- 牛顿第二定律
- 共12933题
一物体从曲面上的A点自由滑下(如图所示),通过水平静止的粗糙传送带后落到地面上的P点.若传送带沿逆时针的方向转动起来,再把该物体放到A点,让其自由滑下,那么( )
正确答案
解析
解:物块从光滑曲面上滑下时,根据机械能守恒定律得知:两次物块滑到B点速度相同,即在传送带上做匀减速直线运动的初速度相同.当水平传送带静止时和逆时针方向转动时,物体都受到相同的滑动摩擦力而做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得知:物块匀减速直线运动的加速度相同,当物块滑离传送带,两次通过的位移相同,根据运动学公式得知,物块滑离传送带时的速度相同,则做平抛运动的初速度相同,所以物块将仍落在P点.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
一物块以一定的初速度沿斜面向上滑动,到达最高点后沿斜面向下滑动,利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间变化的关系图象如图所示,求:
(1)物块上滑和下滑的加速度大小;
(2)物块沿斜面向上滑行的最大距离x.
正确答案
解:(1)由图示图象可知,物块向上滑行时的加速度:a==
=-8m/s2,负号表示加速度方向平行与斜面向下;
物块向下滑行时的加速度:a′==
=2m/s2;
(2)由图示图象可知,物块向上滑行时的初速度:v=4m/s,末为为零,运动时间:t=0.5s,
物块向上做匀减速直线运动,向上滑行的最大距离:x=t=
×0.5=1m;
答:(1)物块上滑和下滑的加速度大小分别为8m/s2、2m/s2;
(2)物块沿斜面向上滑行的最大距离x为1m.
解析
解:(1)由图示图象可知,物块向上滑行时的加速度:a==
=-8m/s2,负号表示加速度方向平行与斜面向下;
物块向下滑行时的加速度:a′==
=2m/s2;
(2)由图示图象可知,物块向上滑行时的初速度:v=4m/s,末为为零,运动时间:t=0.5s,
物块向上做匀减速直线运动,向上滑行的最大距离:x=t=
×0.5=1m;
答:(1)物块上滑和下滑的加速度大小分别为8m/s2、2m/s2;
(2)物块沿斜面向上滑行的最大距离x为1m.
如图所示,物体的质量m=4kg,与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2,在倾角为37°、F=10N的恒力作用下,由静止开始加速运动,当t=5s时撤去F,求:
(1)物体做加速运动时的加速度a;
(2)撤去F后,物体还能滑行多长时间?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解:(1)根据牛顿第二定律得,物体做加速运动的加速度为:
a==
=0.3m/s2.
(2)5s末的速度为:v=at=1.5m/s,
根据牛顿第二定律得,撤去F后的加速度为:,
则物体还能滑行的时间为:.
答:(1)物体做加速运动的加速度为0.3m/s2;
(2)撤去F后,物体还能滑行0.75s.
解析
解:(1)根据牛顿第二定律得,物体做加速运动的加速度为:
a==
=0.3m/s2.
(2)5s末的速度为:v=at=1.5m/s,
根据牛顿第二定律得,撤去F后的加速度为:,
则物体还能滑行的时间为:.
答:(1)物体做加速运动的加速度为0.3m/s2;
(2)撤去F后,物体还能滑行0.75s.
在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩链接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为的加速度向东行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( )
正确答案
解析
解:设PQ两边的车厢数为P和Q,
当机车在东边拉时,根据牛顿第二定律可得:F=Pm•a,
当机车在西边拉时,根据牛顿第二定律可得:F=Qm•a,
根据以上两式可得:,
即两边的车厢的数目可能是2和3,或4和6,或6和9,或8和12,等等,
所以总的车厢的数目可能是5、10、15、20,
所以可能的是BC.
故选:BC.
质量为2kg的物体受到8N的水平拉力从静止开始加速,已知地面光滑.求:
(1)物体运动的加速度大小;
(2)物体运动5s末的速度大小;
(3)物体运动5s的位移大小.
