- 用牛顿运动定律解决问题(二)
- 共11872题
质量均为m 的完全相同的带有同种电荷的小球A和B,用三根等长的绝缘细线连接,悬挂在天花板上的O点.现对B球施以水平方向的恒力F,系统平衡时如图所示,其中悬线OA呈竖直状态,设悬线OA对A球的拉力大小为FT,则有( )
正确答案
解析
解:小球A受重力、AO绳子的拉力、静电斥力、AB绳子的拉力;
根据共点力平衡条件,线OA对A球的拉力大小为:
FT=mg;
F1=F电;
故选:C.
如图,水平细杆上套一质量为0.54kg的小环A,用轻绳将质量为0.5kg的小球B与A相连.B受到始终与水平成53°角的风力作用,与A一起向右匀速运动,此时轻绳与水平方向夹角为37°,运动过程中B球始终在水平细杆的下方,则( )(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).
正确答案
解析
解:对B球受力分析,受重力、风力和细线的拉力,如图所示:
根据平衡条件,有:
T=mgsinθ=mgsin37° ①
F=mgcosθ=mgcos37° ②
再对小环A受力分析,重力、细线的拉力、支持力和滑动摩擦力,如图所示:
根据平衡条件,有:
f=Tcos37° ③
N=G′+Tsin37° ④
由①②③④解得:
T=3N
F=4N
N=7.2N
f=2.4N
A、由于风力为4N,故A错误;
B、A与杆间的动摩擦因数:μ=,故B正确;
C、风力越大,绳子与水平方向的夹角θ越小,绳子的拉力mgsinθ越小,故C错误;
D、对AB整体,风力越大,竖直方向风力的分力也越大,故支持力越小,故D正确;
故选:BD.
如图所示,用细线通过轻网兜把质量为m的足球挂在光滑墙壁上(细线延长线通过足球球心).已知悬点到足球球心的距离为L,足球的半径为
,重力加速度为g,求:
(1)细线的拉力T的大小;
(2)足球对墙壁弹力N的大小.
正确答案
解析
解:(1)对足球受力分析如图所示,设细线与墙壁的夹角为θ,则由几何关系可得:
sinθ==
根据共点力平衡条件,有:
T==
(2)N=mgtanθ=mg
由牛顿第三定律可得球对墙壁的压力:
N‘=N=mg
答:(1)细线的拉力T的大小为;
(2)足球对墙壁弹力N的大小为mg.
完全相同的直角三角形滑块A、B.按如图所示叠放,设A、B接触的斜面光滑,B与桌面的动摩擦因数为μ,现在A上作用一水平推力F,恰好使A、B 一起在桌面上匀速运动,且A、B保持相对静止,已知斜面倾角θ=45°,tan45°=1,那么B与桌面的动摩擦因数μ为( )
正确答案
解析
解:整体在水平方向上受推力和滑动摩擦力,有F=2μmg
隔离对B分析,B受到重力、推力F和支持力,根据共点力平衡,运用合成法,求得:
mgtanθ=2μmg,解得μ==0.5.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
重为G的物体系在两根等长的细绳OA、OB上,轻绳的A端、B端挂在半圆形的支架上,如图所示,若固定A端的位置,将绳OB的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C,在此过程中两细绳上的拉力大小变化情况正确的是( )
正确答案
解析
解:在转动OB的过程中,G的重力不变并处于平衡状态,故OA与OB两绳的合力大小等于G而保持不变;
则作出受力分析图如图所示,在OB转动的过程中,由图可知OA的拉力一直减小;而OB的拉力先减小后增大,当OB与OA垂直时最小;
故BD正确;
故选BD.
如图,沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点,足球的质量为m,网兜的质量不计,现使悬绳变长些,则悬绳对球的拉力将______,墙壁对球的弹力将______.(填“变大”、“变小”或“不变”)
正确答案
变小
变小
解析
解:足球受重力、拉力和支持力平衡,受力如图:
运用合成法,根据几何知识得,绳子对球的拉力:
T=
N=mgtanθ
现使悬绳变长些的过程中,角θ不断减小,故拉力逐渐减小,支持力也减小.
故答案为:变小,变小.
如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小.
正确答案
解析
解:(1)当纸板相对砝码运动时,砝码和纸板之间的摩擦力:f1=μm1g
桌面对纸板的摩擦力:f2=μ(m1+m2)g
纸板所受摩擦力的大小:f=f1+f2=μ(2m1+m2)g
(2)当纸板相对砝码运动时,设砝码的加速度为a1,纸板的加速度为a2,则有:
f1=m1a1
得:
F-f1-f2=m2a2
发生相对运动需要纸板的加速度大于砝码的加速度,即:a2>a1
所以:F=f1+f2+m2a2>f1+f2+m2a1=μm1g+μ(m1+m2)g+μm2g=2μ(m1+m2)g
即:F>2μ(m1+m2)g
答:(1)纸板所受摩擦力的大小为μ(2m1+m2)g;
(2)所需拉力的大小F>2μ(m1+m2)g;
重为G的球夹在两光滑板A、B间且静止,如图所示,A板水平,B板与水平方向成α角,则球队A板的压力为______,球队B板的压力为______.
正确答案
G
0
解析
解:以小球为研究对象,分析受力情况:球受到重力G,A板对球一定有竖直向上的支持力N,B板对球没有压力,假设B板对球有压力,则该压力方向垂直于板向右下方,有水平向右的分力,而这个分力没有其他力与之平衡,所以球将向右运动,与题中条件不符,故B板对球没有压力.根据二力平衡得知:N=G,则根据牛顿第三定律得知;球对A板的压力为 G,球队B板的压力为0.
故答案为:G,0
如图示,一个重为15N的木箱,用力F=5N使木箱沿水平面做匀速直线运动,则此时木箱受到的摩擦力为______N,木箱水平面的动摩擦因数为______.
正确答案
5
解析
解:木箱受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力,做匀速直线运动,根据共点力平衡条件,有:
F=f
N=G
其中:
f=μN
联立解得:
f=F=5N
N=G=15N
得:μ=
故答案为:5,.
如图所示,有一根重G=10
N的均匀直木棒,一端搁在水平地面上,另一端被一根细绳系着悬挂于天花板上,处于静止状态.现测得,细绳对木棒的拉力大小F=10N,细绳与竖直线的夹角为30°则木棒共受______个力,地面对木棒的摩擦力______N;地面对木棒的支持力______N.
正确答案
4
5
5
解析
解:对木棒受力分析,受重力、支持力、拉力和静摩擦力,共4个力;
如图所示:
根据平衡条件,有:
水平方向:f=Tsin30°
竖直方向:N+Tcos30°=G
解得:f=5N
N=5N
故答案为:4,5,5.
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