- 牛顿运动定律
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如图所示,一个静止在水平地面上A点的物体,质量是2kg,物体与地面之间的动摩擦因数为0.2,物体在大小为20N,方向与水平面成370的斜向下的推力F作用下沿水平地面从A点开始向右沿直线运动,经过2s后撤去外力F,最终物体停在某处B点,求AB之间的总距离(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2结果保留3位有效数字)
正确答案
Fcosθ-Ff=ma1, X1=9.6m, X=x1+x2
FN=mg+Fsinθ V1="9.6m/s" X=32.6m
FF=μFN -μmg=ma2
X1=at2/2 V2-v12=2a2x2
V1=a1t1 X2=23.0m
略
如图所示,在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0,一质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B,压缩量为x0,不计空气阻力,则小球运动的最大速度 2;小球运动中最大加速度 g(选填“大于”、“小于”或“等于”)
正确答案
大于 大于
略
在运动的升降机中天花板上用细线悬挂一个物体A,下面吊着一个轻质弹簧秤(弹簧秤的质量不计),弹簧秤下吊着物体B,如图所示。物体A和B的质量相等,都为m=5kg,某一时刻弹簧秤的读数为40 N,设g=10m/s2。
求细线的拉力。
若将细线剪断,求在剪断细线瞬间物体A和B的加速度的大小和方向。
正确答案
80 N;18 m/s2
设升降机的加速度为a,物体B受重力mg和弹簧秤的拉力F1,如图所示,以向下为坐标的正方向,有mg-F1=ma解得a=(mg-F1)/m=2m/s2。以物体A和B的整体为研究对象,仍以向下为坐标的正方向,如图所示,有2mg-F=2ma细线的拉力F=2m(g-a)=80N
在剪断细线的瞬间,弹簧秤对物体A和B的拉力大小还是F1=40N,此时物体B受力情况不变,它的加速度大小仍为a=2m/s2物体A只受重力和弹簧秤的拉力,有mg+F1=ma1物体A的加速度a1=(mg+F1)/m=18m/s2
某弹簧秤下面挂一重物,静止不动时弹簧秤的示数为10N,将弹簧秤加速上提,发现其示数为15N,则该物体的重力为______N,此时物体的加速度为______m/s2.
正确答案
重物处于静止时,拉力等于重力,则物体的重力为10N.
根据牛顿第二定律得,F-mg=ma,解得a==
m/s2=5m/s2.
故答案为:10,5.
A、B两带电小球,A固定不动,B的质量为m.在库仑力的作用下,B由静止开始运动.初始时,AB间的距离为d,B的加速度为a.经过一段时间后,B的加速度变为,此时A、B间的距离应为______.
正确答案
B球仅在库仑力作用下,由静止开始运动,当间距为d时,B的加速度为a,则合力为F=ma,且F与d的平方成反比;
当B的加速度为,此时B球的合力为F′=
,则两球间距为2d.
故答案为:2d
如图所示,长为R=0.6m的不可伸长的细绳一端固定在O点,另一端系着质量为m2=0.1kg的小球B,小球B刚好与水平面相接触.现使质量为m1=0.3kg物块A以v0=5m/s的初速度向B运动,A与水平面间的动摩擦因数μ=0.3,A、B间的初始距离x=1.5m.两物体碰撞后,A物块速度变为碰前瞬间速度的1/2,B小球能在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度g=10m/s2,两物体均可视为质点,试求:
(1)两物体碰撞前瞬间,A物块速度v1的大小;
(2)两物体碰撞后瞬间,B球速度v2的大小;
(3)B球运动到圆周最高点时细绳受到的拉力大小.
正确答案
(1)与B碰撞之前,A做匀减速直线运动,
根据牛顿第二定律有:
a==
=μg
根据位移速度公式有:v12-v02=-2ax
解得v1=4m/s
(2)碰撞过程中,A、B系统动量守恒,有:
m1v1=m1+m2v2
可得v2=6m/s
(3)小球B在摆至最高点过程中,机械能守恒,设到最高点时的速度为v3
m2v22=
m2v32+m2g•2R
在最高点:T-m2g=m2
解得T=1N
答:(1)两物体碰撞前瞬间,A物块速度v1的大小为4m/s;
(2)两物体碰撞后瞬间,B球速度v2的大小为6m/s;
(3)B球运动到圆周最高点时细绳受到的拉力大小为1N.
一根弹簧原长为L0,挂一质量为m的物体时伸长量为x,把它们共同套在一根光滑水平杆上组成弹簧振子,当其振幅为A时,物体振动的最大加速度是______________。
正确答案
gA/x
知道挂一质量为m的物体时伸长量为x,所以弹簧的劲度系数,把它们共同套在一根光滑水平杆上组成弹簧振子,其平衡位置为弹簧原长位置,所以弹簧在振幅A处的弹簧弹力为
,所以加速度为
,
测得某一物体受力F一定,m变化时,记录了不同m时a的数值如下表:
(1)根据表中数据,画出a-图象
(2)从图象可判定:当F一定时,a与m成什么关系?
正确答案
算出对应加速度的质量倒数,然后描点作图.如图所示.
从图线可知,a-图象是一条过原点的倾斜直线,知F一定时,a与m成反比.
答:(1)图象如图.
