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

热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

(2015秋•金华期末)如图所示,某人用轻绳牵住一只质量m=0.5kg的氢气球,因受水平风力的作用,系氢气球的轻绳与水平方向成37°角,已知空气对气球的浮力为14N,人的质量M=60kg,空气对人的浮力不计(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2),求:

(1)轻绳拉力的大小;

(2)水平风力的大小.

正确答案

解:气球受重力、浮力、拉力和风力处于平衡,有:

F=G+Tsin37°

F=Tcos37°

解得:T=15T,F=12N

答:(1)轻绳拉力的大小为15N;

(2)水平风力的大小为12N.

解析

解:气球受重力、浮力、拉力和风力处于平衡,有:

F=G+Tsin37°

F=Tcos37°

解得:T=15T,F=12N

答:(1)轻绳拉力的大小为15N;

(2)水平风力的大小为12N.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,固定直杆与竖直方向成θ角,一质量为m的圆环套在直杆上,现施加一水平向右的大小为F的作用力,使其环沿杆匀速下滑,求:

(1)杆对环的弹力大小,并讨论其可能的方向所满足的条件;

(2)环与杆的动摩擦因数.

正确答案

解:(1)假设杆对环的弹力垂直于杆向上,沿杆和垂直于杆方向建立坐标系,则有:mgsinθ=N+Fcosθ

解得:N=mgsinθ-Fcosθ

当mgsinθ>cosθF时,N垂直于杆向上,此时N=mgsinθ-Fcosθ

当mgsinθ<Fcosθ时,N垂直于杆向下,此时N=Fcosθ-mgsinθ

( 2)沿着杆子方向有:mgcosθ+Fsinθ=f

又:f=μN

联立解得:

答:(1)杆对环的弹力大小为mgsinθ-Fcosθ,当mgsinθ>cosθF时,N垂直于杆向上,此时N=mgsinθ-Fcosθ,当mgsinθ<Fcosθ时,N垂直于杆向下,此时N=Fcosθ-mgsinθ;

(2)环与杆的动摩擦因数为或者

解析

解:(1)假设杆对环的弹力垂直于杆向上,沿杆和垂直于杆方向建立坐标系,则有:mgsinθ=N+Fcosθ

解得:N=mgsinθ-Fcosθ

当mgsinθ>cosθF时,N垂直于杆向上,此时N=mgsinθ-Fcosθ

当mgsinθ<Fcosθ时,N垂直于杆向下,此时N=Fcosθ-mgsinθ

( 2)沿着杆子方向有:mgcosθ+Fsinθ=f

又:f=μN

联立解得:

答:(1)杆对环的弹力大小为mgsinθ-Fcosθ,当mgsinθ>cosθF时,N垂直于杆向上,此时N=mgsinθ-Fcosθ,当mgsinθ<Fcosθ时,N垂直于杆向下,此时N=Fcosθ-mgsinθ;

(2)环与杆的动摩擦因数为或者

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,一个质量为m=2kg的均匀球体,放在倾角θ=37°的光滑斜面上,并被斜面上一个竖直的光滑挡板挡住,处于平衡状态.求斜面对球体的支持力和挡板对球体的支持力?(g取10m/s2,sin37°=0.6、cos37°=0.8).

正确答案

解:球受三个力:G、F1、F2.如图所示:

根据平衡条件得:

F1=Gtan37°=mgtan37°=15N

F2===25N

答:斜面对球体的支持力为25N,挡板对球体的支持力为15N.

解析

解:球受三个力:G、F1、F2.如图所示:

根据平衡条件得:

F1=Gtan37°=mgtan37°=15N

F2===25N

答:斜面对球体的支持力为25N,挡板对球体的支持力为15N.

1
题型:简答题
|
简答题

质量为2kg的物体放在水平地面上,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5,现给物体加一个水平拉力F,物体恰在水平面上匀速运动,若在该物体运动的过程中,突然将拉力F改为大小不变,方向竖直向下的压力,这时物体受到的摩擦力的大小是多少?(取g=10m/s2

正确答案

解:物体在水平拉力F的作用下匀速运动时

F=Ff,而Ff=μFN=μmg,

所以F=0.5×2×10N=10N

当F竖直向下时,正压力

F′=F+mg,

即F′=10N+2×10N=30N

这时滑动摩擦力

F′f=μF′=0.5×30=15N

答:将拉力F改为大小不变,方向竖直向下的压力时,物体受到的摩擦力的大小变为15N.

解析

解:物体在水平拉力F的作用下匀速运动时

F=Ff,而Ff=μFN=μmg,

所以F=0.5×2×10N=10N

当F竖直向下时,正压力

F′=F+mg,

即F′=10N+2×10N=30N

这时滑动摩擦力

F′f=μF′=0.5×30=15N

答:将拉力F改为大小不变,方向竖直向下的压力时,物体受到的摩擦力的大小变为15N.

