- 牛顿第二定律
- 共12933题
质量为m的物块A和质量为m的物块B相互接触放在水平面上,如图所示.若对A施加水平推力F,则两物块沿水平方向做加速运动.关于A对B的作用力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B:以AB组成的整体为研究的对象,,设AB之间的作用力为F′,则B的受力:
故A错误.B正确;
C:以AB组成的整体为研究的对象,,则B的受力:
故C正确;
D:以AB组成的整体为研究的对象,,则B的受力:
,故D正确.
故选:BCD
(2015秋•西昌市期末)一种“俯式冰撬”滑溜运动,运动员从起跑线推着冰撬加速一段相同距离,再跳上冰撬自由滑行,滑行距离最远者获胜.运动过程可简化为如图所示的模型,某一质量m=20kg的冰撬静止在水平冰面上的A处,质量M=60kg的运动员,用与水平方向成α=37°的恒力F=200N斜向下推动冰撬,沿AP方向一起做匀加速直线运动,当冰撬到达P点时运动员迅速跳上冰撬与冰撬一起运动(运动员跳上冰撬瞬间,运动员和冰撬的速度不变).已知冰撬从A到P的运动时间为2s,冰撬与冰面间的动摩擦因数为0.2,不计冰撬长度和空气阻力.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)AP的距离
(2)冰撬从P点开始还能继续滑行多久.
正确答案
解:(1)水平方向Fcos37°-f=ma1
竖直方向Fsin37°+mg=N
f=μN
得:
由位移时间关系得,m
(2)到P时 vP=a1t1=9.6m/s
跳上后
s
答:(1)AP的距离为9.6m
(2)冰撬从P点开始还能继续滑行4.8s.
解析
解:(1)水平方向Fcos37°-f=ma1
竖直方向Fsin37°+mg=N
f=μN
得:
由位移时间关系得,m
(2)到P时 vP=a1t1=9.6m/s
跳上后
s
答:(1)AP的距离为9.6m
(2)冰撬从P点开始还能继续滑行4.8s.
光滑水平桌面上有一个质量为2kg的物体,它在水平方向上受到互成60°角的两个力的作用,这两个力都是14N.这个物体加速度的大小是多少?沿什么方向?
正确答案
解:对物体受力分析,受重力、支持力和在水平方向上互成60°角的两个力,由于物体在水平面上运动,故重力和支持力的作用抵消,故合力为:
F合=2Fcos30°=2×14×N=14
N
方向在两个力的角平分线上;
根据牛顿第二定律,有:
a==
m/s2=7
m/s2
方向在两个力的角平分线上;
答:这个物体的加速度大小是7m/s2,方向在两个力的角平分线上.
解析
解:对物体受力分析,受重力、支持力和在水平方向上互成60°角的两个力,由于物体在水平面上运动,故重力和支持力的作用抵消,故合力为:
F合=2Fcos30°=2×14×N=14
N
方向在两个力的角平分线上;
根据牛顿第二定律,有:
a==
m/s2=7
m/s2
方向在两个力的角平分线上;
答:这个物体的加速度大小是7m/s2,方向在两个力的角平分线上.
如图天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球.两小球均保持静止.当突然剪断细绳时,上面小球A与下面小球B的加速度为( )
正确答案
解析
解:设小球的质量为m,根据平衡知,弹簧的弹力F=mg,
剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力不变,隔离对B分析,,对A分析,
,故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
在反恐演习中,中国特种兵进行了飞行跳伞表演.某伞兵从静止的直升飞机上跳下,在t0时刻打开降落伞,在3t0时刻以速度v2着地.伞兵速度随时间变化的规律如图所示.下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在t0~3t0的时间内,假设伞兵做匀减速直线运动,图象为向下倾斜的直线,其平均速度为,根据“面积”等于位移可知,匀减速直线运动的位移大于伞兵实际运动的位移,则平均速度
<
,故A错误;
B、设降落伞和伞兵的总质量为m,所受的阻力为f,加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:f-mg=ma,得f=mg+ma,由图知a逐渐减小,则f也逐渐减小.即降落伞和伞兵所受的阻力越来越小.故B错误.
C、在0~t0时间伞兵做匀加速直线运动,加速度不变,t0~3t0时间内图线的斜率逐渐减小,则加速度逐渐减小.故C错误.
