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

如图所示,一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点.让金属环带相同电荷后,因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上.若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少?(已知静电力常数为k)

正确答案

解:小环是穿在丝线上,作用于小环上的两个拉力大小相等,方向不同.

小环受四个力,如图所示:

竖直方向:

Tsin60°=mg     ①

水平方向:

Tcos60°+T=  ②

由①②联立得:

答:金属环所带电量是

解析

解:小环是穿在丝线上,作用于小环上的两个拉力大小相等,方向不同.

小环受四个力,如图所示:

竖直方向:

Tsin60°=mg     ①

水平方向:

Tcos60°+T=  ②

由①②联立得:

答:金属环所带电量是

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题型:填空题
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填空题

图中弹簧秤、绳和滑轮的重量均不计,绳与滑轮间的摩擦力不计,物体的重力都是G,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3,则它们的大小关系是______

正确答案

F1=F3>F2

解析

解:甲图:物体静止,弹簧的拉力F1=mg;

乙图:对物体为研究对象,作出力图如图.

由平衡条件得:F2=Gsin60°=mg=0.866mg

丙图:以动滑轮为研究对象,受力如图.由几何知识得F3=mg.

故答案为:F3=F1>F2

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•青岛期末)如图所示,两个小球a、b质量为mb=2ma=2m,用细线相连并悬挂于O点,现给小球a施加一个拉力F使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角为45.,则力F的大小不可能是(  )

Amg

B2mg

Cmg

D3mg

正确答案

B

解析

解:以小球ab整体为研究对象,分析受力,作出F在三个方向时整体的受力图,根据平衡条件得知:F与T的合力与整体重力3mg总是大小相等、方向相反,由力的合成图可知,当F与绳子oa垂直时,F有最小值,即图中2位置,F的最小值为:

Fmin=3mgsinθ=mg.

当F竖直向上时,拉力最大,最大为Fmax=3mg,

则ACD可能,B不可能.

本题选不可能的,故选:B

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题型: 多选题
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多选题

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AO的拉力TA和BO的拉力TB的大小是(  )

ATA=mgcosθ

BTA=

CTB=mgsinθ

DTB=

正确答案

B,D

解析

解:以结点O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.作出力图如图.

根据平衡条件得

   TA=mgcotθ

   TB=

故选BD

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点,轻杆OB的B端由铰链固定,可绕B点自由转动,细绳OA与轻杆OB所成的角为θ,求细绳OA中张力T的大小和轻杆OB所受弹力FN的大小?

正确答案

解:对点O受力分析,将物体的拉力按照作用效果分解,如图所示:

故:T=

FN=

答:细绳OA中张力T的大小为和轻杆OB所受弹力FN的大小为

解析

解:对点O受力分析,将物体的拉力按照作用效果分解,如图所示:

故:T=

FN=

答:细绳OA中张力T的大小为和轻杆OB所受弹力FN的大小为

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题型:填空题
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填空题

如图所示,用一根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为m,电量为q,现加一水平的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向夹θ角,该小球带______电荷,则这个匀强电场的场强E大小为______

正确答案

解析

解:对小球受力分析,受到重力、电场力和细线的拉力,如图,小球所的电场力与电场强度方向相反,所以小球带负电.

由平衡条件得

   mgtanθ=qE

解得,E=

故答案为:负,

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题型:填空题
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填空题

如图所示,在一根水平直杆上套着a、b两个轻环,在环下用两根等长的轻绳拴着一个重物.把两环分开放置,静止时,杆对a环的摩擦力大小为Ff,支持力大小为FN.若把两环距离稍微缩短些放置,仍处于静止,则FN______,Ff(填变大、变小或不变)

正确答案

不变

变小

解析

解:设重物的质量为M.

以两个轻环和小球组成的系统为研究对象,竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力FN,力图如图1所示.根据平衡条件得:2FN=Mg,得到

FN=,可见,水平横梁对铁环的支持力FN不变.

   以左侧环为研究对象,力图如图2所示.

竖直方向:FN=Fsinα  ①

水平方向:Fcosα=Ff      ②

由①②得:Ff=FNcotα,α增大时,Ff变小.

故答案为:不变,变小

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•曲沃县校级期末)两个相同的小球A和B,质量均为m,用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O,并用长度相同的细线连接A、B两小球,然后,用一水平方向的力F作用在小球A上,此时三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好处于竖直方向,如图所示.如果不考虑小球的大小,两小球均处于静止状态,则

(1)OB绳对小球的拉力为多大?

