用牛顿运动定律解决问题（二）_章节学习

1

题型：单选题

|

单选题

如图所示，在用轻杆制作的三角形支架的B点悬挂一个重为150N的重物G．已知：AB：BC：AC=5：4：3，则横梁BC和斜梁AB所受的力的大小分别为（　　）

A200N，250N

B150N，250N

C250N，200N

D200N，300N

正确答案

A

解析

解：对结点A受力分析如图，运用合成法得：

T=G=300N

FBC==G=200N

FAB==G=250N

故选：A．

1

题型：单选题

|

单选题

三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同均为200N，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，θ=30°．则O点悬挂的重物G不能超过（　　）

A100N

B173N

C346N

D200N

正确答案

A

解析

解：假设细绳OA、OB、OC均不被拉断．以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图，由平衡条件得知：

FB与FC的合力与FA大小相等、方向相反，由几何知识得知，细绳OA拉力FA最大，则随着重物重力增大，细绳OA拉力先被拉断，则当细绳OA拉力达到最大时，悬挂的重物G达到最大，

此时最大重力Gmax=FC=FAsinθ=200×

故选A

1

题型：单选题

|

单选题

利用模拟风洞实验检验一飞机模型的性能，如图所示，其中AB为模型的截面，OL为模型的牵引绳．已知模型重为G，风向水平，当牵引绳水平时，模型恰好静止在空中，此时模型截面与水平面的夹角为θ，则牵引绳上的拉力大小为（　　）

AGtanθ

BGsinθ

C

DGcosθ

正确答案

A

解析

解：对飞机模型进行受力分析：重力G、牵引绳的拉力T和风力F，作出力图如图所示．由于飞机模型恰好静止在空中，受力平衡，则由平衡条件得到：T=Gtanθ．

故选：A

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮（不计重力），某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m=30kg，人的质量M=50kg，g取10m/s2．试求：

（1）此时地面对人的支持力的大小；

（2）轻杆BC和绳AB所受力的大小．

正确答案

解：（1）对人进行受力分析，根据平衡条件有：FN=Mg-mg=200N

（2）滑轮对结点B的拉力为为：T=2mg=600N

以结点B为研究对象，进行受力分析，如图，根据共点力平衡得：

FAB=Ttan30°=200 N

FBC= N

答：（1）此时地面对人的支持力大小为200N

（2）轻杆BC和绳AB所受的力大小分别为400N和200N．

解析

解：（1）对人进行受力分析，根据平衡条件有：FN=Mg-mg=200N

（2）滑轮对结点B的拉力为为：T=2mg=600N

以结点B为研究对象，进行受力分析，如图，根据共点力平衡得：

FAB=Ttan30°=200 N

FBC= N

答：（1）此时地面对人的支持力大小为200N

（2）轻杆BC和绳AB所受的力大小分别为400N和200N．

1

题型：多选题

|

多选题

如图所示，一个重为G的木箱放在水平地面上，木箱与水平面间的动摩擦因数为μ，用一个与水平方向成θ角的推力F推动木箱沿地面做匀速直线运动，则推力的水平分力等于（　　）

AFcosθ

B

C

DFsinθ

正确答案

A,C

解析

解：对物体受力分析，受重力、推力、支持力和摩擦力，如图所示：

根据平衡条件，有：

x方向：Fcosθ=f

y方向：Fsinθ+G=N

其中：f=μN

联立解得：F=

水平分力Fcosθ=

故选：AC．

1

题型：填空题

|

填空题

如图，用一根绳子a把物体挂起来，再用另一根水平的绳子b 把物体拉向一旁固定起来．物体的重力是100N，绳子a与竖直方向的夹角θ=45°，则绳子a对物体的拉力为______N．绳子b对物体的拉力为______N．

正确答案

100

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=mgtan45°=mg=100N

F2==N

故答案为：，100

1

题型：填空题

|

填空题

一平行板电容器电容为C，两极板水平放置，两极板间距为d，接到电压为U的电源上，两极板间一个质量为m的带电液滴处于静止，此液滴的电量q=______，若将两个极板之间的距离变为，带电液滴将向______运动，（填“上、下、左或右”），电容器的电容将______．（填“变大、变小、或不变”）