D、第一个伞兵在空中打开降落伞时的速度比第二个伞兵跳下时速度大,所以两者距离逐渐变大,后来第二个人的速度大于第一个跳伞运动员时,两者距离又减小,故D正确;
故选:D.
如图所示,水平传送带的长度L=10m,皮带轮的半径R=0.1m,皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动.现有一小物体(视为质点)从A点无初速度放到传送带上,到B点时速度刚好达到传送带的速度v0,越过B点后做平抛运动,落地时物体速度与水平面之间的夹角为θ=45°.已知B点到地面的高度h=5m,g=10m/s2,求:
(1)小物体做平抛运动的水平位移S.
(2)皮带轮的角速度ω
(3)物体与传送带间动摩擦因数u.
正确答案
解:(1)物体从B开始做平抛运动,设平抛运动时间为t,
在竖直方向上:h=gt2…①
解得:t==
s=1s…②;
竖直方向速度:vy=gt=10×1=10m/s…③,
又由几何关系知水平速度:v0=vytan45°=10×1=10m/s…④,
物体平抛运动的水平位移:s=v0t=(10×1)m=10m…⑤;
(2)由线速度与角速度的关系可知:v=Rω…⑥,
传送带角速度:ω==
rad/s=100rad/s…⑦,
(3)由匀变速运动的速度位移公式得:v2-v02=2aL…⑧
解得:a==
=5m/s2…⑨,
对物体,由牛顿第二定律得:a==μg,
动摩擦因数:μ==
=0.5;
答:(1)小物体越过B点后经1s落地,平抛的水平位移为10m;
(2)皮带轮的角速度为100rad/s;
(3)物体与传送带间的动摩擦因为0.5.
解析
解:(1)物体从B开始做平抛运动,设平抛运动时间为t,
在竖直方向上:h=gt2…①
解得:t==
s=1s…②;
竖直方向速度:vy=gt=10×1=10m/s…③,
又由几何关系知水平速度:v0=vytan45°=10×1=10m/s…④,
物体平抛运动的水平位移:s=v0t=(10×1)m=10m…⑤;
(2)由线速度与角速度的关系可知:v=Rω…⑥,
传送带角速度:ω==
rad/s=100rad/s…⑦,
(3)由匀变速运动的速度位移公式得:v2-v02=2aL…⑧
解得:a==
=5m/s2…⑨,
对物体,由牛顿第二定律得:a==μg,
动摩擦因数:μ==
=0.5;
答:(1)小物体越过B点后经1s落地,平抛的水平位移为10m;
(2)皮带轮的角速度为100rad/s;
(3)物体与传送带间的动摩擦因为0.5.
如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°,表面光滑的斜面体,物体A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出.如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中.(A、B均可看作质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;
(2)物体B抛出时的初速度v2;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h.
正确答案
解:(1)物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得:
mgsinθ=ma,
代入数据得:a=gsin37°=6 m/s2
设经过t时间B物体击中A物体,
由速度公式得:0=v1-at,
t==1 s,
(2)A的水平位移和平抛物体B的水平位移相等:
x=v1tcos 37°=
=2.4 m,
B做平抛运动,水平方向上是匀速直线运动,所以平抛初速度为:
v2==
=2.4 m/s,
(3)物体A、B间初始位置的高度差等于A上升的高度和B下降的高度的和,
所以物体A、B间的高度差为:h=v1tsin 37°+
gt2=
=6.8 m,
答:(1)物体A上滑到最高点所用的时间t为1 s;
(2)物体B抛出时的初速度v2为2.4 m/s;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h为6.8 m.
解析
解:(1)物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得:
mgsinθ=ma,
代入数据得:a=gsin37°=6 m/s2
设经过t时间B物体击中A物体,
由速度公式得:0=v1-at,
t==1 s,
(2)A的水平位移和平抛物体B的水平位移相等:
x=v1tcos 37°=
=2.4 m,
B做平抛运动,水平方向上是匀速直线运动,所以平抛初速度为:
v2==
=2.4 m/s,
(3)物体A、B间初始位置的高度差等于A上升的高度和B下降的高度的和,
所以物体A、B间的高度差为:h=v1tsin 37°+
gt2=
=6.8 m,
答:(1)物体A上滑到最高点所用的时间t为1 s;
(2)物体B抛出时的初速度v2为2.4 m/s;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h为6.8 m.
