- 牛顿第二定律
- 共12933题
如图所示,五块完全相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的摩擦不计.当用力F推1使它们共同加速运动时,第2块木块对第3块木块的推力为______.
正确答案
解析
解:以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:F=5ma
得:a=
以345整体为研究对象,根据牛顿第二定律:N23=3m•a
得:N23=F
故答案为:
质量为m,牵引力为F的一列火车,所受阻力恒为f,它从静止出发由车站沿直线走过距离为s后,恰到另一车站停止,途中没有用过刹车装置,则途中列车运行的最大速度等于______.
正确答案
解析
解:设火车加速时运行里程为s1,减速运行里程为s2,达到的最大速度为v,
根据牛顿第二定律,火车加速时:F-f=a1m
火车减速时f=a2m
则a1= a2=
由运动学公式得:
v2=2a1s1 v2=2a2s2
得:s1= s2=
由题意:s=s1+s2=+
s•(2a1)•(2a2)=(2a1+2a2)v2
4s•=
得:v=
故答案为:.
如图所示,各面均光滑的斜面体静止在水平地面上,斜面体倾角α=37°,某时刻质量m=1kg的小滑块无初速放在斜面上,同时斜面体受到水平向右的推力F作用,滑块恰好相对斜面静止,一起运动2.4m后斜面体下端A碰到障碍物,斜面体速度立即变为零,已知滑块刚放上斜面体时距地高度h=1.8m,斜面体质量M=3kg,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
求:(1)推力F的大小
(2)滑块落点的斜面底端A的距离.
正确答案
解:设斜面对滑块的弹力为N,取滑块为研究对象,加速度为a,则有:Nsin37°=ma
Ncos37°=mg
解得:a=7.5m/s2
对整体由牛顿第二定律:F=(M+m)a
代入数据解得:F=30N
(2)斜面体停止运动时滑块速度大小为v,根据匀变速运动公式:
v2=2ax1
假设滑块落到水平面上,则
水平位移为:x2=vt2
代入数据解得:x2=3.6m
释放点到斜面底端的水平长度为:L=hcot37°==2.4m
因x2=3.6m>L,故落点在水平地面上,落点到底端A的距离为:
△x=x2-L=3.6-2.4=1.2m
答:(1)推力F的大小为30N;
(2)滑块落点的斜面底端A的距离1.2m.
解析
解:设斜面对滑块的弹力为N,取滑块为研究对象,加速度为a,则有:Nsin37°=ma
Ncos37°=mg
解得:a=7.5m/s2
对整体由牛顿第二定律:F=(M+m)a
代入数据解得:F=30N
(2)斜面体停止运动时滑块速度大小为v,根据匀变速运动公式:
v2=2ax1
假设滑块落到水平面上,则
水平位移为:x2=vt2
代入数据解得:x2=3.6m
释放点到斜面底端的水平长度为:L=hcot37°==2.4m
因x2=3.6m>L,故落点在水平地面上,落点到底端A的距离为:
△x=x2-L=3.6-2.4=1.2m
答:(1)推力F的大小为30N;
(2)滑块落点的斜面底端A的距离1.2m.
如图所示,初始时刻静止在水平面上的两物体A、B堆叠在一起,现对A施加一水平向右的拉力F,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若地面光滑,整体研究,以B达到最大静摩擦力时,加速度达到最大,再由牛顿第二定律,依据隔离法,求得拉力F,因此两物体是否会滑动,拉力F有大小限制,故A说法错误;
B、若地面粗糙,A向右运动,根据摩擦力的方向,从而确定A、B间,及地面与B间的摩擦力大小关系,从而确定运动情况,B是否运动与拉力F大小无关,故B说法错误;
C、若两物体一起运动,不论是匀速,还是变速,则A、B间一定存在摩擦力,故C说法错误;
D、若A、B间发生相对滑动,对物体B受力分析可知,水平方向所受合力F合由A对B物体的滑动摩擦力fAB与B与地面摩擦力fB地决定,由牛顿第二定律可知B的加速度,与拉力F无关,故D说法正确;
故选:D.
如图所示,木盒中固定一质量为m的砝码,木盒和砝码在桌面上一起以初速度v0滑行一段距离s1后停止.今拿走砝码,而持续加一个竖直向下的恒力F(F=mg),其他条件不变,木盒滑行的距离s2,则s1______s2(填“>”、“<”、“=”)
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:=μg
拿走砝码施加F时,加速度:=
可知a2>a1.
根据v2=2ax得,x=,知加速度增大,则滑行的距离变小.即:s1>s2
故答案为:>
甲、乙两物体质量之比为2:1,所受合外力之比为1:2,则甲、乙两物体运动的加速度之比为______;若甲、乙均由静止开始经过相同的时间,则通过相等的位移之比为______.
正确答案
1:4
1:4
解析
解:由a=得,
由x=at2,故
故答案为:1:4,1:4.
一小球从空中由静止下落,已知下落过程中小球所受阻力与速度的平方成正比,设小球离地足够高,则( )
正确答案
解析
解:对小球受力分析知,小球的加速度a=,速度增大,加速度减小,当加速度减小到零,重力与阻力相等,做匀速直线运动.所以小球先加速后匀速.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
(2014秋•雅安期末)如图所示,质量M=8kg的小车放在光滑水平面上,在小车左端加一水平推力F=8N.当小车向右运动的速度达到3m/s时,在小车右端轻轻地放一个大小不计、质量m=2kg的小物块.小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长.g取10m/s2,则:
(1)放上小物块后,小物块及小车的加速度各为多大;
(2)经多长时间两者达到相同的速度;
(3)从小物块放上小车开始,经过t=3s小物块通过的位移大小为多少?