正确答案

上

变大

解析

解：由共点力的平衡知，mg=qE，又由E=得：

若将两个极板之间的距离变为，电场强度增大，电场力大于重力，带电液滴向上运动．

由电容的决定式C=，可知把两板距离变为，则电容器的电容为原来的2倍，变大．

故答案为：；上；变大

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，两平行光滑导轨相距为20cm，金属棒MN的质量为10g，电阻R=8Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，方向竖直向下，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，当开关S闭合时，MN恰好平衡，求滑动变阻器R1的取值为多少？（设θ=45°）

正确答案

解：金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，力图如图．

根据平衡条件得：F=mgtanθ=0.1N，

安培力为：F=BIL

解得：I===A

根据欧姆定律得：I=

代入数据解得：R1=7Ω

答：变阻器R1此时电阻为7Ω．

解析

解：金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，力图如图．

根据平衡条件得：F=mgtanθ=0.1N，

安培力为：F=BIL

解得：I===A

根据欧姆定律得：I=

代入数据解得：R1=7Ω

答：变阻器R1此时电阻为7Ω．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O．轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲、乙均处于静止状态．已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）轻绳OA、OB受到的拉力；

（2）若物体乙的质量m2=4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？

正确答案

解：（1）对结点O，作出力图如图，由平衡条件有：

cosθ= ①

tanθ= ②

解得：TA=m1g

TB=m1g

（2）当乙物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大值

Fmax=μm2g③

TBmax=Fmax④

由②③④得：m1max==1.6kg

答：（1）轻绳OA、OB受到的拉力分别为m1g和m1g；

（2）若物体乙的质量m2=4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过1.6kg．

解析

解：（1）对结点O，作出力图如图，由平衡条件有：

cosθ= ①

tanθ= ②

解得：TA=m1g

TB=m1g

（2）当乙物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大值

Fmax=μm2g③

TBmax=Fmax④

由②③④得：m1max==1.6kg

答：（1）轻绳OA、OB受到的拉力分别为m1g和m1g；

（2）若物体乙的质量m2=4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过1.6kg．

1

题型：简答题

|

简答题

质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环．已知重力加速度为g，不计空气影响．

（1）现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小：

（2）若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示．

①求此状态下杆的加速度大小a；

②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？

正确答案

解：（1）以环为研究对象，环处于静止状态，合力为零，分析受力如图所示，设两绳的夹角为2θ．

则sinθ==，得cosθ==

设绳子的拉力大小为T，由平衡条件得

2Tcosθ=mg

解得；

（2）①对环：设绳子的拉力大小为T′，则根据牛顿第二定律得：

竖直方向：T′+T′cos60°=mg

水平方向：T′sin60°=ma，

解得

②设外力大小为F，方向与水平方向成α角斜向右上方．

对整体：由牛顿第二定律得：

水平方向：Fcosα=（M+m）a

竖直方向：Fsinα=（M+m）g

解得，，α=60°即外力方向与水平方向夹角为60°斜向右上方．

答：

（1）现让杆和环均静止悬挂在空中，绳中拉力的大小是；

（2）①此状态下杆的加速度大小a为；

②为保持这种状态需在杆上施加一个的外力为，方向与水平方向夹角为60°斜向右上方．

解析

解：（1）以环为研究对象，环处于静止状态，合力为零，分析受力如图所示，设两绳的夹角为2θ．

则sinθ==，得cosθ==

设绳子的拉力大小为T，由平衡条件得

2Tcosθ=mg

解得；

（2）①对环：设绳子的拉力大小为T′，则根据牛顿第二定律得：

竖直方向：T′+T′cos60°=mg

水平方向：T′sin60°=ma，

解得

②设外力大小为F，方向与水平方向成α角斜向右上方．

对整体：由牛顿第二定律得：

水平方向：Fcosα=（M+m）a

竖直方向：Fsinα=（M+m）g

解得，，α=60°即外力方向与水平方向夹角为60°斜向右上方．

答：

（1）现让杆和环均静止悬挂在空中，绳中拉力的大小是；

（2）①此状态下杆的加速度大小a为；

②为保持这种状态需在杆上施加一个的外力为，方向与水平方向夹角为60°斜向右上方．

热门试卷

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析