• 用牛顿运动定律解决问题(二)
  • 共11872题
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题型:填空题
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填空题

将长L细线的上端固定于O,下端系一个质量为mA的小球,平衡时小球静止于P点.现用一条轻质短线把A球与质量为mB的B球相连.因为mB<<mA,所以通过定滑轮悬挂起来平衡后,接A球的短线恰好水平.现在剪断接A球的短线,则A球通过P点时B球速度可能的值是______

正确答案

(n+0.5) (n=0,1,2,…)

解析

解:剪断接A球的短线后,A球来回摆动,是单摆,到达P点的时间为:t==(0.5n+0.25)T  (n=0,1,2,…)

单摆周期为:T=2

故:t=(n+0.5)  (n=0,1,2,…)

B球做自由落体运动,故h=gt=(n+0.5) (n=0,1,2,…)

故答案为:(n+0.5) (n=0,1,2,…).

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•西城区期末)如图所示,铅笔AB(不计重力)、轻绳BC与手构成一个支架.在铅笔与绳的结点B处挂一重物.手掌可感受到铅笔施加的压力,手的中指可以感受到绳子的拉力.若铅笔处于水平,绳与铅笔间的夹角为30°,所挂物体重力为5N,求:铅笔对手掌的压力和绳对手指的拉力.

正确答案

解:B点受到竖直向下的拉力F1=5N、向右的铅笔的支持力F2和沿BC绳向上的绳的拉力F3的作用,如图所示:

B点处于平衡状态,它所受的这三个力的合力为0,这三个力在任何方向的分矢量之和一定为0;

水平方向:F2-F3cos30°=0

竖直方向:F1-F3sin30°=0

解得:

答:铅笔对手掌的压力大小为5N,方向水平向左;绳对手指的拉力大小为10N,方向沿BC绳向下.

解析

解:B点受到竖直向下的拉力F1=5N、向右的铅笔的支持力F2和沿BC绳向上的绳的拉力F3的作用,如图所示:

B点处于平衡状态,它所受的这三个力的合力为0,这三个力在任何方向的分矢量之和一定为0;

水平方向:F2-F3cos30°=0

竖直方向:F1-F3sin30°=0

解得:

答:铅笔对手掌的压力大小为5N,方向水平向左;绳对手指的拉力大小为10N,方向沿BC绳向下.

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题型: 单选题
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单选题

(2016•南充一模)如图所示,用细绳将重球悬挂在光滑墙壁上,当绳子稍许变短(小球仍处于静止状态),此时(  )

A绳子的拉力变小,墙对球的弹力变大

B绳子的拉力变小,墙对球的弹力变小

C绳子的拉力变大,墙对球的弹力变大

D绳子的拉力变大,墙对球的弹力变小

正确答案

C

解析

解:以小球为研究对象,分析受力情况:重力G,墙的支持力N和绳子的拉力T,作出力图如图.

设绳子与墙之间的夹角为θ,根据平衡条件得:

N=mgtanθ

T=

如果所用的绳子变短,θ增大,G不变,则由上式可知N变大,T变大;

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

一质量为m、带负电的电量为q的小物体,由静止沿倾角为θ的光滑绝缘斜面开始下滑,整个装置在一个足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度为B,如图所示.当物体滑到某一位置开始离开斜面,求:

(1)物体离开斜面时的速度.

(2)物体在斜面上滑行的距离.

正确答案

解:(1)当小物体沿斜面加速下滑时,随着速度的增加,洛伦兹力逐渐增大,为了使小物体离开斜面,洛伦兹力的方向使必须垂直于斜面向上,可见,小物体带负电;

小物体沿斜面下滑时,受力如图所示:

由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,

故加速度:a=gsinθ,

洛伦兹力F=qvB,当FN=0,即qvB=mgcosθ,

v=时,小物体开始离开斜面;

(2)由匀变速直线运动的速度位移公式可得:

v2-0=2aL,

则小物体在斜面上滑行的距离L=

答:(1)物体离开斜面时的速度为

(2)物体在斜面上滑行的长度是

解析

解:(1)当小物体沿斜面加速下滑时,随着速度的增加,洛伦兹力逐渐增大,为了使小物体离开斜面,洛伦兹力的方向使必须垂直于斜面向上,可见,小物体带负电;

小物体沿斜面下滑时,受力如图所示:

由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,

故加速度:a=gsinθ,

洛伦兹力F=qvB,当FN=0,即qvB=mgcosθ,

v=时,小物体开始离开斜面;

(2)由匀变速直线运动的速度位移公式可得:

v2-0=2aL,

则小物体在斜面上滑行的距离L=

答:(1)物体离开斜面时的速度为

(2)物体在斜面上滑行的长度是

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题型:填空题
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填空题

如图所示,AB为匀质杆,其重为8N,它与竖直墙面成37°角;BC为支撑AB的水平轻杆,A、B、C三处均用铰链连接且位于同一竖直平面内.则BC杆对B端铰链的作用力的方向为______,该力的大小为______N. (sin37°=0.6,cos37°=0.8)

正确答案

水平向右

3

解析

解:解:由题意,BC为水平轻杆,重力不计,BC所受的AB杆和墙的两个作用力必定位于水平方向,则BC对AB的作用力必定水平向右,分析AB杆受力情况如左图所示.

