处时,杠铃的速度恰好为零.从运动员开始“发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s,杠铃升高0.6m,该杠铃的质量为150kg.(g取10m/s2) 求:
小题1:杠铃运动过程中的最大速度?加速时的加速度?
小题2:运动员发力时,对杠铃的作用力大小.
正确答案
小题1:
小题2:F=1845N
略
用6N水平拉力拉质量为2kg的物体,沿水平桌面匀速运动,若水平力改为10N,则物体的加速度大小为 m/s2。动摩擦因数为 (g=10m/s2)
正确答案
2 , 0.3
试题分析:物体做匀速直线运动时,有:.则
.
根据牛顿第二定律得,.
点评:根据物块做匀速直线运动,求出摩擦力的大小,从而求出物体与水平面的动摩擦因数.根据牛顿第二定律求出水平力为10N时的加速度.
如图所示,质量mA=2m、mB=3m的两物体之间用弹簧相连,弹簧的质量不计。A物体用线悬挂,使系统处于平衡状态。当悬线突然被烧断的瞬间,A物体的加速度大小是__________,B物体的加速度大小是__________。
正确答案
2.5g,0
弹簧上的弹力不能突变,所以当悬线突然被烧断的瞬间,B物体的加速度大小是0。对A有,对B有
联立可知A物体的加速度大小是2.5g。
如图所示,质量m0="8" kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时,在小车前端轻轻放上一个大小不计、质量m="2" kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,物块始终没有离开小车,g取10m/s2,求:
(1) 小物块在小车上滑动的时间。
(2) 从小物块被放上小车开始,经过t=2s小物块通过的位移大小。
(3) 要使物块始终没有离开小车,小车至少多长?
正确答案
(1)1s
(2)3.4m
(3)0.75m
略
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