热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

质量为m=1kg的物体从斜面底端出发以初速度v0沿斜面向上滑,其速度随时间变化关系图象如图所示,g=10m/s2,求:

(1)斜面的倾角θ及恒定阻力Ff的大小;

(2)物体上滑过程中离开出发点距离多大时,它的动能与重力势能相等(以斜面底端所在平面为零势能面).

正确答案

(1)上滑时,物体的加速度大小为a1==m/s2.=8m/s2

下滑时,物体的加速度大小为a2==m/s2=4m/s2

根据牛顿第二定律得:

上滑过程:mgsinθ+Ff=ma1

下滑过程:gsinθ-Ff=ma2

将m=1kg,代入解得:θ=37°,Ff=2N,

(2)上滑过程中,根据动能定理得:

-mgssinθ-Ffs=Ek-mv02

由题意,Ek=mgssinθ,

解得:s=m

答:(1)斜面的倾角θ为37°,恒定阻力Ff的大小是2N;

(2)物体上滑过程中离开出发点距离是m时,它的动能与重力势能相等.

1
题型:简答题
|
简答题

一内壁光滑的半环形细圆管竖直地固定在水平桌面上,其直径AB与桌面垂直,环的半径为R(比细管的半径大得多).一个质量为m的小球(小球直径略小于细管直径且可视为质点)从管口A射入管中,从管口B射出时对管口壁的压力为mg/3.求小球在桌面上的落点到管口A的距离.

正确答案

当小球在B处所受弹力向上时,小球射出速度为v1,落点到A距离为x1

由牛顿第二定律得  mg-mg=m

得v1=

小球离开B后做平抛运动,则有

  2R=gt2      

  x1=v1t          

解以上三个方程得:x1=2R

当小球在管口B处所受弹力向下时,小球射出速度为v2,落点到A的距离为x2

  mg+mg=m

又2R=gt2

  x2=v2t

解以上三个方程得:x2=4R

答:小球在桌面上的落点到管口A的距离是2R或4R

1
题型:简答题
|
简答题

某塑料球成型机工作时,可以喷出速度v0=10m/s的塑料小球,已知喷出小球的质量m=1.0×10-4 kg,并且在喷出时已带了q=1.0×10-4 C的负电荷,如图所示,小球从喷口飞出后,先滑过长d=1.5m的水平光滑的绝缘轨道,而后又过半径R=0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道.今在水平轨道上加上水平向右的电场强度为E的匀强电场,小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出;若再在圆形轨道区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场后,小球将恰好从圆形轨道上与圆心等高的N点脱离轨道落入放在地面上接地良好的金属容器内,g=10m/s2,求:

(1)所加电场的电场强度E;

(2)所加磁场的磁感应强度B.

正确答案

(1)设小球在M点的速率为v1,只加电场时对小球在M点,根据牛顿第二定律有:

       mg=m

在水平轨道上,对小球运用动能定理得:

qEd=mv12-mv02

联立两式解得:E=32V/m.

故所加电场的电场强度E=32V/m.

    (2)设小球在N点速率为v2,在N点由牛顿第二定律得:qv2B=m

从M到N点,由机械能守恒定律得:

mgR+mv12=mv22

联立两式解得:B=5T.

故所加磁场的磁感应强度B=5T.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,在绝缘水平面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷.O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=L/4.一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能Ek0从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为2Ek0,第一次到达b点时的动能恰好为零,小滑块最终停在O点,已知静电力常量为k.求:

(1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小.

(2)小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向.

(3)小滑块运动的总路程s

正确答案

(1)a点与b点等势,小滑块第一次由a到b,由动能定理有-Ff•2=0-Ek0

求得:

小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小Ff=

(2)小滑块刚要到b时,受库仑力   FA=k

FB=k

在b点,由牛顿第二定律有:FB+Ff-FA=ma,解得:

b点时的加速度为a=+

(3)由a第一次到o时静电力做功为W,有:-Ff+W=2Ek0-Ek0

由a开始到最后停在O点,有:W-Ffs=0-Ek0

由以上二式得:s总=

小滑块运动的总距离为L.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,位于水平地面上的质量为2kg的木块,在大小为20N、方向与水平面成37°角的斜向上拉力作用下,沿地面作匀加速运动,若木块与地面间的动摩擦因数为0.5,求:

(1)物体运动的加速度.

(2)若物体运动4秒时撤去拉力,求物体运动的总位移.