(2)F一定时,a与m成反比.
天宫一号是中国首个目标飞行器,于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射.天宫一号在此次发射过程,由长征二号FT1火箭运载,处于星箭合体前端的天宫一号质量约为9×103kg,星箭合体仅用了约6s的时间就飞离了约为120m高的发射塔.若认为发射的初始阶段星箭合体做匀变速运动,不考虑其质量的变化,则飞离发射塔的阶段天宫一号处于______(填“超重”或“失重”)状态,天宫一号对运载火箭的压力为______N.(取g=10m/s2)
正确答案
发射的初始阶段星箭合体做匀加速运动,加速度向上,处于超重状态,
根据x=at2得:
a==6.67m/s2
根据牛顿第二定律得:
N-mg=ma
解得:N=1.5×105N
根据牛顿第三定律可知,天宫一号对运载火箭的压力为1.5×105N
故答案为:超重;1.5×105
两个完全相同的物块A、B,质量均为m="0.8" kg,沿同一粗糙水平面以相同的初速度从同一位置运动。利用速度传感器可以在计算机上得到它们速度随时间的变化关系如图所示,图中的两条直线分别表示A物块受到水平拉力F作用和B物块不受拉力作用的v-t图象。求:
(1)物块A所受拉力F的大小。
(2)4 s末物块A、B之间的距离s。
正确答案
(1)F="2.4" N(2)20 m
(1)设A、B两物块的加速度分别为a1、a2,
由v-t图可得
①
,负号表示加速度方向与初速度方向相反。 ②
算出(a=2m/s2同样给分)
对A、B两物块分别由牛顿第二定律得
F-f=ma1 ③
f=ma2 ④
由①~④式可得 F="2.4" N ⑤
(2)设A、B两物块4 s内的位移分别为s1、s2,由图象得
⑥
⑦
所以 s=s1-s2="20" m ⑧
(用其它方法得出正确答案同样给分)
评分标准:本题13分. (1)问8分,①、②、③式各2分,、④、⑤式各1分;(2)问5分,⑥、⑦式各2分,⑧式1分
本题考查的是运动描述中V-T的应用,根据图中的信息可求出两个物体的加速度。根据牛顿第二定律可得两物体的受力大小,第二问中先算两物体在4s内的位移,即可得出4s时的间隔。
(6分)用20牛顿的水平拉力拉一个放在水平面上的物体, 可以使它产生1米/秒2加速度,若用30牛顿的水平力拉这个物体,可以产生2米/秒2的加速度。
(1) 如果用40牛顿的水平拉力拉这个物体产生的加速度大小是多少?
(2) 物体受到的摩擦力是多少?
正确答案
略
将质量为16kg的木箱放在水平地面上,木箱和地面间的动摩擦因数μ=0.2,用一个与水平面成37°角斜向右上方的力F拉这个木箱,使木箱从静止开始做匀加速直线运动。经过10s,速度变为10m/s。(g 取10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8)
(1)求拉力F的大小;
(2)10s末撤去拉力F,求木箱还能继续滑动的距离。
正确答案
(1) (1分)
对物体进行受力分析正交分解可得Fcosθ-f =" ma" 1
Fsinθ+FN- mg=" 0 " 2
且f=μFN
可得F="50N " (5分)
(2) (2分)
由可得,x= 25m(2分)
略
如图所示,正面朝下的斜面与水平面夹角θ=37o,滑块质量m=1kg,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,一个F=20N的水平推力作用在滑块上,滑块紧贴斜面加速下滑。试求:
小题1:以质点表示滑块画出它的受力示意图;
小题2:求斜面对物块的弹力大小;
小题3:求物块所受的合力?(sin37o=0.6,cos37o=0.8,g=10N/kg)
正确答案
小题1:
小题2:FN =4N
小题3:20N
(1)如右图6所示,3分。出现多、漏、错力就不给分,可以不标字母。
(2)对物块,其受力正交分解如图所示 …………1分
Fy合= Fy-FN-Gy =" 0" …………1分
即F·sinθ-FN-G·cosθ="0" …………2分
代入数据,解得FN ="4N" …………2分
(3)F合= Fx合= Fx + Gx-f…………1分
即 F合=F·cosθ+ G·sinθ-μFN…………2分
代入数据,解得F合="20N" …………1分
物块所受合力的方向沿斜面向下…………1分
皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处的.如图12所示,已知传送带与水平面的倾角为θ=37°,以4m/s的速率向上运行,在传送带的底端A处无初速地放上一质量为0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.8.若传送带底端A到顶端B的长度为25m,则物体从A到B的时间为多少? (取g=10 m/s2,sin37°=0.6)
正确答案
11.25s
略
如图,一劲度k=800N/m的轻弹簧两端各焊接着质量均为m=12kg的物体A、B,竖直静止在水平地面上。现要加_竖直向上的力F在上面物体A上,使A开始向上做匀加速运动,经0.4s,B刚要离开地面,整个过程弹簧都处于弹性限度内(g=10m/s)。求此过程所加外力F的最大值和最小值。
正确答案
,
初始A未上升时, (1分)
末态B将要离地时 (1分)
A的位移 (1分)
初始时F最小 (2分)
末态时F最大 (2分)
解得 (1分)
(1分)
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