- 用牛顿运动定律解决问题(二)
- 共11872题
如图所示,轻绳OA一端系于天花板上,与竖直方向的夹角为30°,水平轻绳OB的一端系于竖直墙上,O点挂一重物G=300N的物体,求:
(1)OA、OB绳的拉力FOA、FOB分别是多少?
(2)如果绳OA能承受的最大拉力是100N,那么在O点最多能挂多重的重物?此时绳OB的拉力是多大?
正确答案
解:设OA绳的拉力为F1,OB绳的拉力为F2.分析结点O受力情况:重物的拉力T,绳OA的拉力F1和OB的拉力F2.由结点O平衡可知:
F1cosθ=T=mg,
将θ=30°,mg=300N代入,得:F1==200
N≈346N,
F2=F1sin30°=173N;
(2)根据O点受力由正交分解有:
FOAcos30°=G
FOAsin30°=FOB
由于FOA=100N
所以G=100×=86.6N
FOB=100×=50N
答:(1)绳OA的拉力是346N、OB的拉力是173N;
(2)O点最多挂86.6N的重物,此时OB绳的拉力为50N.
解析
解:设OA绳的拉力为F1,OB绳的拉力为F2.分析结点O受力情况:重物的拉力T,绳OA的拉力F1和OB的拉力F2.由结点O平衡可知:
F1cosθ=T=mg,
将θ=30°,mg=300N代入,得:F1==200
N≈346N,
F2=F1sin30°=173N;
(2)根据O点受力由正交分解有:
FOAcos30°=G
FOAsin30°=FOB
由于FOA=100N
所以G=100×=86.6N
FOB=100×=50N
答:(1)绳OA的拉力是346N、OB的拉力是173N;
(2)O点最多挂86.6N的重物,此时OB绳的拉力为50N.
(2015秋•德州校级月考)如图所示,光滑的平行导轨倾角为θ=45°,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨中接入电动势为E=1.5 V、内阻为r=0.2Ω的直流电源,电路中电动机的电阻为R=0.3Ω,其余电阻不计.将质量为m=0.1 kg、长度为L=1 m的导体棒放在平行导轨上恰好能够处于静止状态,g取10m/s2.求:
(1)流过电动机的电流强度
(2)电源的输出功率
(3)电动机的输出功率.
正确答案
解:(1)对导体棒,根据平衡条件有:
BIL=mgtan45°
得:=
A=1A
流过电动机的电流强度也等于1A.
(2)电源的输出功率为:
(3)电动机输出的功率为:
答:(1)流过电动机的电流强度为1A;
(2)电源的输出功率为1.3W;
(3)电动机的输出功率为1W.
解析
解:(1)对导体棒,根据平衡条件有:
BIL=mgtan45°
得:=
A=1A
流过电动机的电流强度也等于1A.
(2)电源的输出功率为:
(3)电动机输出的功率为:
答:(1)流过电动机的电流强度为1A;
(2)电源的输出功率为1.3W;
(3)电动机的输出功率为1W.
物体重为6牛顿,用两个完全相同的竖直板在空中夹住,两个板对物体的弹力均为10牛顿,两个板与物体间的摩擦因数均为0.4,今对物体施一外力F将其从两板间水平匀速拉出,求拉力F的大小?
正确答案
解:对物体受力分析,受重力、两个滑动摩擦力、拉力和两个支持力,如图;
滑动摩擦力为:f=μN=0.4×10N=4N;
根据平衡条件,有:;
答:拉力F的大小为10N.
解析
解:对物体受力分析,受重力、两个滑动摩擦力、拉力和两个支持力,如图;
滑动摩擦力为:f=μN=0.4×10N=4N;
根据平衡条件,有:;
答:拉力F的大小为10N.
(2015秋•承德期末)如图所示,光滑金属球的左测紧靠竖直墙壁,右侧置于倾角θ=37°的斜面体上,墙壁对金属球的弹力大小为60N.已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,取sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)金属球受到的重力大小和斜面体对金属球的弹力大小;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.
正确答案
解:(1)金属球静止,则它受到的三力平衡(如图所示).
由平衡条件可得:
金属球受到的重力大小G=,斜面体对金属球的弹力
(2)由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为f=N2sin37°=100×0.6=60N,摩擦力的方向水平向左.
答:(1)金属球受到的重力大小为80N,斜面体对金属球的弹力大小为100N;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小为60N,方向向左.
解析
解:(1)金属球静止,则它受到的三力平衡(如图所示).
由平衡条件可得:
金属球受到的重力大小G=,斜面体对金属球的弹力
(2)由斜面体平衡可知地面对斜面体的摩擦力大小为f=N2sin37°=100×0.6=60N,摩擦力的方向水平向左.
