- 牛顿第二定律
- 共12933题
如图所示,圆柱形容器的内壁上放一个木块,它跟内壁间的动摩擦因数为μ,已知木块中心离转轴的距离为R.当容器以最小转速n=______匀速转动时,木块才不至于掉下来.
正确答案
解析
解:当木块恰好不掉下来时,木块受到的静摩擦力达到最大.
根据牛顿第二定律得
f=mg,
N=m•4π2n2R
又f=μN
联立上述三式得
mg=μm4π2n2R
解得
n=
故答案为:n=
如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,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,在小车前端一个大小不计、质量为m=2kg的小物块以3m/s的速度向左滑上小车,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长.求:
(1)经多长时间两者达到相同的速度?
(2)从小物块放在小车上开始,经过t=5s小物块通过的位移大小为多少?(取g=10m/s2)
正确答案
解析:(1)物块的加速度
小车的加速度:
由:-v+amt=v0+aMt
得:t=4s
(2)在开始4s内小物块的位移:
最大速度:v=at=5m/s
在接下来的1s物块与小车相对静止,一起做加速运动
且加速度:
这1s内的位移:
通过的总位移s=s1+s2=9.4m
答:(1)经4s两者达到相同的速度
(2)从小物块放在小车上开始,经过t=5s小物块通过的位移大小为9.4m
解析
解析:(1)物块的加速度
小车的加速度:
由:-v+amt=v0+aMt
得:t=4s
(2)在开始4s内小物块的位移:
最大速度:v=at=5m/s
在接下来的1s物块与小车相对静止,一起做加速运动
且加速度:
这1s内的位移:
通过的总位移s=s1+s2=9.4m
答:(1)经4s两者达到相同的速度
(2)从小物块放在小车上开始,经过t=5s小物块通过的位移大小为9.4m
(2015秋•河源期末)如图所示,小车质量为M=2kg,木块质量为m=0.5kg,静止在光滑水平地面上,t=0时刻给小车施加一个大小为F=20N的水平外力,拉动小车向右运动.木块和小车之间的动摩擦因数为μ=0.4,小车长度为10m,(g=10m/s2)
求:(1)木块和小车的加速度分别为多大?
(2)经多长时间木块离开小车.
正确答案
解:(1)对m由牛顿第二定律可得:;
对M由牛顿第二定律可得:
(2)由运动学公式可得
答:(1)木块和小车的加速度分别为4m/s2,9m/s2
(2)经多长时间木块离开小车
解析
解:(1)对m由牛顿第二定律可得:;
对M由牛顿第二定律可得:
(2)由运动学公式可得
答:(1)木块和小车的加速度分别为4m/s2,9m/s2
(2)经多长时间木块离开小车
如图所示,一倾角θ=30°的斜面固定在水平面上,质量m=1.0kg小物块沿粗糙斜面匀速下滑.取g=10m/s2,则小物块在下滑的过程中受到的摩擦力f=______N,方向为______.
正确答案
5.0N
沿斜面向上
解析
解:物体受力如图,根据共点力平衡得,f=mgsin30
,方向沿斜面向上.
故答案为:5.0N,沿斜面向上.
如图中a、b所示,是一辆公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片.当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动).图中c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图象,拉手环吊绳与竖直方向的夹角为θ.根据题中提供的信息,可知汽车的长度为______m;4s末汽车的速度为______m/s.(重力加速度取g)
正确答案
8gtanθ
4gtanθ
解析
解:
由c图受力分析如图:
其合力在运动方向,大小为:F=mgtanθ,加速度为:a=gtanθ
汽车和球具有相同的加速度,故汽车的加速度为:gtanθ
汽车初速度为零,故4s内位移为:
由ab图知位移即为车长.
4s末的速度为:v=at=4gtanθ
故答案为:8gtanθ 4gtanθ
2013年6月20日,我国宇航员王亚平在天宫授课时,利用质量测量仪粗略测出了聂海胜的质量.若聂海胜受到恒力F从静止开始运动,经时间t移动的位移为S,则聂海胜的质量为( )
正确答案
解析
解:根据得,a=
.
根据牛顿第二定律得,F=ma,解得m=.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
某汽车从静止开始匀加速启动,10s时速度达到了15m/s,之后匀速前进了20s,又立即以大小为3m/s2的加速度刹车,g取10m/s2.求:
(1)汽车加速时的加速度;
(2)该车在刹车开始后8s内的位移;
(3)若该车的质量为2吨,前进时的阻力恒为重力的0.02倍,求加速时汽车发动机提供的牵引力.
正确答案
解:(1)根据v=at,得:a==
=1.5m/s2;
(2)刹车开始后至停止所用的时间:t′==
s=5s
即刹车5s后车就停止,故刹车开始后8s内的位移等于刹车开始后5s内的位移:x==
=37.5m
(3)根据牛顿第二定律:F-f=ma,
带入数据:F-0.02×2000×10=2000×1.5
得:F=3400N
答:(1)汽车加速时的加速度1.5m/s2;
(2)该车在刹车开始后8s内的位移37.5m;
(3)若该车的质量为2吨,前进时的阻力恒为重力的0.02倍,加速时汽车发动机提供的牵引力3400N.
