- 用牛顿运动定律解决问题(二)
- 共11872题
如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止P点.设滑块所受支持力为N.OF与水平方向的夹角为θ,则F=______.
正确答案
F==
解析
解:对滑块进行受力分析,作出力图,由题,滑块处于静止状态,合力为零,则有
Ftanθ=mg,Nsinθ=mg
得,F=,N=
故答案为:F=,N=
如图所示,斜绳(与水平方向夹45°角)与水平绳最大承受拉力分别为20N和10N,竖直绳抗拉能力足够强,三绳系于O点,问:各绳均不断时,最多可悬吊多重的物体?
正确答案
解:画出受力分析图,并运用合成法:
由几何知识解出 FOC=Gtan45°=G
F斜==
G
讨论:
当FOC=10N时F斜=10N<20N
此时最多可悬吊的物体重G=FOC=10N
答:各绳均不断时,最多可悬吊10N的物体.
解析
解:画出受力分析图,并运用合成法:
由几何知识解出 FOC=Gtan45°=G
F斜==
G
讨论:
当FOC=10N时F斜=10N<20N
此时最多可悬吊的物体重G=FOC=10N
答:各绳均不断时,最多可悬吊10N的物体.
如图所示,物体A、B的质量均为6kg,A、B间及B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.3,A、B的大小为30N的水平力F作用下向右匀速运动,那么A、B间摩擦力的大小为______N,桌面对B的摩擦力的大小为______N.(滑轮和绳的质量均不计,取g=10m/s2)
正确答案
15
30
解析
解:设绳的拉力为T,则有2T=F,物体A水平方向受绳的拉力T和B对A的静摩擦力fA作用,
有fA=T,所以fA==15 N
对A、B整体来说,在水平方向受外力F和地面对这个整体的滑动摩擦力fB作用,受力平衡,则有
fB=F=30N
故答案为:15;30
如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,细线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于静止状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°,则
(1)绳中拉力为多少?
(2)两小球的质量比为多少.
正确答案
解:(1)m2球保持静止状态,对其受力分析,受重力和拉力,二力平衡,故:
F=m2g ①
(2)再对m1球受力分析,如图所示:
根据共点力平衡条件
x方向:Fcos60°-Ncos60°=0 ②
y方向:Fsin60°+Nsin60°-m1g=0 ③
由①②③代入数据解得:
=
答:(1)绳中拉力为m2g;(2)两小球的质量比为
.
解析
解:(1)m2球保持静止状态,对其受力分析,受重力和拉力,二力平衡,故:
F=m2g ①
(2)再对m1球受力分析,如图所示:
根据共点力平衡条件
x方向:Fcos60°-Ncos60°=0 ②
y方向:Fsin60°+Nsin60°-m1g=0 ③
由①②③代入数据解得:
=
答:(1)绳中拉力为m2g;(2)两小球的质量比为
.
(2015秋•资阳期末)如图所示,质量m1=50kg的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引质量m=10
kg的物体A,当绳与水平方向成θ=60°角时,物体处于静止状态.不计滑轮与绳的摩擦,取g=10m/s2,求地面对人的支持力N和摩擦力f.
正确答案
解:人和重物A均静止,对物体进行分析得到,绳的拉力F等于物重100
N;
人受到四个力的作用,如图所示:
将绳的拉力F分解得:
水平方向:Fx=Fcos60°=100×
=50
N
竖直方向:Fy=Fsin60°=100×
=150N
根据平衡条件得:
在x轴上:f=Fx=50N
在y轴上:N=G-Fy=500N-150N=350N
答:地面对人的支持力是350N,摩擦力是50N.
解析
解:人和重物A均静止,对物体进行分析得到,绳的拉力F等于物重100
N;
人受到四个力的作用,如图所示:
将绳的拉力F分解得:
水平方向:Fx=Fcos60°=100×
=50
N
竖直方向:Fy=Fsin60°=100×
=150N
根据平衡条件得:
在x轴上:f=Fx=50N
在y轴上:N=G-Fy=500N-150N=350N
答:地面对人的支持力是350N,摩擦力是50N.
木板B放在水平地面上,在木板B上放一重1200N的A物体,物体A与木板B间,木板B与地面间的动摩擦因数均为
,木板B重力不计.当施加水平拉力F将木板B匀速拉出,绳与水平方向成30°时,绳的拉力T为多大?水平拉力F为多大?
正确答案
解:对A,受力如图1所示,根据平衡条件,有:
f=Tcos30°…①
Tsin30°+N=GA …②
又f=μN
则由①得:μN=Tcos30°,N=
由②得:Tsin30°+=GA
代入解得:T=600N,f=300N,N=900N
对B:受F,A对B的摩擦力,地对B的摩擦力,地对B的弹力N地,A对B的压力为N,处于动平衡状态,则有
F=f地+f=μN地+μN;
由于木板B重力不计,N地=N=900N
则得 F=2μN=2××900N=600
N.