正确答案

对木块受力分析如图所示,建立如图所示的坐标系,把F分解到坐标轴上.

在x方向上,根据牛顿第二定律列方程:

Fcosα-f=ma

在y方向上,根据平衡条件列方程:

Fsinα+N=mg

又因为f=μN

联立以上三个方程,解得:

a=

代入数据,解得a=6m/s2

(2)1°撤去拉力F前,物体做初速度为零的匀加速运动.

由匀变速运动的位移公式x=at2

代入数据得x1=×6×42m=48m

撤去F时的速度为v=at=6×4=24m/s

2°当撤去拉力后物体在水平方向上只受摩擦力f′=μN′=ma′

在竖直方向上N′=mg

又因为f′=μN′

联立以上三式得a ′= =μg

代入数据解得a′=5m/s2,与运动方向相反,木块做匀减速运动,直到物体静止下来.

由匀变速运动的速度与位移的关系公式v2=2a′x2

代入数据解得x2==m=57.6m

3°所以总位移为x=x1+x2=48+57.6=105.6m

答:(1)物体运动的加速度为6m/s2

(2)若物体运动4秒时撤去拉力,物体运动的总位移为105.6m.

1
题型:简答题
|
简答题

传送带在工农业生产中有着广泛的应用.如图所示,平台上的人欲通过一根平行于传送带的轻绳将物品拉上平台,已知物品质量m=50kg,可看成质点,用F=500N的恒力从静止开始往上拉,传送带与水平面的夹角θ=37°,从传送带底端到平台左边的距离L=2.25m,传送带以恒定速度v=2m/s顺时针运行,物品与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)问:

(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少?

(2)若在物品离传送带底端L0=0.44m处时,立即撤去恒力F,求物品再经过多少时间离开传送带?

正确答案

(1)物品在达到传送带速度之前,由受力情况,据牛顿定律有:F+μmgcos37°-mgsin37°=ma1

解得:a1=8m/s2

由    v=at 和x=at2得:

t1=0.25s     x=0.25m                    

随后由受力情况,据牛顿定律有:F-μmgcos37°-mgsin37°=ma2

解得:a1=0    即物品随传送带匀速上升

位移:x2=L-x1=2m

T2==1s

总时间:t=t1+t2=1.25s          

(2)L0=0.44m>x1=0.25,物品的速度大于传送带的速度v=2m/s

撤去外力F,由物品受力情况,所牛顿定律有:μmgcos37°-mgsin37°=ma3

代入数据解得:a3=-2m/s2

由   2ax=-

代入数据解得:X3=1m                       

因为L0+x3=1.44m<L=2.25m  物品速度减为零后倒回传送带底部,

由     x=v0t+at2

代入数据解得:t3=2.2s               

答:(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是1.25s

(2)若在物品离传送带底端L0=0.44m处时,立即撤去恒力F,物品再经过2.2s离开传送带.

1
题型:简答题
|
简答题

如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:

(1)磁感应强度B;

(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q.

正确答案

(1)由图象知,杆自由下落的高度为h=0.05m,当地的重力加速度g=10m/s2,则杆刚进磁场时的速度为

   v==1m/s

由图象知,杆进入磁场时的加速度为a=-g=-10m/s2

由E=BLv、I=、F=BIL得

   F=

又R=

根据牛顿第二定律得:mg-F=ma

联立解得,B=2T

(2)根据法拉第电磁感应定律得:杆在磁场中产生的平均感应电动势为=

杆中平均感应电流为=

通过杆的电量Q=•△t

联立解得Q=0.15C

由于R1=3Ω,R2=6Ω,两个电阻并联,通过它们的瞬时电流关系为==

故通过电阻R2的电荷量q=Q=0.05C.

答:(1)磁感应强度B是2T;

(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q是0.05C.

1
题型:简答题
|
简答题

2010年12月,新一代国产“和谐号”CRH380A高速动车创造了最高时速达486.1Km(即135m/s)的奇迹.已知动车组采用“25kV、50HZ”的交流电供电,牵引功率为9600kW,整车总质量为3.5×105kg,动车组运行中受阻力随速度的增加而增大.则动车组(  )

正确答案

由于动车以何种启动方式未知,而且运行过程中所受阻力与速度的具体关系不知,因此无法求出最大牵引力,从而也无法求出启动时的最大加速度,故AC错误;

当动车以最大速度匀速运行时阻力最大,此时有:P=Fv=fv,所以f===7.1×104N,故B正确;

由于动车组电机内阻不知,无法求出电动机的输出功率,因此无法求出供电线路的最大电流,故D错误.

