- 牛顿第二定律
- 共12933题
质量为2kg的物体在几个共点力的作用下处于平衡状态. 若撤去一个大小为8N、方向水平向右的力,则该物体的加速度大小为______m/s2,方向______.
正确答案
4
水平向左
解析
解:由共点力平衡的条件知,撤去大小为8N的力后,其它力的合力的大小就是8N,方向与8N的力的方向相反,即水平向左,由牛顿第二定律得:,方向水平向左
故答案为:4,水平向左
(2015秋•运城期末)一木箱放在平板车的中部,距平板车的后端、驾驶室后端均为L=1.5m,如图所示处于静止状态,木箱与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.5,现使汽车以a1=6m/s2的加速度匀加速启动,速度达到v=6m/s后接着做匀速直线运动,运动一段时间后匀加速刹车求:
(1)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上的位置;
(2)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时时间t′至少应为多少?(g=10m/s2)
正确答案
解:(1)设加速运动时木箱的最大加速度为am,
则有 μmg=mam
解得 am=μg=5m/s2
由v=at1得,t1==
=1s,即经过t1=1s时车的速度达到6m/s,而此时木箱的速度为v2=amt1=5m/s
木箱还需要加速t2==
s=0.2s才能与车一起匀速运动,这一过程车总共前进 s1=
+vt2=4.2m
木箱前进 s2==3.6m
则木箱相对车后退△s=s1-s2=0.6m.故木箱离车后端0.9m.
(2)刹车时木箱离驾驶室s=2.1m,设木箱至少要前进s3距离才能停下,则
s3==3.6m
汽车刹车时间为t′,则s3-
解得,t′=0.5s
答:
(1)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上离后端0.9m处;
(2)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时时间t‘至少应为0.5s.
解析
解:(1)设加速运动时木箱的最大加速度为am,
则有 μmg=mam
解得 am=μg=5m/s2
由v=at1得,t1==
=1s,即经过t1=1s时车的速度达到6m/s,而此时木箱的速度为v2=amt1=5m/s
木箱还需要加速t2==
s=0.2s才能与车一起匀速运动,这一过程车总共前进 s1=
+vt2=4.2m
木箱前进 s2==3.6m
则木箱相对车后退△s=s1-s2=0.6m.故木箱离车后端0.9m.
(2)刹车时木箱离驾驶室s=2.1m,设木箱至少要前进s3距离才能停下,则
s3==3.6m
汽车刹车时间为t′,则s3-
解得,t′=0.5s
答:
(1)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上离后端0.9m处;
(2)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时时间t‘至少应为0.5s.
如图所示,一固定的足够长的粗糙斜面与水平面夹角θ=30°.一个质量m=1kg的小物体(可视为质点),在F=10N的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动.已知斜面与物体间的动摩擦因数μ=
,取g=10m/s2.试求:
(1)物体在拉力F作用下运动的加速度a1;
(2)若力F作用1.2s后撤去,物体在上滑过程中距出发点的最大距离s.
正确答案
解:(1)由牛顿第二定律得:F-mgsin30°-μmgcos30°=ma1,
解得:a1=2.5m/s2;
(2)力作用t=1.2s后,速度大小为v=at=3m/s,
物体向上滑动的距离:s1=a1t2=1.8m;
此后它将向上匀减速运动,其加速度大a2==7.5m/s2,
这一过程物体向上滑动的距离:s2==0.6m,
整个上滑过程移动的最大距离:s=s1+s2=2.4m;
答:(1)物体在拉力F作用下运动的速度为2.5m/s2;
(2)若 力F作用1.2s后撤去,物体在上滑过程中距出发点的最大距离为2.4m;
解析
解:(1)由牛顿第二定律得:F-mgsin30°-μmgcos30°=ma1,
解得:a1=2.5m/s2;
(2)力作用t=1.2s后,速度大小为v=at=3m/s,
物体向上滑动的距离:s1=a1t2=1.8m;
此后它将向上匀减速运动,其加速度大a2==7.5m/s2,
这一过程物体向上滑动的距离:s2==0.6m,
整个上滑过程移动的最大距离:s=s1+s2=2.4m;
答:(1)物体在拉力F作用下运动的速度为2.5m/s2;
(2)若 力F作用1.2s后撤去,物体在上滑过程中距出发点的最大距离为2.4m;
图示为自动扶梯(台阶式)示意图,某商场自动扶梯的倾角为37°,假设自动扶梯正在加速向上运动,扶梯对某顾客(站在扶梯上)的支持力是其重力的1.03倍,则自动扶梯的加速度为______ m/s2,这位顾客受到的摩擦力是其重力的______倍.