答:绳的拉力T为600N,水平拉力F为600N.
解析
解:对A,受力如图1所示,根据平衡条件,有:
f=Tcos30°…①
Tsin30°+N=GA …②
又f=μN
则由①得:μN=Tcos30°,N=
由②得:Tsin30°+=GA
代入解得:T=600N,f=300N,N=900N
对B:受F,A对B的摩擦力,地对B的摩擦力,地对B的弹力N地,A对B的压力为N,处于动平衡状态,则有
F=f地+f=μN地+μN;
由于木板B重力不计,N地=N=900N
则得 F=2μN=2××900N=600
N.
答:绳的拉力T为600N,水平拉力F为600N.
如图,水平细杆上套一质量为2kg的小环A,用轻绳将质量为1kg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,求:(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)B对绳子的拉力;
(2)B受到的风力大小;
(3)A与杆间的动摩擦因数.
正确答案
解:(1)(2)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
联立解得:
F=4N
T=3N
(3)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
联立解得:
N=7.2N
f=2.4N
故A与杆间的动摩擦因数:
μ==
答:(1)B对绳子的拉力为3N;
(2)B受到的风力大小为4N.
(3)A与杆间的动摩擦因数为.
解析
解:(1)(2)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
联立解得:
F=4N
T=3N
(3)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
联立解得:
N=7.2N
f=2.4N
故A与杆间的动摩擦因数:
μ==
答:(1)B对绳子的拉力为3N;
(2)B受到的风力大小为4N.
(3)A与杆间的动摩擦因数为.
如图所示,质量都为m的箱子A和物体B,用跨过光滑的定滑轮的轻质细绳相连,A置于倾角θ=45°的固定斜面上,处于静止状态,此时A恰好不能沿斜面向上滑.设A与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现向A中缓慢加入沙子,直至A即将开始沿斜面向下滑动为止.求:
(1)A与斜面间的动摩擦因数μ.
(2)向A中加入沙子的质量m′.
正确答案
解:未加沙前,由题意A、B的质量相等,则A的重力沿斜面向下的分力mgsin45°小于B的重力,说明A有沿斜面向上运动的趋势所受的静摩擦力方向沿斜面向下,且f=mg-mgsin45°=μmgcos45°
解得:μ=
加沙后,A即将开始沿斜面向下滑,摩擦力向上,则由平衡条件得:
(m+m′)sin45°=mg+μ(m+m′)gcos45°
解得:
答:(1)A与斜面间的动摩擦因数μ为.
(2)向A中加入沙子的质量m′为.
解析
解:未加沙前,由题意A、B的质量相等,则A的重力沿斜面向下的分力mgsin45°小于B的重力,说明A有沿斜面向上运动的趋势所受的静摩擦力方向沿斜面向下,且f=mg-mgsin45°=μmgcos45°
解得:μ=
加沙后,A即将开始沿斜面向下滑,摩擦力向上,则由平衡条件得:
(m+m′)sin45°=mg+μ(m+m′)gcos45°
解得:
答:(1)A与斜面间的动摩擦因数μ为.
(2)向A中加入沙子的质量m′为.
质量为12kg的物体放在水平面上,它与水平面间的动磨擦因数为0.2,在与水平方向成60°角斜向上的拉力F作用下匀速运动,求F的大小.(g=10m/s2)
正确答案
解:对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和摩擦力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
水平方向:Fcos60°-f=0
竖直方向:Fsin60°+N-mg=0
其中:f=μN
联立解得:
F==
≈35.7N
答:F的大小约为35.7N.
解析
解:对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和摩擦力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
水平方向:Fcos60°-f=0
竖直方向:Fsin60°+N-mg=0
其中:f=μN
联立解得:
F==
≈35.7N
答:F的大小约为35.7N.
如图所示,搁在轻质斜板上的质量为
kg小球的由轻绳悬挂于竖直墙上,图中α角均为30°,球和板静止时处于图中所示的位置,不计一切摩擦,则悬线中张力的大小为______N,板的A端对地面的压力为______N.
正确答案
10
解析
解:对小球进行受力分析,如图所示:
小球处于静止状态,受力平衡,则
沿斜面方向:Tcosα=Gsinα
垂直斜面方向:FN+Tsinα=Gcosα
解得:T=10N,FN=10N
对斜面AB进行受力分析:板受到球对板的压力FN,墙对板的压力F墙和地面对板的支持力F地,如图所示:
斜面AB处于静止状态,受力平衡,则
水平方向有:F墙=FNsinα=5N
竖直方向有:F地=FNcosα=5N
故答案为:10,.
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