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题型:简答题
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简答题

如图所示,足够长的斜面体质量为5Kg,倾角为37°,静止在水平地面上.一质量为m=2Kg的物块以某一初速度释放后恰能沿斜面匀速下滑.重力加速度g=10米/秒2.(sin37°=0.6   cos37°=0.8)求:

①物块与斜面间的动摩擦因数

②现在给正在下滑的物块一个向右的水平推力F,且F=20N,求物块下滑时的加速度?

③求在②状态下时地面对斜面体的支持力和摩擦力分别是多大?

正确答案

解:①对物体受力分析可知mgsinθ=μmgcosθ⇒μ=tanθ=0.75

②物块受力如图示.建立图示坐标系

联立可得 FN=28N

a=12.5m/s2方向沿斜面向上             

③对斜面体受力分析 如图示.

联立可得   

答:①物块与斜面间的动摩擦因数为0.75

②现在给正在下滑的物块一个向右的水平推力F,且F=20N,物块下滑时的加速度为12.5m/s2

③求在②状态下时地面对斜面体的支持力和摩擦力分别是85N,0

解析

解:①对物体受力分析可知mgsinθ=μmgcosθ⇒μ=tanθ=0.75

②物块受力如图示.建立图示坐标系

联立可得 FN=28N

a=12.5m/s2方向沿斜面向上             

③对斜面体受力分析 如图示.

联立可得   

答:①物块与斜面间的动摩擦因数为0.75

②现在给正在下滑的物块一个向右的水平推力F,且F=20N,物块下滑时的加速度为12.5m/s2

③求在②状态下时地面对斜面体的支持力和摩擦力分别是85N,0

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题型: 单选题
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单选题

如图甲所示,在倾角为30°的足够长的光滑斜面上,有一质量为m的物体,受到沿斜面方向的力F作用,力F按图乙所示规律变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正).则物体运动的速度v随时间t变化的规律是下图中的(物体的初速度为零,重力加速度取10m/s2)(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:在0-1s内,根据牛顿第二定律得,方向沿斜面向上,物体向上做匀加速直线运动;在1-2s内,拉力为零,根据牛顿第二定律得,,方向沿斜面向下,物体沿斜面向上做匀减速直线运动,2s末速度为零.在2-3s内,根据牛顿第二定律得,.方向沿斜面向下,物体沿斜面向下做匀加速直线运动,3s末的速度大小v=a3t=15m/s.故C正确,A、B、D错误.

故选C.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量m=40kg的木块静止于水平面上,某时刻在大小为200N、方向与水平方向成θ=37°角斜向上的恒力F作用下做匀加速直线运动,2s末撤去力F时木块已经滑行的距离为s0=5.2m,(重力加速度g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:

(1)木块与地面间的动摩擦因数.

(2)撤去拉力后,木块继续滑行的距离.

正确答案

解:(1)设木块加速阶段的加速度为a1

由匀变速直线运动的规律得,

在竖直方向上:N+Fsinθ=mg,

在水平方向上:Fcosθ-μN=ma1

代入数据解得μ=0.2.

(2)2s末木块的速度v1=a1t1

匀加速运动的加速度a2=μg,

木块继续滑行的距离s=

代入数据解得s=6.76m.

答:(1)木块与地面间的动摩擦因数为0.2.

(2)撤去拉力后,木块继续滑行的距离为6.76m.

解析

解:(1)设木块加速阶段的加速度为a1

由匀变速直线运动的规律得,

在竖直方向上:N+Fsinθ=mg,

在水平方向上:Fcosθ-μN=ma1

代入数据解得μ=0.2.

(2)2s末木块的速度v1=a1t1

匀加速运动的加速度a2=μg,

木块继续滑行的距离s=

代入数据解得s=6.76m.

答:(1)木块与地面间的动摩擦因数为0.2.

(2)撤去拉力后,木块继续滑行的距离为6.76m.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一质量M=3.0kg、足够长的木板B放在光滑的水平面上,其上表面放置质量m=l.0kg的小木块A,A、B均处于静止状态,A与B间的动摩擦因数µ=0.30,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.现给木块A施加一随时间t变化的水平力F=kt(k=2.0N/s),取g=10m/s2

(1)若木板B固定,则经过多少时间木块A开始滑动?