(2)OA绳对小球的拉力为多大?

(3)作用力F为多大?

正确答案

解:(1)对B分析,由于OB细线恰好处于竖直方向,B处于平衡状态,可知AB绳中张力为0,有

      mg-TB=0   得TB=mg   

    (2)(3)对球A:A受到重力G,作用力F和OA绳的拉力TA,受力分析如图.

根据平衡条件得

        TAcos60°-mg=0   

        TAsin60°-F=0    

得:TA=2mg    F=mg  

答:(1)OB绳对小球的拉力为mg;

    (2)OA绳对小球的拉力为2mg;

    (3)作用力F为mg.

解析

解:(1)对B分析,由于OB细线恰好处于竖直方向,B处于平衡状态,可知AB绳中张力为0,有

      mg-TB=0   得TB=mg   

    (2)(3)对球A:A受到重力G,作用力F和OA绳的拉力TA,受力分析如图.

根据平衡条件得

        TAcos60°-mg=0   

        TAsin60°-F=0    

得:TA=2mg    F=mg  

答:(1)OB绳对小球的拉力为mg;

    (2)OA绳对小球的拉力为2mg;

    (3)作用力F为mg.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,固定在竖直平面内的半径为R的光滑圆环的最高点C处有一个光滑的小孔,一质量为m的小球套在圆环上,一根细线的一端拴着这个小球,细线的另一端穿过小孔C,手拉细线使小球从A处沿圆环向上移动.在下列两种情况下,当小球通过B处,即∠COB=α时,求细线对小球的拉力F的大小和圆环对小球的弹力FN的大小.

(1)小球沿圆环极缓慢地移动;

(2)小球以线速度v沿圆环做匀速圆周运动.

正确答案

解:(1)小球沿圆环极缓慢地上移到B处,视为平衡状态,小球受重力mg、细线拉力F、圆环支持力FN三力作用,应用相似三角形对应边成比例,有:

==   

其中:CO=OB=R,BC=2Rsin

联立解得:

F=2mgsin

FN=mg

(2)小球以线速度v匀速率移到B处,在B点作圆的切线,设∠CBO=θ,则:

θ=-

切线方向受力平衡:

Fsinθ=mgsinα   

解得:

F=2mgsin

径向合力提供向心力,故:

mgcosα+Fcosθ-FN=m

解得:

FN=mg-m

答:(1)小球沿圆环极缓慢地移动,当小球通过B处时,细线对小球的拉力F的大小为2mgsin,圆环对小球的弹力FN的大小为mg;

(2)小球以线速度v沿圆环做匀速圆周运动,当小球通过B处时,细线对小球的拉力F的大小为2mgsin,圆环对小球的弹力FN的大小为mg-m

解析

解:(1)小球沿圆环极缓慢地上移到B处,视为平衡状态,小球受重力mg、细线拉力F、圆环支持力FN三力作用,应用相似三角形对应边成比例,有:

==   

其中:CO=OB=R,BC=2Rsin

联立解得:

F=2mgsin

FN=mg

(2)小球以线速度v匀速率移到B处,在B点作圆的切线,设∠CBO=θ,则:

θ=-

切线方向受力平衡:

Fsinθ=mgsinα   

解得:

F=2mgsin

径向合力提供向心力,故:

mgcosα+Fcosθ-FN=m

解得:

FN=mg-m

答:(1)小球沿圆环极缓慢地移动,当小球通过B处时,细线对小球的拉力F的大小为2mgsin,圆环对小球的弹力FN的大小为mg;

(2)小球以线速度v沿圆环做匀速圆周运动,当小球通过B处时,细线对小球的拉力F的大小为2mgsin,圆环对小球的弹力FN的大小为mg-m

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为G,悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为T,墙壁对工人的弹力大小为N,不计工人与墙壁之间的摩擦.则(  )

AT=Gsinα

BN=Gtanα

C若缓慢减小悬绳的长度,T与N的合力变大

D若缓慢增大悬绳的长度,T减小,N增大

正确答案

B

解析

解:AB、分析工人受力:工人受到重力、支持力和拉力,如图

根据共点力平衡条件,有:

水平方向:Tsinα=F2

竖直方向:Ncosα=G

解得:T=,N=Gtanα.故A错误;B正确;

CD、当缓慢减小悬绳的长度时,细绳与竖直方向的夹角α变大,故T变大,N变大,但T与N的合力与重力平衡,保持不变;故CD错误;

故选:B.

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