故选B.

1
题型:简答题
|
简答题

航天飞机是可重复使用的载人航天飞行器.美国研制的航天飞机起飞时的总质量m=2.0×106kg,两个固体助推器与轨道器的三台主发动机一起点火,总推力F=3.0×107N.经过两分钟后,两个固体助推器同时关机并与航天器分离,然后靠降落伞落在大西洋海面上,由回收船回收,重新充填推进剂后供下次使用.为了计算方便,作如下简化处理:航天飞机起飞后竖直向上运动,开始运动的l2s内总质量不变,受到的空气阻力不计,取g=10m/s2,试求航天飞机12s末:

(1)速度的大小;

(2)离地面的高度.

正确答案

(1)根据题意和牛顿第二定律,航天飞机开始运动的12s内做匀加速直线运动,设其加速度的大小为a,

则F-mg=ma

代入数据解得:a=5m/s2

12s末速度的大小v=at

代入数据解得:v=60m/s

(2)离地面的高度h=at2

代入数据解得:h=360m

答:(1)速度的大小为60m/s;

(2)离地面的高度为360m.

1
题型:简答题
|
简答题

质量m=1kg的滑块受到一个沿斜面方向的外力F作用,从斜面底端开始,以初速度v0=3.6m/s沿着倾角为37°足够长的斜面向上运动,物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.8.利用DIS实验系统进行测量,得到滑块向上滑动过程中,一段时间内的速度-时间图象如图所示(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)滑块上滑过程中加速度的大小;

(2)滑块所受外力F;

(3)当滑块到最高点时撤除外力,此后滑块能否返回斜面底端?若不能返回,求出滑块停在离斜面底端的距离.若能返回,求出返回斜面底端时的速度.

正确答案

(1)根据速度-时间图象的斜率表示加速度得:a==m/s2=15m/s2

(2)设F沿斜面向上,则mgsinθ-μmgcosθ-F=ma

F=mgsinθ+μmgcosθ-ma=1×10×0.6+0.8×1×10×0.8-1×15N=-2.6N

所以F力的方向平行于斜面向下.                  

(3)因为  mgsinθ<μmgcosθ,所以滑块不能返回斜面底端.         

设经过时间t,滑块速度为零,则t==s=0.24s

s=t=×0.24m≈0.43m

滑块停在距离斜面底端0.43m处.

答:(1)滑块上滑过程中加速度的大小为15m/s2

(2)滑块所受外力F的大小为2.6N,方向平行于斜面向下;

(3)当滑块到最高点时撤除外力,滑块不能返回斜面底端,滑块停在距离斜面底端0.43m处.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1kg的物体.物体与斜面间动摩擦因数µ=0.25,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动.拉力F =10N,方向平行斜面向上.经时间t=4s绳子突然断了,求:

(1)绳断时物体的速度大小.

(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(sin37°=0.60,cos37°=0.80,g=10m/s2

正确答案

(1)   (2)

试题分析:(1)在前4秒内,物体在F作用下匀加速沿斜面向上运动,以沿斜面向上为正方向,受力如图,

设物体的加速度为,由牛顿第二定律有:

 

=

联立以上各式可以解得:

  代入数得: 

由速度时间公式得,绳断时物体的速度大小为:

(2)木块在前4秒内发生的位移为:  

绳子在末突然断了后,物体先沿斜面向上做匀减速运动,至速度减为零后沿斜面向下做匀加速下滑回到出发点,设减速阶段的加速度大小为,沿斜面向下做匀加速下滑的加速度大小为,由牛顿第二定律有:

沿斜面向上做匀减速运动时:  解得:

沿斜面向下做匀加速下滑时:   解得:

物体在绳子断了后,再向上运动距离为 

再向上运动的时间为: 

设匀加速下滑时间为,由 解得:  

绳断后物体运动时间: 

1
题型:简答题
|
简答题

图a为一电梯上升过程中的v-t图象,若电梯地板上放一质量为1kg的物体,g取10m/s2

(1)求电梯前2s内和后3s内的加速度大小;

(2)求2-4s内物体对地板的压力大小;

(3)在图b中画出电梯上升过程中地板对物体的支持力F随时间变化的图象.

