- 从运动情况确定受力
- 共288题
如图所示,在水平地面上以速度v做匀速直线运动的汽车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2.已知v1=v,求:
(1)两绳夹角为θ时,物体上升的速度大小;
(2)在汽车做匀速直线运动的过程中,物体是加速上升还是减速上升?
(3)绳子对物体的拉力F与物体所受重力mg的大小关系如何?
正确答案
解:(1)将小车的运动依据实际效果分解为沿绳的直线运动和垂直于绳的圆周运动,如图所示,则有v2=v1sinθ,v1=v,所以v2=vsinθ.
(2)依据v2=vsinθ可知:当小车向左做匀速直线运动时,角度θ变大,因此绳的运动速度变大,物体将加速向上运动,即加速上升.
(3)物体加速上升,物体所受外力的方向竖直向上,而物体受重力和拉力的作用,显然拉力F大于物体的重力mg.
如图所示是某项体育比赛项目的示意图,运动员从距投掷点P前某处的O1点将比赛所用的物体由静止开始加速指向O2点推动,到P点释放,此时物体的速度=2m/s,物体在滑道上经滑行到O2点刚好停止。已知P点到O2点的间距为x=28m(物体可视为质点,O1和O2之间的滑道各处粗糙程度相同,重力加速度为g=10m/s2)
(1)求物体和滑道之间的动摩擦因数。
(2)若在P处释放物体的速度为v2=1.5m/s,为了使物体仍能到达O2点,运动员从PO2的中点开始擦拭滑道,物体也恰好停在了O2点。设经擦试过后滑道和物体之间的动摩擦因数处处相等。求经擦拭过后滑道和物体之间的动摩擦因数。
正确答案
解:(1)μ=1
解得μ==0.00714
(2) 从到2处:
从2到2处:μ'=2
解得μ==0.000893
一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动,4s内通过8m的距离,此后关闭发动机,汽车又运动了2s停止,已知汽车的质量m=2×103kg,汽车运动过程中所受阻力大小不变,求:
(1)关闭发动机时汽车的速度大小;
(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小;
(3)汽车牵引力的大小。
正确答案
解:(1)汽车开始做匀加速直线运动,
解得
即关闭发动机时汽车的速度大小为4 m/s
(2)汽车滑行减速过程加速度
由牛顿第二定律有- Ff=ma2
解得Ff=4×103 N
(3)设开始加速过程中加速度为a1
由牛顿第二定律有F-Ff=ma1
解得F=Ff+ma1=6×103 N
如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图像如图乙所示,取g=10m/s2。(己知)试求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ和拉力F的大小;
(2)t=6s时物体的速度。
正确答案
解:(1)∵a1=20m/s2
∴F=30N,μ=0.5
(2)∵
即,物体减速为零后,将加速下滑
从1s米物体将以10m/s速度,减速
此后加速
如图,在水平地面上有一质量为4.0kg的物块,它与地面的动摩擦因数μ=0.2,在与水平方向夹角为θ=30°的斜向上的拉力F作用下,由静止开始运动。经过2.0s的时间物块发生了4.0m的位移。(g=10m/s2)试求:
(1)物块的加速度大小;
(2)拉力F的大小。
正确答案
解:物块受力如图
(1)由x=,得:a=
(2)Fcosθ-f=ma ①
FN+Fsinθ=mg ②
f=μFN ③
由①②③得:F≈16.6N
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