- 从运动情况确定受力
- 共288题
一枚由课外小组自制的火箭,在地面时的质量为3Kg。设火箭发射实验时,始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后燃料燃烧向下喷气的过程可认为其做匀加速运动,火箭经过4s到达离地面40m高时燃料恰好用完。若空气阻力忽略不计,(g=10m/s2)试求:
(1)燃料恰好用完时火箭的速度为多少?
(2)火箭发射实验中离开地面的最大高度为多少?
(3)火箭上升时受到的最大推力是多少?
正确答案
解:(1)设燃料燃烧结束时火箭的速度为v,根据运动学公式有
,
(2)火箭能够继续上升的最大高度为
(3)火箭在飞行中质量不断减少,所以在点火起飞的最初时刻其推力最大,根据运动学以及牛顿第二定律有
如图甲所示,小球A从水平地面上P点的正上方h=1.8m处自由释放,与此同时,在P点左侧水平地面上的物体B在水平拉力的作用下从静止开始向右运动,B运动的v-t图像如图乙所示,已知B物体的质量为2kg,且AB两物体均可看做质点,不考虑A球的反弹, g取10m/s2。求:
(1)小球A下落至地面所需的时间t;
(2)要使AB两物体能够同时到达P点,求物体B的初始位置与P点的距离S;
(3)若作用在物体B上的水平拉力F=20N,求物体与地面之间的动摩擦因数。
正确答案
解:(1)由题意可知,
解得:t=0.6s
(2)由图可知,物体做匀加速运动,
由可得:
S=1.44m
(3)由可得:
μ=0.2。
总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图像求:(g取10m/s2)
(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小;
(2)估算14s内运动员下落的高度;
(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。
正确答案
解:(1)从图中可以看出,在t=2s内运动员做匀加速运动,其加速度大小为
m/s2=8m/s2
设此过程中运动员受到的阻力大小为f,根据牛顿第二定律,有mg-f=ma
得f=m(g-a)=80×(10-8)N=160N
(2)从图中估算得出运动员在14s内下落了
39.5×2×2m=158m
(3)14s后运动员做匀速运动的时间为s=57s
运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t总=t+t′=(14+57)s=71s
一质量m=2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°足够长的斜面,某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了小物块上滑过程的速度一时间图线,如图所示。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)求:
(1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小;
(2)小物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)小物块冲上斜面所能达到的最高点距斜面底端的距离。
正确答案
解:(1)由小物块上滑过程的速度一时间图线,可知:
即小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8.0 m/s2(2)如图所示,小物块受重力、支持力、摩擦力,建立如图所示直角坐标系
代入数据得μ=0.25
(3)设物块冲上斜面所能达到的最高点距斜面底端距离为s
由vt2-v02=2as,得
质量为m=20kg的物体,在恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。0~2.0s内F与运动方向相反,2.0~4.0s内F与运动方向相同,物体的速度-时间图象如图所示,已知g取10m/s2。求:
(1)4秒内物体的位移;
(2)地面对物体的摩擦力大小。
正确答案
(1)x=8m
(2)f=40N
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