如图所示,倾角为θ的直角斜面体固定在水平地面上,其顶端固定有一轻质定滑轮,轻质弹簧和轻质细绳相连,一端接质量为m2的物块B,物块B放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直,一端连接质量为m1的物块A,物块A放在光滑斜面上的P点保持静止,弹簧和斜面平行,此时弹簧具有的弹性势能为Ep.不计定滑轮、细绳、弹簧的质量,不计斜面、滑轮的摩擦,已知弹簧劲度系数为k,P点到斜面底端的距离为L.现将物块A缓慢斜向上移动,直到弹簧刚恢复原长时的位置,并由静止释放物块A,当物块B刚要离开地面时,物块A的速度即变为零,求:
(1)当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度;
(2)在以后的运动过程中物块A最大速度的大小.
正确答案
解:(1)B刚要离开地面时,A的速度恰好为零,即以后B不会离开地面.
当B刚要离开地面时,地面对B的支持力为零,设绳上拉力为F.
B受力平衡,F=m2g①
对A,由牛顿第二定律,设沿斜面向上为正方向,
m1gsinθ-F=m1a②联立①②解得,a=(sinθ-)g③
由最初A自由静止在斜面上时,地面对B支持力不为零,推得m1gsinθ<m2g,
即sinθ<
故A的加速度大小为(-sinθ)g,方向沿斜面向上
(2)由题意,物块A将以P为平衡位置振动,当物块回到位置P时有最大速度,
设为vm.从A由静止释放,到A刚好到达P点过程,由系统能量守恒得,
m1gx0sinθ=Ep+④
当A自由静止在P点时,A受力平衡,m1gsinθ=kx0 ⑤
联立④⑤式解得,.
答:(1)当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度为(-sinθ)g,方向沿斜面向上;
(2)在以后的运动过程中物块A最大速度的大小为.
解析
解:(1)B刚要离开地面时,A的速度恰好为零,即以后B不会离开地面.
当B刚要离开地面时,地面对B的支持力为零,设绳上拉力为F.
B受力平衡,F=m2g①
对A,由牛顿第二定律,设沿斜面向上为正方向,
m1gsinθ-F=m1a②联立①②解得,a=(sinθ-)g③
由最初A自由静止在斜面上时,地面对B支持力不为零,推得m1gsinθ<m2g,
即sinθ<
故A的加速度大小为(-sinθ)g,方向沿斜面向上
(2)由题意,物块A将以P为平衡位置振动,当物块回到位置P时有最大速度,
设为vm.从A由静止释放,到A刚好到达P点过程,由系统能量守恒得,
m1gx0sinθ=Ep+④
当A自由静止在P点时,A受力平衡,m1gsinθ=kx0 ⑤
联立④⑤式解得,.
答:(1)当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度为(-sinθ)g,方向沿斜面向上;
(2)在以后的运动过程中物块A最大速度的大小为.
质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上,并用轻质弹簧相连,弹簧的劲度系数k=800N/m,如图所示,今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2,且F1=20N、F2=10N,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、以整体为研究对象,由牛顿第二定律可知
F1-F2=(mA+mB)a
故AB的加速度都为2m/s2,故A正确;
以A为研究对象,由牛顿第二定律可知
F1-kx=mAa
cm
弹簧被拉长,故C错误,D正确,
故选:AD.
下列说法正确的是( )
①牛顿通过扭秤实验较为精确地测出了万有引力恒量
②法拉第发现了电磁感应定律
③根据部分电路欧姆定律I= 可得I和U成正比,I和R成反比
④质点、位移都是理想化模型
⑤在任何单位制中,牛顿第二定律的公式F=kma中的K都等于1
⑥放在通电导线周围的小磁针会发生偏转,这种现象属于静电现象.
正确答案
解析
解:①牛顿发现万有引力定律,引力常量由卡文迪许测量出,故错误;
②法拉第发现了电磁感应定律,故正确;
③由部分电路欧姆定律知,电流中的电流与两端电压成正比,与导体的电阻成反比,故正确;
④质点是理想化模型,而位移是物体位置的移动不是理想化模型,故错误;
⑤在国际单位制中牛顿第二定律的公式F=kma中k=1,在其它单位制中k不一定等于1,故错误;
⑥通电导线周围的小磁针发生偏转是电流的磁效应,不属于静电现象,故错误.
综上所述,②③正确①④⑤⑥错误.
故选:B.
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