答:(1)金属球受到的重力大小为80N,斜面体对金属球的弹力大小为100N;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小为60N,方向向左.
如图所示,物体C的重力为G=10N,AO绳与水平顶板间的夹角为θ=45°,BO绳水平,绳子不可伸长,求:
(1)AO绳所受的拉力FAO和BO绳所受拉力FBO分别为多大?
(2)如果绳AO和BO能承受的最大拉力都是20N,若逐渐增加C的重力,则AO和BO哪根绳子先断?为什么?
正确答案
解:(1)竖直绳OC的拉力F=G=10N,
将其按作用效果分解,作出平行四边形如图所示.
由几何关系得:
FAO=10
N; FBO=G=10 N
(2)由图知FBO=FAOcosθ,故AO绳的拉力总大于BO绳的拉力,因此,当C的重力逐渐增加时AO绳先断.
答:(1)AO绳所受的拉力F1和BO绳所受的拉力F2分别为10N和10N.
(2)如果绳AO和绳BO能承受的最大拉力都是20N,若逐渐增加C的重力,AO先断,因为AO绳所受的拉力大于BO绳所受的拉力.
解析
解:(1)竖直绳OC的拉力F=G=10N,
将其按作用效果分解,作出平行四边形如图所示.
由几何关系得:
FAO=10
N; FBO=G=10 N
(2)由图知FBO=FAOcosθ,故AO绳的拉力总大于BO绳的拉力,因此,当C的重力逐渐增加时AO绳先断.
答:(1)AO绳所受的拉力F1和BO绳所受的拉力F2分别为10N和10N.
(2)如果绳AO和绳BO能承受的最大拉力都是20N,若逐渐增加C的重力,AO先断,因为AO绳所受的拉力大于BO绳所受的拉力.
如图所示,三段轻绳子吊着一个物体,AC和BC两段绳子互相垂直,且BC绳子与竖直方向的夹角为60о.已知BC绳子受到的拉力大小为150N,则物体的重力大小为多少?
正确答案
解:以结点C为研究对象,设绳AC的拉力为FAC、绳BC的拉力为FBC和物体对结点C的拉力为F,分析受力如图:
根据平衡条件得:
F=
所以物体的重力为:G=F=300N
答:物体的重力大小为300N.
解析
解:以结点C为研究对象,设绳AC的拉力为FAC、绳BC的拉力为FBC和物体对结点C的拉力为F,分析受力如图:
根据平衡条件得:
F=
所以物体的重力为:G=F=300N
答:物体的重力大小为300N.
如图所示,一根轻杆两端各固定一个质量均为m的相同小球,用两根细绳悬挂在天花板上,虚线为竖直线,α=θ=30°,β=60°,求绳子OA、OB的拉力大小.
正确答案
解:对A、B整体受力分析得:
FOA=2mgcos30°=mg,
FOB=2mgsin30°=mg
答:绳子OA、OB的拉力大小分别为mg和mg.
解析
解:对A、B整体受力分析得:
FOA=2mgcos30°=mg,
FOB=2mgsin30°=mg
答:绳子OA、OB的拉力大小分别为mg和mg.
楼道中的电灯被细绳拉成如图所示的状态,其中0B水平,AO与水平方向的夹角θ=45°,电灯的重力为G,OA绳拉力为F1,OB绳拉力为F2.求F1、F2的大小.
正确答案
解:对O点受力分析,画出受力分析图,如图所示,
根据平衡条件,有:
,F2=Gtan45°=G
答:F1、F2的大小分别为和G.
解析
解:对O点受力分析,画出受力分析图,如图所示,
根据平衡条件,有:
,F2=Gtan45°=G
答:F1、F2的大小分别为和G.
质量为m的物体用两根轻绳a、b悬挂,绳子a与竖直方向的夹角θ=30°,绳子b水平,求两根轻绳a、b受到的拉力的大小.
正确答案
解:对物体受力分析,受重力和两个拉力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
Fa==
Fb=mgtan30°=
答:绳子a受拉力为,绳子b受拉力为
.
解析
解:对物体受力分析,受重力和两个拉力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
Fa==
Fb=mgtan30°=
答:绳子a受拉力为,绳子b受拉力为
.
用轻绳将重球悬挂在光滑墙上,当悬绳变长时,绳的拉力将______(填变大、变小或不变)
正确答案
解:以小球为研究对象,分析受力如图:
设绳子与竖直墙面的夹角为θ,由平衡条件得:
FT=
把绳子变长时,θ角减小,则cosθ增加,则得到拉力FT减小.
故答案为:变小.
解析
解:以小球为研究对象,分析受力如图:
设绳子与竖直墙面的夹角为θ,由平衡条件得:
FT=
把绳子变长时,θ角减小,则cosθ增加,则得到拉力FT减小.
故答案为:变小.
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