1
题型:简答题
|
简答题

一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态.此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,A、B间的细绳呈伸直状态,与水平线成30°夹角.已知B球的质量为3kg,求细绳对B球的拉力和A球的质量mA

正确答案

解:对B球,受力分析如图,物体B物于平衡状态有:Tsin30°=mBg

得:T=2mBg=2×3×10=60N

对A球,受力分析如图,物体A处于平衡状态有

在水平方向:Tcos30°=NAsin30°

在竖直方向:NAcos30°=MAg+Tsin30°

由上两式解得:mA=2mB=6kg

答:细绳对B球的拉力为60N,A球的质量mA为6kg.

解析

解:对B球,受力分析如图,物体B物于平衡状态有:Tsin30°=mBg

得:T=2mBg=2×3×10=60N

对A球,受力分析如图,物体A处于平衡状态有

在水平方向:Tcos30°=NAsin30°

在竖直方向:NAcos30°=MAg+Tsin30°

由上两式解得:mA=2mB=6kg

答:细绳对B球的拉力为60N,A球的质量mA为6kg.

1
题型:简答题
|
简答题

用绳AC和BC吊起一重物处于静止状态,如图所示. AC绳与竖直方向夹角37°,BC绳与竖直方向夹角为53°,g取10 m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8

求:

(1)当所挂重物质量为4kg时,两绳子所受拉力多大?

(2)若AC能承受的最大拉力为80N,BC能承受的最大拉力为90N,为使两绳不断,则所挂物体质量不能超过多少?

正确答案

解:(1)结点C受到三根绳子的拉力处于平衡状态,CD绳的拉力等于物体的重力G,如图所示,根据合成法则,得:

FBC=Gsin37°=40×0.6=24N

FAC=Gcos37°=40×0.8N=32N

(2)若AC挂80N则:mg==100N

若BC挂90N则:mg==150N

为使两绳都不断取质量较小,所以不能超过100N,即10kg;

答:(1)当所挂重物质量为4kg时,AC绳子所受拉力为24N,BC绳子所受拉力为32N;

(2)所挂物体质量不能超过10千克.

解析

解:(1)结点C受到三根绳子的拉力处于平衡状态,CD绳的拉力等于物体的重力G,如图所示,根据合成法则,得:

FBC=Gsin37°=40×0.6=24N

FAC=Gcos37°=40×0.8N=32N

(2)若AC挂80N则:mg==100N

若BC挂90N则:mg==150N

为使两绳都不断取质量较小,所以不能超过100N,即10kg;

答:(1)当所挂重物质量为4kg时,AC绳子所受拉力为24N,BC绳子所受拉力为32N;

(2)所挂物体质量不能超过10千克.

1
题型:简答题
|
简答题

一盏电灯重力为G,悬于天花板上A点,在电线O处系一细线OB,使电线OA偏离竖直方向的夹角为β=30°,如图所示.现保持β角不变,缓慢调整OB方向至OB线上拉力最小为止,此时OB与水平方向的夹角α等于多少?最小拉力是多少?

正确答案

解:对电灯受力分析如图所示,据三力平衡特点可知:OA、OB对O点的作用力FA、FB的合力F与FC等大反向,即F=FC=G

在△OFBF中,∠FOFB=90°-α

又∠OFFB=∠FOA=β,故∠OFBF=180°-(90°-α)-β=90°+α-β

由正弦定理得

联立①②解得

因β不变,故当α=β=30°时,FB最小,且FB=Gsin β=

解析

解:对电灯受力分析如图所示,据三力平衡特点可知:OA、OB对O点的作用力FA、FB的合力F与FC等大反向,即F=FC=G

在△OFBF中,∠FOFB=90°-α

又∠OFFB=∠FOA=β,故∠OFBF=180°-(90°-α)-β=90°+α-β

由正弦定理得

联立①②解得

因β不变,故当α=β=30°时,FB最小,且FB=Gsin β=

1
题型:简答题
|
简答题

如图斜面始终静止在地面上,斜面上物体A质量2kg,与斜面间的最大静摩擦力为正压力的0.4倍,为使物体A在斜面上静止,问:

(1)B的质量最大值和最小值是多少?

(2)对应于B质量最大和最小两种情形地面对斜面的摩擦力分别多大(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)?

