- 牛顿第二定律
- 共12933题
一物体置于光滑水平面上,受6N水平拉力作用,从静止出发经过2s速度增加到12m/s,则此物体的质量为______kg;2s时间内物体所经过的位移为______m.
正确答案
1
12
解析
解:物体的加速度大小为:.
根据牛顿第二定律得:a=,
则物体的质量为:m=.
2s时间内物体所经过的位移为:x=.
故答案为:1;12
光滑的水平桌面上有一个静止的物体,质量是7kg,在14N的水平恒力作用下开始运动,5s末的速度是多大?5s内通过的位移是多少?
正确答案
解:根据牛顿第二定律得,物体的加速度为:a=;
5s末的速度为:v=at=2×5m/s=10m/s,
5s内的位移为:x=.
答:5s末的速度为10m/s;5s内的位移是25m.
解析
解:根据牛顿第二定律得,物体的加速度为:a=;
5s末的速度为:v=at=2×5m/s=10m/s,
5s内的位移为:x=.
答:5s末的速度为10m/s;5s内的位移是25m.
如图所示,一物体由底端D点以4m/s的速度滑上固定的光滑斜面,途径A、B两点.已知物体在A点时的速度是B点时的2倍;由B点再经过0.5s,物体滑到斜面最高点C时恰好速度为零.设SAB=0.75m,求:
(1)斜面的长度;
(2)物体由底端D点滑到B点时所需的时间.
正确答案
解:(1)设物体上滑的加速度大小为a,经过B点时速度大小为v.由题意,则有:
从B到C:O=v-at1 …①
从A到B:v2-(2v)2=-2aSAB …②
由上两式代入数据得:a=2m/s2,v=1m/s
从D到C:O-v02=-2aS…③
得:S==
(2)从D到B:v=v0-at2 …④
得:
或.
答:(1)斜面的长度为4m;
(2)物体由底端D点滑到B点时所需的时间为1.5s或2.5s.
解析
解:(1)设物体上滑的加速度大小为a,经过B点时速度大小为v.由题意,则有:
从B到C:O=v-at1 …①
从A到B:v2-(2v)2=-2aSAB …②
由上两式代入数据得:a=2m/s2,v=1m/s
从D到C:O-v02=-2aS…③
得:S==
(2)从D到B:v=v0-at2 …④
得:
或.
答:(1)斜面的长度为4m;
(2)物体由底端D点滑到B点时所需的时间为1.5s或2.5s.
质量为0.5kg的物体在水平面上以一定的初速度运动,如图a、b分别表示物体不受拉力和受到水平拉力作用的v-t图象,则拉力与摩擦力大小之比为( )
正确答案
解析
解:物体不受水平拉力时,加速度大小为:a1==1.5m/s2;
物体受到水平拉力作用时加速度大小为:a2==0.75m/s2;
根据牛顿第二定律得:
f=ma1;
F-f=ma2,
可得:F:f=3:2
故选:D.
如图所示,质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连,在拉力F作用下,以加速度g竖直向上做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度为aA和aB,则( )
正确答案
解析
解:对A受力分析:撤掉F后,由于弹簧形变量没有变化,故弹力不变,A只受重力和弹力,因此A的受力不变,故其加速度不变仍为g,
对B受力分析:B由原来受F,重力,弹力,由牛顿第二定律:F-m2g-F弹=m2g,撤掉F后,B只受重力和弹力,由牛顿第二定律:-m2g-F弹=m2a…①
对A:F弹-m1g=m1g,解得:F弹=2m1g…②
带入得:m2g+2m1g=m2a
解得:a=,故B正确
故选B
一位工人沿水平方向推一质量为45kg的运料车,所用的推力为90N,此时运料车的加速度是1.8m/s2.求:(1)运料车受的阻力为多大?
(2)当这位工人不再推车时,车的加速度是多大?
正确答案
解:(1)根据牛顿第二定律得:F-f=ma
解得:f=F-ma=90-45×1.8=9N;
(2)撤去拉力的瞬间,只受摩擦力,则f=ma2,
解得a2==-0.2m/s2
答:(1)运料车受的阻力为9N;
(2)当这位工人不再推车时,车的加速度是0.2m/s2.
解析
解:(1)根据牛顿第二定律得:F-f=ma
解得:f=F-ma=90-45×1.8=9N;
(2)撤去拉力的瞬间,只受摩擦力,则f=ma2,
解得a2==-0.2m/s2
答:(1)运料车受的阻力为9N;
(2)当这位工人不再推车时,车的加速度是0.2m/s2.
如图所示,一小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑,斜面倾角为θ,物块与斜面间的动摩擦因数μ>tanθ,下列图中表示物块的速度v、加速度a、动能Ek及所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向),可能正确的是( )
正确答案
解析
解:分析物块的运动情况:物块沿足够长的固定斜面上滑,做匀减速运动,当运动到最高点时,最大静摩擦力为fm=μmgcosθ,重力的下滑分力为mgsinθ,由于μ>tanθ,则最大静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力,物块停在最高点.