以A为转轴,设AB杆长度为L,根据力矩平衡条件得:

   G•sin37°=FLcos37°

解得  F=3N

故答案为:水平向右,3

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题型: 单选题
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单选题

如图,水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一个滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物,∠CBA=30°,则滑轮受到绳子的作用力为(g取10N/kg)(  )

A50N

B100N

C20N

D100N

正确答案

B

解析

解:由题意可得,对绳B点受力分析:

滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力,

因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重量,即F1=F2=G=mg=100 N.

用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为120°,则有合力F=100 N,

所以滑轮受绳的作用力为100 N.方向与水平方向成30°角斜向下,

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

如图所示是一种研究劈的作用的装置,托盘A固定在细杆上,细杆放在固定的圆孔中,下端有滚轮,细杆只能在竖直方向上移动,在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮,轻质劈放在两滚轮之间,劈背的宽度为a,侧面的长度为L,劈尖上固定的细线通过滑轮悬挂总质量为m的砝码,调整托盘上所放砝码的质量M,可以使劈在任何位置时都不发生移动.忽略一切摩擦和劈、托盘、细杆与滚轮的重力,若a=L,试求M与m比值?

正确答案

解:分析托盘受力如图甲:

托盘受向下的重力Mg,劈对滚轮的支持力F1,圆孔的约束力为F2

对托盘有:Mg=F1cosα,而cosα=                                         

则Mg=F1

对劈受力分析如图乙所示,劈受两个滚轮作用力F3、F4,细线的拉力F5=mg,

有:mg=2F5sinα,则mg=F5

因为F1与F5是作用力与反作用力,所以F1=F5

由以上三式得:M=m                           

代入数据得:M=1.5m

即:

答:M与m的比值为1.5.

解析

解:分析托盘受力如图甲:

托盘受向下的重力Mg,劈对滚轮的支持力F1,圆孔的约束力为F2

对托盘有:Mg=F1cosα,而cosα=                                         

则Mg=F1

对劈受力分析如图乙所示,劈受两个滚轮作用力F3、F4,细线的拉力F5=mg,

有:mg=2F5sinα,则mg=F5

因为F1与F5是作用力与反作用力,所以F1=F5

由以上三式得:M=m                           

代入数据得:M=1.5m

即:

答:M与m的比值为1.5.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,重物的质量为m,轻细线AO和BO的A、B端是固定的.平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角为θ.则细线AO的拉力F1和细线BO的拉力F2分别为多大?

正确答案

解:以结点为研究对象,分析受力情况:三根细线的拉力.重物对O点的拉力等于mg.

根据平衡条件得知,mg与F1的合力与F2大小相等、方向相反,作出力的合成图如图.则有:

F1=mgcotθ

F2=

答:细线AO的拉力F1和细线BO的拉力F2分别为mgcotθ、

解析

解:以结点为研究对象,分析受力情况:三根细线的拉力.重物对O点的拉力等于mg.

根据平衡条件得知,mg与F1的合力与F2大小相等、方向相反,作出力的合成图如图.则有:

F1=mgcotθ

F2=

答:细线AO的拉力F1和细线BO的拉力F2分别为mgcotθ、

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量m1=5kg的滑块,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推滑块,滑块沿斜面向上匀速运动,斜面体质量m2=10kg,且始终静止,取g=10m/s2,求:

(1)斜面对滑块的摩擦力和支持力的大小;

(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力的大小.

正确答案

解:(1)以滑块为研究对象,分析受力情况如图,滑块向上匀速运动时,则有

F=m1gsin30°+f1

则得斜面对滑块的摩擦力:

f1=F-m1gsin30°=30-50×0.5(N)=5N,

支持力

(2)以整体为研究对象,整体的合力为零,分析受力情况,根据平衡条件得:

水平方向:f2=Fcos30°

竖直方向:N2+Fsin30°=(m1+m2)g

解得:f2=15N,N2=135N

答:(1)斜面对滑块的摩擦力的大小为5N,支持力的大小为

(2)地面对斜面体的摩擦力是15N,支持力是135N.

解析

解:(1)以滑块为研究对象,分析受力情况如图,滑块向上匀速运动时,则有

F=m1gsin30°+f1

则得斜面对滑块的摩擦力:

f1=F-m1gsin30°=30-50×0.5(N)=5N,

支持力

(2)以整体为研究对象,整体的合力为零,分析受力情况,根据平衡条件得:

水平方向:f2=Fcos30°

竖直方向:N2+Fsin30°=(m1+m2)g

解得:f2=15N,N2=135N

答:(1)斜面对滑块的摩擦力的大小为5N,支持力的大小为

(2)地面对斜面体的摩擦力是15N,支持力是135N.

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题型:简答题
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简答题

如图所示.有一个小球,系于绳子一端,因受风力影响,小球平衡时绳子与水平方向成60°角,若测得绳子的拉力是4N,求:

(1)小球的重力大小;

(2)风对小球的水平作用力大小?

正确答案

解:以小球为研究对象,分析受力情况:小球受到重力G、风力F和绳的拉力T,由平衡条件得

    小球的重力G=Tcos30°=4N×=2N=3.46N

    风力F=Tsin30°=4N×=2N

答:(1)小球的重力大小是3.46N;

(2)风对小球的水平作用力大小是2N.

解析

解:以小球为研究对象,分析受力情况:小球受到重力G、风力F和绳的拉力T,由平衡条件得

    小球的重力G=Tcos30°=4N×=2N=3.46N

    风力F=Tsin30°=4N×=2N

答:(1)小球的重力大小是3.46N;

(2)风对小球的水平作用力大小是2N.

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