(2)若木板B固定,求t2=2.0s时木块A的加速度大小.

(3)若木板B不固定,求t3=1.0S时木块A受到的摩擦力大小.

正确答案

解:(1)当木板固定时,A开始滑动瞬间,水平力F与最大静摩擦力大小相等,则:

F=f=μmg

设经过t1时间A开始滑动,则:F=kt1

(2)t=2s时,有:

F=kt=2×2N=4N

有牛顿第二定律有:F-μmg=ma

a=

(3)在t=1s时水平外力为:F=kt=2×1N=2n

由于此时外力小于最大静摩擦力,两者一定不发生相对滑动,故一起做匀加速运动,以整体为研究对象,有牛顿第二定律可得:

F=(m+M)a′

对A受力分析为:F-f=ma′

f=F-ma′=2-1×0.5N=1.5N

答:(1)若木板B固定,则经过1.5s木块A开始滑动

(2)若木板B固定,求t2=2.0s时木块A的加速度大小为1m/s2

(3)若木板B不固定,求t3=1.0S时木块A受到的摩擦力大小为1.5N.

解析

解:(1)当木板固定时,A开始滑动瞬间,水平力F与最大静摩擦力大小相等,则:

F=f=μmg

设经过t1时间A开始滑动,则:F=kt1

(2)t=2s时,有:

F=kt=2×2N=4N

有牛顿第二定律有:F-μmg=ma

a=

(3)在t=1s时水平外力为:F=kt=2×1N=2n

由于此时外力小于最大静摩擦力,两者一定不发生相对滑动,故一起做匀加速运动,以整体为研究对象,有牛顿第二定律可得:

F=(m+M)a′

对A受力分析为:F-f=ma′

f=F-ma′=2-1×0.5N=1.5N

答:(1)若木板B固定,则经过1.5s木块A开始滑动

(2)若木板B固定,求t2=2.0s时木块A的加速度大小为1m/s2

(3)若木板B不固定,求t3=1.0S时木块A受到的摩擦力大小为1.5N.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,物体A的质量M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻物体A以v0=4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力F=5N.忽略物体A的大小,已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10m/s2,试求:

(1)物体A在平板车上经多长时间与平板车有相同的速度;

(2)物体A在小车上运动时相对小车向右滑行的最大距离.

(3)如果要使A不至于从B上滑落,拉力F大小应满足的条件.

正确答案

解:(1)物体A滑上木板B以后,做匀减速运动,有:

μmg=maA

得:aA=μg=2m/s2

木板B做加速运动,有:

F+μmg=MaB

得:aB=14m/s2

两者速度相同时,有v0-aAt=aBt

得:t=0.25 s

(2)达到共同速度时,物体A在小车上运动时相对小车向右滑行的距离最大;

A滑行距离:

B滑行距离:

最大距离:△x=xA-xB=0.5m

(3)物体A不从B右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,则:

=

又:

联立以上两式,可得:aB=6m/s2

再代入②式得:F=maB-μMmg=1N

当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.即有:F=(M+m)a,μmg=ma

所以F=3N

综上:力F应满足的条件是1N≤F≤3N

答:(1)物体A在平板车上经0.25s时间与平板车有相同的速度;

(2)物体A在小车上运动时相对小车向右滑行的最大距离为0.5m;

(3)如果要使A不至于从B上滑落,拉力F大小应满足的条件为1N≤F≤3N.

解析

解:(1)物体A滑上木板B以后,做匀减速运动,有:

μmg=maA

得:aA=μg=2m/s2

木板B做加速运动,有:

F+μmg=MaB

得:aB=14m/s2

两者速度相同时,有v0-aAt=aBt

得:t=0.25 s

(2)达到共同速度时,物体A在小车上运动时相对小车向右滑行的距离最大;

A滑行距离:

B滑行距离:

最大距离:△x=xA-xB=0.5m

(3)物体A不从B右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,则:

=

又:

联立以上两式,可得:aB=6m/s2

再代入②式得:F=maB-μMmg=1N

当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.即有:F=(M+m)a,μmg=ma

所以F=3N

综上:力F应满足的条件是1N≤F≤3N

答:(1)物体A在平板车上经0.25s时间与平板车有相同的速度;

(2)物体A在小车上运动时相对小车向右滑行的最大距离为0.5m;

(3)如果要使A不至于从B上滑落,拉力F大小应满足的条件为1N≤F≤3N.