正确答案
解:(1)对小车和物体受力分析,由牛顿第二定律可得,小物块的加速度am=μg=0.2×10=2 m/s2
小车的加速度aM==
=0.5 m/s2
(2)由amt=v0+aMt,得t=2 s,则v同=2×2 m/s=4 m/s
(3)在开始2 s内,小物块通过的位移:x1=amt2=
=4 m
在接下来的1 s内小物块与小车相对静止,一起做匀加速运动,加速度:a==
=0.8 m/s2
小物块的位移:x2=v同t′+at′2=4×
=4.4 m
通过的总位移x=x1+x2=4+4.4=8.4 m.
答:(1)放上小物块后,小物块为2 m/s2,小车的加速度为0.5 m/s2;
(2)经2s两者达到相同的速度;
(3)从小物块放上小车开始,经过t=3s小物块通过的位移大小为8.4m.
解析
解:(1)对小车和物体受力分析,由牛顿第二定律可得,小物块的加速度am=μg=0.2×10=2 m/s2
小车的加速度aM==
=0.5 m/s2
(2)由amt=v0+aMt,得t=2 s,则v同=2×2 m/s=4 m/s
(3)在开始2 s内,小物块通过的位移:x1=amt2=
=4 m
在接下来的1 s内小物块与小车相对静止,一起做匀加速运动,加速度:a==
=0.8 m/s2
小物块的位移:x2=v同t′+at′2=4×
=4.4 m
通过的总位移x=x1+x2=4+4.4=8.4 m.
答:(1)放上小物块后,小物块为2 m/s2,小车的加速度为0.5 m/s2;
(2)经2s两者达到相同的速度;
(3)从小物块放上小车开始,经过t=3s小物块通过的位移大小为8.4m.
如图所示斜面倾角为30°,小木块在恒定外力F作用下,从A点由静止开始作匀加速运动,前进了0.45m抵达B点时,立即撤去外力.此后小木块又前进0.15m到达C点,速度为零.已知木块与斜面动摩擦因数μ=
/6,木块质量m=1kg.( g=10m/s2)
求:
(1)木块向上经过B点时速度为多大?
(2)若木块在AB段所受恒力F沿斜面向上,F多大?
(3)若木块在AB段所受恒力F沿水平方向,F多大?
正确答案
解:(1)撤去外力后,小木块做匀减速运动从B运动到C,
根据牛顿第二定律列方程:mgsinθ+μmgcosθ=ma
得加速度大小为 a=g(sinθ+μcosθ)=7.5m/s2
根据运动学方程 -
=-2as得
代入可解得 =
=1.5m/s
(2)外力沿斜面向上时,设外加恒力为F则刚开始从A运动到B的加速度为
根据牛顿第二定律列方程:F-(mgsinθ+μmgcosθ)=ma1
刚开始是做匀加速直线运动,故有:=2a1s1
代入数据可求得:F=10N
(3)当外力水平时,物体的加速度不变,仍为a1,沿斜面方向由牛顿第二定律可得:
Fcosθ-mgsinθ-μ(mgcosθ+Fsinθ)=ma1
代入数据可求得:F=8N
答:
(1)木块向上经过B点时速度为是1.5m/s.
(2)若木块在AB段所受恒力F沿斜面向上,F是10N.
(3)若木块在AB段所受恒力F沿水平方向,F是8N.
解析
解:(1)撤去外力后,小木块做匀减速运动从B运动到C,
根据牛顿第二定律列方程:mgsinθ+μmgcosθ=ma
得加速度大小为 a=g(sinθ+μcosθ)=7.5m/s2
根据运动学方程 -
=-2as得
代入可解得 =
=1.5m/s
(2)外力沿斜面向上时,设外加恒力为F则刚开始从A运动到B的加速度为
根据牛顿第二定律列方程:F-(mgsinθ+μmgcosθ)=ma1
刚开始是做匀加速直线运动,故有:=2a1s1
代入数据可求得:F=10N
(3)当外力水平时,物体的加速度不变,仍为a1,沿斜面方向由牛顿第二定律可得:
Fcosθ-mgsinθ-μ(mgcosθ+Fsinθ)=ma1
代入数据可求得:F=8N
答:
(1)木块向上经过B点时速度为是1.5m/s.
(2)若木块在AB段所受恒力F沿斜面向上,F是10N.
(3)若木块在AB段所受恒力F沿水平方向,F是8N.
如图所示,传送带与地面的倾角θ=37°,从A端到B端的长度为16m,传送带以v=10m/s的速度沿逆时针方向转动.在传送带上端A处无初速地放置一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,求物体从A端运动到B端所需的时间是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解析
解:在物体运动的开始阶段受力如图所示,由牛顿第二定律,得:mgsinθ+μmgcosθ=ma
此阶段物体的加速度为:a=gsinθ+μgcosθ=10×0.6+0.5×10×0.8=10m/s2
物体加速至与传送带速度相等时需要的时间为:t1==
=1s,
第一段加速发生的位移为:s1=at12=
=5m
由s1=5m<16m可知物体加速到10m/s时仍未到达B点.
由于μ<tanθ,物体继续向下做匀加速直线运动,设所用时间为t2,加速度为
a′==2m/s2
有:L-s1=vt2+
解得 t2=1s
所以总时间为:t=t1+t2=1+1=2s
答:物体从A端运动到B端所需的时间是2s.
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