- 用牛顿运动定律解决问题(二)
- 共11872题
如图所示,在倾角为θ的光滑固定斜面上有一质量为m的光滑小球被光滑的竖直挡板挡住而不下滑.求:挡板和斜面对小球的弹力分别为多大?
正确答案
解:小球受力析如图所示:
运用合成法,由几何关系,可得:
N1=mgtanθ
N2=
答:挡板和斜面对小球的弹力分别为gtanθ、.
解析
解:小球受力析如图所示:
运用合成法,由几何关系,可得:
N1=mgtanθ
N2=
答:挡板和斜面对小球的弹力分别为gtanθ、.
如图所示,一半径为R的光滑球紧靠竖直墙壁,一水平力作用在与球相接触的光滑木块上,已知木块高度h=
,当水平力从零开始逐渐增大至F时,球恰能离开地面,则此球重量G=______.
正确答案
解析
解:对球进行受力分析如图:
由三角形相似可得:sinθ==
故θ=30°
由平衡条件得:sinθ==
解得:F1=2G
对木块受力分析并正交分解如图:
由平衡条件,水平方向:
F=F1cosθ=2Gcos30°=
解得:
G=
故答案为:.
如图所示,质量为M=4kg底座A上装有长杆,杆长为1.5m,杆上有质量为m=1kg的小环,当小环从底座底部以初速度v0=6m/s竖直向上飞起时,恰好能冲到长杆顶端,然后重新落回,小环在上升和下降过程中,受到长杆的摩擦力大小不变,在此过程中底座始终保持静止.(g=10m/s2)求:
(1)小环上升过程中的加速度;
(2)小环受到的摩擦力大小;
(3)小环在下降过程中,底座对地面的压力.
正确答案
解:(1)小环上升过程,加速度的大小为 a1=,方向向下
(2)小环上升过程中,由牛顿第二定律得
mg+f=ma,
得f=m(a-g)=2N
(3)对底座,由平衡条件得 N=f+Mg=42N
由牛顿第三定律得知,底座对地面的压力N′=N=42N.
答:
(1)小环上升过程中的加速度大小为12m/s2.
(2)小环受到的摩擦力大小是2N.
(3)小环在下降过程中,底座对地面的压力是42N.
解析
解:(1)小环上升过程,加速度的大小为 a1=,方向向下
(2)小环上升过程中,由牛顿第二定律得
mg+f=ma,
得f=m(a-g)=2N
(3)对底座,由平衡条件得 N=f+Mg=42N
由牛顿第三定律得知,底座对地面的压力N′=N=42N.
答:
(1)小环上升过程中的加速度大小为12m/s2.
(2)小环受到的摩擦力大小是2N.
(3)小环在下降过程中,底座对地面的压力是42N.
(2015秋•上海校级期末)物块A所受重力为10N,物块B所受重力为20N,A、B间和B与地面间动摩因数均为0.5,绳一端系于A上,另一端系于墙上,绳与墙成45°,欲将B匀速向右抽出,需要水平力F大小为______N,此时AB间的摩擦力大小为______N.
正确答案
16.67
3.33
解析
解:A、B的受力分析如图所示.
对A:由平衡条件得:
FTsin 45°=Ff1=μFN1 …①
FTcos 45°+FN1=mAg…②
联立①、②两式可得:
FN1=
Ff1=μFN1=N=3.33N
对B,根据平衡条件得:
F=F′f1+Ff2=F′f1+μFN2=Ff1+μ(FN1+mBg)=2Ff1+μmBg==16.67N
故答案为:16.67;3.33
如图所示,直立于地面的电线杆AB,受到电线AD的水平拉力为2×103N,为使电线杆不致倾斜,用钢索AC将A端拉住,则钢索AC受到的拉力FAC=______N,电线杆在A处受到______(选填“压力”或者“拉力”)作用,大小FA______N.
正确答案
4×103
压力
2×103
解析
解:DA与CA的拉力的合力竖直向下,如图所示;由几何关系可知,AC的拉力:
F==
4000N;
此时AD与AC的合力竖直向下,大小为:F==2000
N
故电线杆在A处受到压力;
故答案为:4×103;压力;2×103.
一个半径为r、质量为m的重球用长度等于r的绳子挂在竖直的光滑墙壁A处(如图),则绳子的拉力T=______,墙壁的弹力N=______.
正确答案
mg
mg
解析
解:由几何知识知绳子与竖直方向夹角为30°,
圆球受力如图,根据合成法,知绳子拉力和墙壁弹力的合力与重力等值反向,运用几何关系得T==
mg;N=Gtan30°=
mg.
故答案为:mg,
mg.
如图所示,竖直平面内一与水平方向夹角θ=53°的杆上套一铁环,铁环质量为2m、直径略大于杆的截面直径;水平轻绳一端连在铁环上,一端连在质量为m的小球上,小球受到的恒力F与杆平行,铁环和小球都处于静止状态,重力加速度为g.求:
(1)恒力F的大小;
(2)铁环受到的摩擦力.(sin53°=0.8,cos53°=0.6)
正确答案
解析
解:(1)以小球为研究对象,分析受力情况如图1所示.
根据平衡条件得:
F==1.25mg
(2)再对整体研究对象,分析受力如图2所示,由平衡条件得
F+f=3mgsin53°
解得 f=1.15mg
答:(1)恒力F的大小为1.25mg;
(2)铁环受到的摩擦力为1.15mg.
如图为喜庆节日里挂的灯笼,由于天气刮风,重力为G的灯笼向右飘起,设风对灯笼的作用力F恒定,灯笼可看成质点.在某一时间内灯笼偏离竖直方向的角度恒为θ,设轻绳对灯笼的拉力为T.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、灯笼受重力、拉力和风力,三力平衡,故T与F的合力与重力平衡,方向竖直向上,故AD错误;
B、根据平衡条件,有:T=,故B正确;
C、T和G方向不共线,不是平衡力,故C错误;
故选:B.
(2015•济南一模)一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接,并悬挂在空中,在稳定水平风力作用下发生倾斜,悬绳与竖直方向的夹角为30°,如图所示,设每个灯笼的质量均为m,则自上往下数第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为( )
正确答案
解析
解:以下面四个灯笼作为整体为研究对象,进行受力分析,如图:
竖直方向:Tcos30°=4mg
得:T==
故选:C.
如图所示,一质量为m的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右,场强为E的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ角(θ<45°)
(1)求小球带何种电性及所带电荷量大小;
(2)如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下,带电小球的最大速度值是多少?
正确答案
解:(1)小球处于静止状态,小球受到重力、绳子的拉力和电场力三力平衡,受力分析如图所示:
小球所受的电场力方向水平向左,与场强方向相反,可知该小球带负电;
根据平衡条件得:tanθ==
则得电场强度为:E=;
(2)如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下,则电场力向上,在最低点速度最大,根据动能定理,有:
(mg-qE)L(1-cosθ)=
解得:
v=
答:(1)小球带负电,所带电荷量大小为;
(2)如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下,带电小球的最大速度值是.
解析
解:(1)小球处于静止状态,小球受到重力、绳子的拉力和电场力三力平衡,受力分析如图所示:
小球所受的电场力方向水平向左,与场强方向相反,可知该小球带负电;
根据平衡条件得:tanθ==
则得电场强度为:E=;
(2)如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下,则电场力向上,在最低点速度最大,根据动能定理,有:
(mg-qE)L(1-cosθ)=
解得:
v=
答:(1)小球带负电,所带电荷量大小为;
(2)如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下,带电小球的最大速度值是.
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