正确答案

解:(1)当A物体刚不向下滑动时,静摩擦力达到最大值,方向沿斜面向上,由平衡条件有:

mAgsinθ-FT1-Fμ=0

当A物体刚不向上滑动时,静摩擦力也达到最大值,方向沿斜面向下.由平衡条件有:

mAgsinθ-FT2+Fμ=0

且FT1=FT2=mBmaxg

Fμ=0.4mAgcosθ

由以上各式解得所求B的质量的最小值:

mBmin=mA(sin37°-0.4cos37°)=0.56kg

B的质量的最大值:

mBmax=mA(sin37°+0.4cos37°)=1.84kg

(2)对A和斜面体整体受力分析,受重力、细线的拉力、支持力和地面的静摩擦力,根据平衡条件,静摩擦力等于拉力的水平分力,即:

FTcos37°=f

当FT=mBming=5.6N时,f1=5.6×0.8=4.48N;

当FT=mmaxg=18.4N时,f2=18.4×0.8=17.42N;

答:(1)B的质量最大值为0.56kg,最小值是1.84kg;

(2)对应于B质量最大情形,地面对斜面的摩擦力为17.42N,方向水平向左;

对应于B质量最小情形,地面对斜面的摩擦力为4.48N,方向水平向左.

解析

解:(1)当A物体刚不向下滑动时,静摩擦力达到最大值,方向沿斜面向上,由平衡条件有:

mAgsinθ-FT1-Fμ=0

当A物体刚不向上滑动时,静摩擦力也达到最大值,方向沿斜面向下.由平衡条件有:

mAgsinθ-FT2+Fμ=0

且FT1=FT2=mBmaxg

Fμ=0.4mAgcosθ

由以上各式解得所求B的质量的最小值:

mBmin=mA(sin37°-0.4cos37°)=0.56kg

B的质量的最大值:

mBmax=mA(sin37°+0.4cos37°)=1.84kg

(2)对A和斜面体整体受力分析,受重力、细线的拉力、支持力和地面的静摩擦力,根据平衡条件,静摩擦力等于拉力的水平分力,即:

FTcos37°=f

当FT=mBming=5.6N时,f1=5.6×0.8=4.48N;

当FT=mmaxg=18.4N时,f2=18.4×0.8=17.42N;

答:(1)B的质量最大值为0.56kg,最小值是1.84kg;

(2)对应于B质量最大情形,地面对斜面的摩擦力为17.42N,方向水平向左;

对应于B质量最小情形,地面对斜面的摩擦力为4.48N,方向水平向左.

1
题型:简答题
|
简答题

某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘起来.假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(图中θ=37°)时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是37°,如图所示,已知小球的质量为m=4.8kg,该同学(含磁铁)的质量为M=50kg(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求此时:

(1)磁铁对小球的吸引力大小为多少?

(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小个为多少?

正确答案

解:(1)对小球受力分析:重力、细线的拉力和磁铁的引力.设细线的拉力和磁铁的引力分别为F1和F2

根据平衡条件得:

水平方向:F1sin37°=F2sin37°

竖直方向:F1cos37°+F2cos37°=mg

解得:F2=30N                                            

(2)以人为研究对象,分析受力情况:重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力F2′,

根据牛顿第三定律可知F2′=F2=30N

对人有:

f=F2′sin37°                               

解得:f=18N                                             

N=F2′cos37°+Mg                                   

解得:N=524N                                       

答:(1)磁铁对小球的吸引力大小为30N;

(2)该同学受到地面的支持力为524N,摩擦力大小为18N.

解析

解:(1)对小球受力分析:重力、细线的拉力和磁铁的引力.设细线的拉力和磁铁的引力分别为F1和F2

根据平衡条件得:

水平方向:F1sin37°=F2sin37°

竖直方向:F1cos37°+F2cos37°=mg

解得:F2=30N                                            

(2)以人为研究对象,分析受力情况:重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力F2′,

根据牛顿第三定律可知F2′=F2=30N

对人有:

f=F2′sin37°                               

解得:f=18N                                             

N=F2′cos37°+Mg                                   

解得:N=524N                                       

答:(1)磁铁对小球的吸引力大小为30N;

(2)该同学受到地面的支持力为524N,摩擦力大小为18N.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,斜面倾角为θ=37°,一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑,若用一水平恒力F作用于木块上,使之沿斜面向上做匀速运动,求此恒力F的大小.(sin37°=0.6,g取10m/s)

正确答案

解:设物体与斜面间的动摩擦因数为μ,第一次匀速下滑,受力分析如图所示:

根据平衡条件,有:

mgsinθ=μmgcosθ

解得:μ=tanθ=0.75

第二次在水平恒力F的作用下匀速向上运动,受力分析如图:

根据平衡条件,有:

Fcosθ=mgsinθ+μFN=mgsinθ+μ(Fsinθ+mgcosθ)

解得:F=240N

答:此恒力F的大小为240N.

解析

解:设物体与斜面间的动摩擦因数为μ,第一次匀速下滑,受力分析如图所示:

根据平衡条件,有:

mgsinθ=μmgcosθ

解得:μ=tanθ=0.75

第二次在水平恒力F的作用下匀速向上运动,受力分析如图:

根据平衡条件,有:

Fcosθ=mgsinθ+μFN=mgsinθ+μ(Fsinθ+mgcosθ)

解得:F=240N

答:此恒力F的大小为240N.

百度题库 > 高考 > 物理 > 用牛顿运动定律解决问题(二)

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/10
  • 下一题