正确答案
解:(1)物体受重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:
F=ma
解得:
a=
(2)物体做匀加速直线运动,根据速度时间关系公式,有:
v=at=4×5=20m/s
(3)物体做匀加速直线运动,根据位移时间关系公式,有:
x==
答:(1)物体运动的加速度大小为4m/s2;(2)物体运动5s末的速度大小为20m/s;(3)物体运动5s的位移大小为50m.
解析
解:(1)物体受重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:
F=ma
解得:
a=
(2)物体做匀加速直线运动,根据速度时间关系公式,有:
v=at=4×5=20m/s
(3)物体做匀加速直线运动,根据位移时间关系公式,有:
x==
答:(1)物体运动的加速度大小为4m/s2;(2)物体运动5s末的速度大小为20m/s;(3)物体运动5s的位移大小为50m.
如图,一木块通过长度忽略不计的绳固定在小车的前壁上,小车表面光滑.某时刻小车由静止开始向右匀加速运动,经过2s,细绳断裂.细绳断裂后,小车的加速度不变,又经过一段时间,滑块从小车左端刚好掉下,在这段时间内,已知滑块相对小车前3s内滑行了4.5m;后3s内滑行了10.5m.
(1)小车的加速度多大?
(2)从绳断到滑块离开车尾所用时间是多少?
(3)小车的长度是多少?
正确答案
解:(1)设绳断裂时滑块和小车的速度为v0,加速度为a,后3s初的速度为v1,则前3s:
x车-x物=at2=4.5m
解得:a=1m/s2
故小车的加速度为1m/s2.
(2)v0=at=2m/s
故细绳断裂时,物块的速度为2m/s.
后3s:x车=v1t+
s物=v0t
所以x车-x物=(v1-v0)t=10.5m
所以v1=4m/s
则车和物运动总时间为 t=+3=7s
断后,物体和小车共运动了5s
(3)车长L=x′车-x′物=v0tat2-v0t=12.5m
答:(1)小车的加速度1m/s2
(2)从绳断到滑块离开车尾所用时间是5s;
(3)小车的长度是12.5m.
解析
解:(1)设绳断裂时滑块和小车的速度为v0,加速度为a,后3s初的速度为v1,则前3s:
x车-x物=at2=4.5m
解得:a=1m/s2
故小车的加速度为1m/s2.
(2)v0=at=2m/s
故细绳断裂时,物块的速度为2m/s.
后3s:x车=v1t+
s物=v0t
所以x车-x物=(v1-v0)t=10.5m
所以v1=4m/s
则车和物运动总时间为 t=+3=7s
断后,物体和小车共运动了5s
(3)车长L=x′车-x′物=v0tat2-v0t=12.5m
答:(1)小车的加速度1m/s2
(2)从绳断到滑块离开车尾所用时间是5s;
(3)小车的长度是12.5m.
如图所示,一质量为0.5kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,求:(g=10m/s2)
(1)当小球在圆上最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多少?
(2)当小球在圆下最低点速度为4m/s时,细线的拉力是多少?
正确答案
解:
(1)当小球在圆上最高点时,根据牛顿第二定律得
F1+mg=m
得到 F1=m-mg=0.5(
-10)N=15N
(2)当小球在圆下最低点时,
F2-mg=m
得到 F2=mg+m=0.5(10+
)N=45N
答:
(1)当小球在圆上最高点速度为4m/s时,细线的拉力是15N;
(2)当小球在圆下最低点速度为4m/s时,细线的拉力是45N.
解析
解:
(1)当小球在圆上最高点时,根据牛顿第二定律得
F1+mg=m
得到 F1=m-mg=0.5(
-10)N=15N
(2)当小球在圆下最低点时,
F2-mg=m
得到 F2=mg+m=0.5(10+
)N=45N
答:
(1)当小球在圆上最高点速度为4m/s时,细线的拉力是15N;
(2)当小球在圆下最低点速度为4m/s时,细线的拉力是45N.