正确答案

(1)前2s内加速度的大小a1=m/s2=3m/s2

         后3s内加速度的大小a2=m/s2=2m/s2

(2)2s-4s内电梯匀速上升,由平衡条件可得,N=mg=10N

    根据牛顿第三定律得,物体对地板的压为FN=N=10N.

(3)0-2内电梯加速上升,由牛顿第二定律得F-mg=ma1,解得F=13N;

    2s-4s内F=FN=10N;

   4s-6s内电梯减速上升,由牛顿第二定律得mg-F=ma2,解得F=8N.

所以电梯上升过程中地板对物体的支持力F随时间t变化的图象如图所示

1
题型:简答题
|
简答题

1964年,酷夏的戈壁滩,一枚中国火箭准备发射升空.但是由于天气炎热,火箭推进剂温度升高,不能将燃料箱注满推进剂,导致射程不够.既然射程不够,应该增加推进剂,很多人都在沿着这条思路苦思冥想.这时一个年轻人站出来提出:“泄出600公斤燃烧剂,也许可以解决问题.”大家都对这个年轻人的想法感到不可思议.后来,年轻人向技术总指挥钱学森反映:箭体的质量直接影响到射程,泄出一些燃料,不就等于减轻了箭体的自身的质量么?这样火箭不就可以飞得更远吗?钱学森认真听取了他的想法后,当即拍板:“我看这个办法行!”不久,大漠中一声巨响,火箭发射试验圆满成功.这个年轻人就是获得2004年国家最高科学技术奖的王永志.

李明同学看完了上述材料后.根据自己的实际水平决定对火箭竖直上升阶段的运动进行一些研究.他用平均推力(常量)代替火箭从开始发射到上升至设计的最大竖真高  度过程中所受推力,并且用平均质量代替火箭在这个过程中的质量.忽略空气阻力作  用.李明用他学过的知识研究发现,泄出部分燃料后火箭上升到设计的竖直最大高度时,可以获得更大的速度.

请你按照李明同学的思路论证出:泄出部分燃料后火箭上升到设计的竖真最大高度时,可以获得更大的速度.

正确答案

设火箭竖直上升阶段的平均推力为,平均质量为,加速度为a,根据牛顿第二定律有:

a==-g

由于火箭泄出部分燃料后平均质量减小,平均推力是常量,所以火箭竖直上升的加速度a增大.

因为火箭上升设计的最大高度h为定值,所以由vt2=2ah可知,加速度a增大,火箭获得的速度vt也将增大.

答:证明如上所示.

1
题型:简答题
|
简答题

两条相距为1m的水平金属导轨上放置一根导电棒ab,处于竖直方向的匀强磁场中,如图所示,导电棒的质量是1.2kg,当棒中通入2安培的电流时(电流方向是从a到b),它可在导轨上向右匀速滑动,如电流增大到4A时,棒可获得0.5m/s2的加速度.求:

①磁场的方向?

②磁场的磁感强度的大小和摩擦力大小?

正确答案

①由左手定则,可知磁场方向向上.

②设滑动摩擦力为f,磁感应强度为B,可得:

BI1L-f=0

BI2L-f=ma

代入数据联立解得:

B=0.3T

f=0.6N

故答案为:①向上②0.3T;0.6N.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,水平桌面上一质量为2.0kg的小物块,在10N的水平拉力作用下,从桌面A端由静止开始向B端运动,2s末撤去水平拉力,物块恰能运动到桌面B端而不掉下,已知物块与桌面之间的动摩擦因数μ=0.4,不计空气阻力,g=10m/s2.求:

(1)物体运动过程的最大速度

(2)桌面的长度.

正确答案

(1)物体先在做匀加速运动,后作匀减速运动

         设加速阶段加速度为a1,由牛顿第二定律得:

            F-μmg=m a1                                                             

           解得a1=1m/s2                                                            

        加速阶段的位移s1=a1t2=2m                                             

        加速阶段最大速度v=a1t=2m/s                                             

    (2)设减速阶段加速度为a2,由牛顿第二定律f=ma2

             得a2=4m/s2                                                              

        减速阶段的位移s2==0.5m                                             

        桌子的长度为s1+s2=2.5m        

答:(1)物体运动过程的最大速度为2m/s;(2)桌面的长度为2.5m.

百度题库 > 高考 > 物理 > 牛顿运动定律

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/15
  • 下一题