A、由上分析可知,物块不能从最高点下滑,故A错误.
B、物块上滑过程中,加速度为a=,保持不变;到了最高点,物块保持静止状态,加速度a=0.故B正确.
C、上滑过程中物块的Ek=,Ek与t非线性关系,图象是曲线.故C错误.
D、物块上滑过程中,物块受到的滑动摩擦力为Ff=-μmgcosθ,保持不变;最高点,物块受到静摩擦力为Ff=mgsinθ.故D正确.
故选:BD.
由牛顿第二定律的数学表达式F=ma,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、质量是物体的固有属性,与合外力无关,故A错误;
B、物体的合外力与物体的质量和加速度无关,故B错误;
C、根据牛顿第二定律a=可知,m=
,所以质量在数值上等于它所受到的合外力跟它获得的加速度的比值,故C正确;
D、根据牛顿第二定律a=可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比,故D正确.
故选:CD
一同学想研究电梯上升过程的运动规律.某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的重物和一套便携式DIS实验系统,重物悬挂在力传感器上.电梯从第一层开始启动,中间不间断一直到最高层停止.在这个过程中,显示器上显示出的力随时间变化的关系如图所示.取重力加速度g=10m/s2,根据图象中的数据,求:
(1)电梯在加速阶段的加速度a1与减速阶段a2的加速度的大小;
(2)电梯在3.0~13.0s内的速度u1的大小与电梯在19.0s内上升的高度H.
正确答案
解:(1)电梯上升可分为三个阶段,加速上升、匀速运动、减速上升,由图可知,电梯在0-3s内匀加速速上升,3-13s内匀速上升,13-19s内匀减速上升.
由图知,电梯在加速上升时对重物的拉力F1=58N,电梯在减速上升时对重物的拉力F2=46N,根据牛顿第二定律有砝码产生加速度F1-mg=ma1,F2-mg=ma2,
代入数据解得 a1=1.6m/s2,a2=-0.8m/s2 负号表示加速度的方向与拉力方向相反,大小为0.8m/s2 .
(2)物体匀加速运动3s后做匀速运动,匀速运动的速度为匀加速运动的末速度,故
3s末的速度v=a1t1=1.6×3m/s=4.8m/s
(3)电梯匀加速速上升的距离h1==7.2m
电梯匀速上升的距离h2=vt2=4.8×10m=48m
电梯匀减速上升的距离h3=vt2+=14.4m
所以电梯在19s内上升的高度H=h1+h2+h3=69.6m
答:
(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1大小为1.6m/s2与最后减速阶段的加速度a2的大小为0.8m/s2;
(2)电梯在3.0~13.0s时段内的速度v的大小为4.8m/s;
(3)电梯在19.0s内上升的高度H为69.6m.
解析
解:(1)电梯上升可分为三个阶段,加速上升、匀速运动、减速上升,由图可知,电梯在0-3s内匀加速速上升,3-13s内匀速上升,13-19s内匀减速上升.
由图知,电梯在加速上升时对重物的拉力F1=58N,电梯在减速上升时对重物的拉力F2=46N,根据牛顿第二定律有砝码产生加速度F1-mg=ma1,F2-mg=ma2,
代入数据解得 a1=1.6m/s2,a2=-0.8m/s2 负号表示加速度的方向与拉力方向相反,大小为0.8m/s2 .
(2)物体匀加速运动3s后做匀速运动,匀速运动的速度为匀加速运动的末速度,故
3s末的速度v=a1t1=1.6×3m/s=4.8m/s
(3)电梯匀加速速上升的距离h1==7.2m
电梯匀速上升的距离h2=vt2=4.8×10m=48m
电梯匀减速上升的距离h3=vt2+=14.4m
所以电梯在19s内上升的高度H=h1+h2+h3=69.6m
答:
(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1大小为1.6m/s2与最后减速阶段的加速度a2的大小为0.8m/s2;
(2)电梯在3.0~13.0s时段内的速度v的大小为4.8m/s;
(3)电梯在19.0s内上升的高度H为69.6m.
如图所示,在倾角为30°角的斜面上,有一辆小车沿斜面向上运动,小车的上表面是水平的,车上的人对水平车面的压力是自身重量的
时,系统的加速度a=______,方向______;人与小车间的摩擦力与重力之比f:G=______.
正确答案
0.4g
沿斜面向上
:5
解析
解:对人受力分析,竖直方向受到重力与支持力,水平方向受到静摩擦力,结合牛顿第二定律,则有:N-mg=ma竖;
解得:a竖=0.2g;
根据矢量法则,结合三角知识,则有:a==0.4g,方向沿斜面向上;
且解得:a水=g;
人在水平方向受到静摩擦力,则有:f=ma水;
解得:f=mg;
因此人与小车间的摩擦力与重力之比f:G=:5;
故答案为:0.4g,沿斜面向上,:5.
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