一根弹簧两端各系着两个物体A、B,已知mB=2mA,保持平衡状态,剪断绳子的一瞬间,物体A、B的加速度大小分别是( )
正确答案
解析
解:悬线被剪断前,根据平衡条件得
对B物体:弹簧的拉力F1=2mg,
对整体:悬线的拉力F2=3mg
当悬线突然被剪断的瞬间,F2=0,F1=2mg,则此瞬间A的合力等于大小等于F2=3mg,B的合力大小等于0
根据牛顿第二定律得
对B:aB==0
对A:aA==3g
故ABD错误,C正确.
故选:C.
如图所示水平传送带保持速度v匀速向右运行,上表面AB的长度为1,传送带B端用一光滑小圆弧与光滑斜面的底端连接,现在A处将一个质量为m的货物〔可视为质点)轻放在传送带A端,货物经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零.已知传送带与货物之间的动摩擦因数μ=
,求:
(1)货物在传送带上运动的时间;
(2)传送带对货物所做的功
(3)到达C点的货物由于未搬走而造成货物在斜面上又下滑.求货物再次达到斜面的高度.
正确答案
解:(1)货物箱在传送带上做匀加速运动过程,根据牛顿第二定律有
μmg=ma
解得:
a=μg
由运动学公式v2=2as,解得:
S=
所以货物箱在传送带上先加速后匀速,有:
T1==
T2==
T=T1+T2=
(2)由动能定理得:
W=mv2
(3)根据对称性货物再次经过传送带加速后速度:v2=V
由机械能守恒定律可得:
mgh=mv22
h=
答:(1)货物在传送带上运动的时间为;(2)传送带对货物所做的功为
mv2;(3)货物再次达到斜面的高度为
.
解析
解:(1)货物箱在传送带上做匀加速运动过程,根据牛顿第二定律有
μmg=ma
解得:
a=μg
由运动学公式v2=2as,解得:
S=
所以货物箱在传送带上先加速后匀速,有:
T1==
T2==
T=T1+T2=
(2)由动能定理得:
W=mv2
(3)根据对称性货物再次经过传送带加速后速度:v2=V
由机械能守恒定律可得:
mgh=mv22
h=
答:(1)货物在传送带上运动的时间为;(2)传送带对货物所做的功为
mv2;(3)货物再次达到斜面的高度为
.
如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长且固定在竖直平面的均匀细直杆与水平方向成θ=37°角,质量m=2kg的小球穿在细杆上且静止于距细杆底端O较远的某处,开启送风装置,有水平向左的恒定风力F作用于小球上,在t1=2.5s时刻风停止.小球沿细杆运动的部分v-t图象如图乙所示,已知送风时小球对直杆仍然有垂直于直杆向下的压力作用,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小球与细杆间的动摩擦因数μ;
(2)水平风力F的大小.
正确答案
解:(1)由速度图象可知,在2.5s以后,小球做匀速运动,由平衡条件有:
mgsinθ-μmgcosθ=0,
代入数据解得:μ=0.75.
(2)由牛顿第二定律有:mgsinθ+Fcosθ-μFN=ma,
FN+Fsinθ-mgcosθ=0,
由图象知,小球在加速阶段的加速度大小为:a=,
代入数据解得:F=22.4N.
答:(1)小球与细杆间的动摩擦因数μ为0.75;
(2)水平风力F的大小为22.4N.
解析
解:(1)由速度图象可知,在2.5s以后,小球做匀速运动,由平衡条件有:
mgsinθ-μmgcosθ=0,
代入数据解得:μ=0.75.
(2)由牛顿第二定律有:mgsinθ+Fcosθ-μFN=ma,
FN+Fsinθ-mgcosθ=0,
由图象知,小球在加速阶段的加速度大小为:a=,
代入数据解得:F=22.4N.
答:(1)小球与细杆间的动摩擦因数μ为0.75;
(2)水平风力F的大小为22.4N.
扫码查看完整答案与解析