- 牛顿第二定律
- 共12933题
某同学为估测摩托车在水泥路面上行驶时所受的牵引力，设计了下述实验：将输液用的500mL玻璃瓶装适量水后，连同输液管一起绑在摩托车上，调节输液管的滴水速度，刚好每隔1.0s滴一滴，该同学骑摩托车，先使之加速到某一速度，然后熄火，保持摩托车沿直线滑行，如图是某次实验中水泥路面上的部分水滴（左侧是起点）．设该同学质量为50kg，摩托车质量为75kg（g=10m/s2），根据该同学的实验结果可估算（图中长度单位：m）：
（1）骑摩托车行驶至D点时的速度大小为______m/s（保留三位有效数字）；
（2）骑摩托车加速时的加速度大小为______m/s2（保留三位有效数字）；
（3）骑摩托车加速时的牵引力大小为______N．
正确答案
14.0
3.79
497.5
解析
解：（1）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，得：
vD=
（2）已知前四段位移，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x4-x2=2a1T2
x3-x1=2a2T2
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=
即小车运动的加速度计算表达式为：
a=
（3）由牛顿第二定律：
加速过程：F-f=ma
减速过程：f=ma2，
解得：F=m（a+a2）=497.5N
故答案为：（1）14.0 （2）3.79 （3）497.5N
正确答案
解：由牛顿第二定律得：
mgsinθ-μmgcosθ=ma
代入数据得a=2m/s2
由运动学公式得：
L=
代入数据得，t=3s
又有v=at得：
v=6m/s
答：物体滑到斜面底端时所用的时间为3s，速度为6m/s．
解析
解：由牛顿第二定律得：
mgsinθ-μmgcosθ=ma
代入数据得a=2m/s2
由运动学公式得：
L=
代入数据得，t=3s
又有v=at得：
v=6m/s
答：物体滑到斜面底端时所用的时间为3s，速度为6m/s．
（1）物体加速度的大小a；
（2）物体在t=2.0s时速度的大小v．
正确答案
解：（1）根据牛顿第二定律 F=ma
物体的加速度
a=
（2）物体在t=2.0 s时速度的大小
v=a t=5.0×2.0m/s=10 m/s
答：（1）物体加速度的大小a为5.0 m/s2；
（2）物体在t=2.0s时速度的大小v为10m/s．
解析
解：（1）根据牛顿第二定律 F=ma
物体的加速度
a=
（2）物体在t=2.0 s时速度的大小
v=a t=5.0×2.0m/s=10 m/s
答：（1）物体加速度的大小a为5.0 m/s2；
（2）物体在t=2.0s时速度的大小v为10m/s．
正确答案
解析
解：杆与水平面间夹角为α时小球获得最大速度，说明此时杆处于平衡态，根据力矩平衡条件，有：
N
解得：N=
杆上与滑块接触的点的速度为：v=ω•r=
将滑块上与杆接触的点的速度沿着平行杆和垂直杆正交分解，如图
故滑块的速度为：vM=
故答案为：
（2015秋•宁夏校级期末）在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
（1）当M与m的大小关系满足______时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与______的图象．
（3）如图（a），甲同学根据测量数据做出的a-F图线，说明实验存在的问题是______．
（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？______．
（5）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=______．（结果保留三位有效数字）
正确答案
M＞＞m
平衡摩擦力时木板倾角过大
两小车及车上砝码的总质量不同或M
1.58m/s2
解析
解：（1）以整体为研究对象有mg=（m+M）a
解得a=
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
（2）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但a=
故a与
（3）图中没有拉力时就产生了加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大．
（4）由图可知在拉力相同的情况下a乙＞a丙，
根据F=ma可得m=
（5）每两点之间还有4个点没有标出，所以相邻计数点间的时间间隔T=0.1s
根据作差法得：a=
故答案为：（1）M≫m；（2）
（1）物体做加速运动时加速度a的大小？（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10m/s2）
（2）撤去F后，物体还能滑行多长时间？
正确答案
解：（1）竖直方向：FN=mg-Fsin37°①
又Ff=μFN ②
由①、②代入数据得Ff=6.8N
水平方向：根据牛顿第二定律得：
Fcos37°-Ff=ma
代入数据得a=0.3m/s2
（2）5s末的速度υ=at=0.3×5m/s=1.5m/s
撤去F后a1=-μg=-2m/s2
t=
答：（1）物体做加速运动时加速度a的大小为0.3m/s2；
（2）撤去F后，物体还能滑行0.75s时间．
解析
解：（1）竖直方向：FN=mg-Fsin37°①
又Ff=μFN ②
由①、②代入数据得Ff=6.8N
水平方向：根据牛顿第二定律得：
Fcos37°-Ff=ma
代入数据得a=0.3m/s2
（2）5s末的速度υ=at=0.3×5m/s=1.5m/s
撤去F后a1=-μg=-2m/s2
t=
答：（1）物体做加速运动时加速度a的大小为0.3m/s2；
（2）撤去F后，物体还能滑行0.75s时间．
正确答案
解析
解：设木盒的质量为M，根据牛顿第二定律得，放砝码时，加速度：a1=
拿走砝码施加F时，加速度：a2=
可知a2＞a1．
根据v2=2ax得，x=
由v=at知加速度大的用时短．
木盒滑行时对桌面的压力相同N=Mg+mg．
故选：D．
正确答案
解析
解：若木板光滑，A、B在水平面上不受力，由于物体具有惯性，则AB将以原来的速度做匀速直线运动，保持相对静止；
若木板粗糙，尽管两木块的质量不同，所受的摩擦力大小不同，但其加速度为a=
故选C
正确答案
解析
解：沿AO杆下滑，加速度a=g，位移为L，则L=
沿AB杆下滑，设∠OAB=α，则AB=2Lcosα，加速度a=
根据2Lcosα=
故答案为：
正确答案
解：设匀加速直线运动的时间为t1，匀速直线运动的时间为t2，
根据
又t1+t2=2.9s，
则t1=0.8s，t2=2.1s．
则物体匀加速直线运动的加速度a=
根据牛顿第二定律得，f-mgsinα=ma，解得f=
当物体与传送带相对静止时，所受的摩擦力f′=mgsinα=
答：当物体做匀加速直线运动时，所受的摩擦力为7.5N，方向沿斜面向上；当物体与匀速直线运动时，所受的摩擦力为5N，方向沿斜面向上．
解析
解：设匀加速直线运动的时间为t1，匀速直线运动的时间为t2，
根据
又t1+t2=2.9s，
则t1=0.8s，t2=2.1s．
则物体匀加速直线运动的加速度a=
根据牛顿第二定律得，f-mgsinα=ma，解得f=
当物体与传送带相对静止时，所受的摩擦力f′=mgsinα=
答：当物体做匀加速直线运动时，所受的摩擦力为7.5N，方向沿斜面向上；当物体与匀速直线运动时，所受的摩擦力为5N，方向沿斜面向上．
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