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题型:填空题
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填空题

(2015秋•钦州校级月考)将质量为0.5kg的小球,以30m/s的速度竖直上抛,经过2.5s小球到达最高点(取g=10m/s),求;

(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力;

(2)小球在最高点时的加速度大小;

(3)若空气阻力不变,小球下落时的加速度为多大?

正确答案

解析

解:(1)根据速度时间公式得,小球上升过程中的加速度大小为:a=

根据牛顿第二定律得:mg+f=ma,

解得:f=ma-mg=0.5×(12-10)N=1N.

(2)在最高点,速度为零,则阻力为零,根据牛顿第二定律得,加速度为:

(3)下落过程中的加速度为:

答:(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力为1N;

(2)小球在最高点时的加速度大小为10m/s2

(3)若空气阻力不变,小球下落时的加速度为8m/s2

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题型: 单选题
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单选题

一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替.如图(a)所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径.现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度υ0抛出,如图(b)所示.则在其轨迹最高点P处的曲率半径是(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:物体在其轨迹最高点P处只有水平速度,其水平速度大小为v0cosα,

在最高点,把物体的运动看成圆周运动的一部分,物体的重力作为向心力,

由向心力的公式得 mg=m

所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是ρ=,故C正确.

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示,以下说法正确的是(  )

(已知cos53°=0.6,sin53°=0.8)

A小球静止时细绳的弹力大小为mg

B小球静止时弹簧的弹力大小为mg

C细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g

D细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g

正确答案

A,D

解析

解:A、B小球静止时,分析受力情况,如图,由平衡条件得:

弹簧的弹力大小为:F=mgtan53°=

细绳的拉力大小为:T==.故A正确,B错误.

C、D细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小为:

a==.故C错误,D正确.

故选:AD

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题型:填空题
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填空题

如图所示,A、B、C是同一半径为R的竖直圆周上的三个点,C为最低点,AC、BC为两条分别与水平方向成α、β角的光滑导轨.则物体从A、B点滑到C点所经历的时间之比为______,到达C点时的速率之比为______

正确答案

1:1

解析

解:当物体沿AC轨道运动时,对物体受力分析可知,物体在AC轨道上的合力的大小为mgsinα=ma,所以物体的加速度大小为a=gsinα,设圆的半径为R,由圆的几何关系可知,AC的长度为2Rsinα,由x=at2可得物体由A运动到C得时间为t=,同理可得,沿BC运动时,加速度的大小为gsinθ,BC的长度为2Rsinθ,物体由B运动到C得时间t=,所以物体分别从A、B点滑到C点所经历的时间之比1:1;

由速度公式v=at可得,沿AC运动时,物体的速度的大小为VA=gsinα,沿BC运动时,物体的速度的大小为VB=gsinβ,所以A、B点到达C点时的速率之比为

故答案为:1:1;

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题型:填空题
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填空题

如图所示,质量m=1kg的小物块受到平行斜面向上的拉力F,沿斜面做匀加速运动,其初速度的大小为v0=2m/s,经t=2s的时间物块在斜面上运动的位移s=10m.已知斜面倾角θ=37°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.1.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)则物块加速度的大小为______m/s2,拉力F的大小为______N.

正确答案

3

9.8或2.2

解析

解:根据运动学基本公式得:

x=v0t+at2

解得:a==3m/s2

对物块进行受力分析,若物块向上加速运动,则

根据牛顿第二定律得:

a=

代入数据解得:F=9.8N

若物块向下加速运动,则

根据牛顿第二定律得:

a=

代入数据解得:F=2.2N

故答案为:3; 9.8或2.2.

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