解析
解:(1)根据v=at,得:a==
=1.5m/s2;
(2)刹车开始后至停止所用的时间:t′==
s=5s
即刹车5s后车就停止,故刹车开始后8s内的位移等于刹车开始后5s内的位移:x==
=37.5m
(3)根据牛顿第二定律:F-f=ma,
带入数据:F-0.02×2000×10=2000×1.5
得:F=3400N
答:(1)汽车加速时的加速度1.5m/s2;
(2)该车在刹车开始后8s内的位移37.5m;
(3)若该车的质量为2吨,前进时的阻力恒为重力的0.02倍,加速时汽车发动机提供的牵引力3400N.
在平直的高速公路上,一质量为m=2.0×103kg的汽车,启动后,经10s速度由5m/s(合18km/h)达到30m/s(合108km/h),将该车运动过程视为匀加速运动,试求该车在这段行驶过程中
(1)加速度的大小;
(2)行驶的路程;
(3)所受的合外力的大小.
正确答案
解:(1)汽车的加速度:
a==
=2.5m/s2;
(2)汽车速度位移:
x=t=
t=
×10=175m;
(3)由牛顿第二定律可得,汽车受到的合外力:
F=ma=2.0×103×2.5=5×103N;
答:(1)加速度大小为a=2.5m/s2;
(2)行驶的路程为175m;
(3)所受的合外力为5×103N.
解析
解:(1)汽车的加速度:
a==
=2.5m/s2;
(2)汽车速度位移:
x=t=
t=
×10=175m;
(3)由牛顿第二定律可得,汽车受到的合外力:
F=ma=2.0×103×2.5=5×103N;
答:(1)加速度大小为a=2.5m/s2;
(2)行驶的路程为175m;
(3)所受的合外力为5×103N.
如图所示,一辆上表面光滑的平板小车长L=2m,车上左侧有一挡板,紧靠挡板处有一可看成质点的小球.开始时,小车与小球一起在水平面上向右做匀速运动,速度大小为v0=5m/s.某时刻小车开始刹车,加速度a=4m/s2.经过一段时间,小球从小车右端滑出并落到地面上.求:
(1)从刹车开始到小球离开小车所用的时间;
(2)小球离开小车后,又运动了t1=0.5s落地.小球落地时落点离小车右端多远?
正确答案
解:(1)平板车从开始刹车至停止,运动的时间:t==
s=1.25s…①
在这段时间内,小车的位移:x1==
m=3.125m…②
小球做匀速直线运动的位移:x2=vt2=5m/s×1.25s=6.25(m)…③
由于 x2-x1=3m>2m…④
所以,小球在平板车停止前已经离开平板车,设在车上运动时间为t′,则有
v0t′-(v0t′-at′2)=L…⑤
代入数据得:t′=1s…⑥
故从平板车开始刹车至小下经历的时间为1s
(2)小球离开小车后做平抛运动,在水平方向上通过的位移为
x3=v0t1…⑦
此段时间内将小车看做反向的初速度为零的匀加速运动,小车继续前进的位移是:
x4=a(t-t′)2…⑧
小球落地时落点离小车右端距离
x=x3-x4…⑨
由①⑥⑦⑧⑨得:x=2.375m
答:(1)从刹车开始到小球离开小车所用的时间为1s
(2)小球落地时落点离小车右端的距离是2.375m
解析
解:(1)平板车从开始刹车至停止,运动的时间:t==
s=1.25s…①
在这段时间内,小车的位移:x1==
m=3.125m…②
小球做匀速直线运动的位移:x2=vt2=5m/s×1.25s=6.25(m)…③
由于 x2-x1=3m>2m…④
所以,小球在平板车停止前已经离开平板车,设在车上运动时间为t′,则有
v0t′-(v0t′-at′2)=L…⑤
代入数据得:t′=1s…⑥
故从平板车开始刹车至小下经历的时间为1s
(2)小球离开小车后做平抛运动,在水平方向上通过的位移为
x3=v0t1…⑦
此段时间内将小车看做反向的初速度为零的匀加速运动,小车继续前进的位移是:
x4=a(t-t′)2…⑧
小球落地时落点离小车右端距离
x=x3-x4…⑨
由①⑥⑦⑧⑨得:x=2.375m
答:(1)从刹车开始到小球离开小车所用的时间为1s
(2)小球落地时落点离小车右端的距离是2.375m
高速行驶的竞赛汽车依靠摩擦力转弯是有困难的,所以竞赛场地弯道处做成斜坡,如图所示,如果弯道的半径为R,斜坡和水平方向成θ角,则汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由______提供,此时转弯的速度的大小的表达式为______.
正确答案
重力和路面的支持力的合力
v=
解析
解:高速行驶的竞赛汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供,力图如图.
根据牛顿第二定律得
mgtanθ=m
得到v=
故答案为:重力和路面的支持力的合力;v=
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