正确答案
0.5
0.04
解析
解:根据牛顿第二定律得:N-mg=may
解得:,
根据平行四边形定则知,自动扶梯的加速度:a=.
则水平方向上的分加速度:,
根据牛顿第二定律得:f=max=0.4m,
则:.
故答案为:0.5,0.04.
如图所示,等腰直角三角体OCD由不同材料A、B拼接而成,P为两材料在CD边上的交点,且DP>CP.现OD边水平放置,让小物块从C滑到D;然后将OC边水平放置,再让小物块从D滑到C,小物块两次滑动到达P点的时间相同.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于A、B材料不同,因此它们的动摩擦因数不同,故A错误;
B、由题意可知,小物块两次滑动经过P点的时间相同且DP>CP,因此从D到P的平均速度大于从C到P的平均速度,设从C到P点时速度为v1,从D到P时速度为v2,则根据匀变速直线运动特点有:,即从D到P点速度大于从C到P点的速度,故B错误;
C、从C到D和从D到C过程中摩擦力做功相等,重力做功相等,根据动能定理可知,两次滑动中物块到达底端速度相等,故C正确;
D、两次滑下的过程中摩擦力做功相同,斜面静止不动,因此两次滑动中物块到达底端摩擦生热相等,故D错误.
故选C.
如图所示,一质量为2kg的木板B静止在光滑的水平面上,其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端(斜面底端与木块B右端的上表面之间有一段小圆弧平滑连接),轨道与水平面的夹角θ=37°,一质量也为2kg的物块A由斜面轨道上距轨道底端8m处静止释放,物块A刚好没有从木板B的左端滑出,已知物块A与斜面轨道间的动摩擦因数为0.25,与木板B上表面间的动摩擦因数为0.2,(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取 10m/s2,物块A可看作质点).请问:
(1)物块A刚滑上木板B时的速度有多大?
(2)物块A从刚滑上木板B到相对木板B静止共经历了多长时间?
(3)木板B的长度为多少?
正确答案
解:(1)沿斜面下滑的加速度为a,则有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma,
解得:
a=gsinθ-μgcosθ=10×0.6-0.25×10×0.8=4m/s2
由v2=2ax得物块A刚滑上木板B时的速度:
v==8m/s,
(2)当A到达B的左端时与B速度相等:
vA=vB,
aBt=v0-aAt,
A的加速度为:
aA=μg=0.2×10=2m/s2,
B的加速度为:
=
=2m/s2,
解得:
t=2s.
(3)对A:
,
对B:
,
可得木板长度为:
LB=xA-xB=8m.
答:
(1)物块A刚滑上木板B时的速度为8m/s.
(2)物块A从刚滑上木板B到相对木板B静止共经历了2s.
(3)木板B的长度为8m.
解析
解:(1)沿斜面下滑的加速度为a,则有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma,
解得:
a=gsinθ-μgcosθ=10×0.6-0.25×10×0.8=4m/s2
由v2=2ax得物块A刚滑上木板B时的速度:
v==8m/s,
(2)当A到达B的左端时与B速度相等:
vA=vB,
aBt=v0-aAt,
A的加速度为:
aA=μg=0.2×10=2m/s2,
B的加速度为:
=
=2m/s2,
解得:
t=2s.
(3)对A:
,
对B:
,
可得木板长度为:
LB=xA-xB=8m.
答:
(1)物块A刚滑上木板B时的速度为8m/s.
(2)物块A从刚滑上木板B到相对木板B静止共经历了2s.
(3)木板B的长度为8m.
如图,一滑块通过长度不计的短绳拴在小车的板壁上,小车上表面光滑.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.求
(1)小车底板长是多少?
(2)从小车开始运动到滑块离开车尾,滑块相对于地面移动的距离是多少?
正确答案
解:设小车加速度为a.断裂时,车和物块的速度为v1=at=2a.断裂后,小车的速度v=v1+at,小车的位移
,滑块的位移s2=v1t
前3s,
设后3s初速度为v1′,则小车的位移,滑块的位移s2′=v1t
s1′-s2′=3v1′+4.5-3v1=10.5m,解得v1′=4m/s
由此说明后3s实际上是从绳断后2s开始的,滑块与小车相对运动的总时间为t总=5s.
(1)小车底板总长=
(2)滑块相对地位移,s滑=+v1t总=
.
解析
解:设小车加速度为a.断裂时,车和物块的速度为v1=at=2a.断裂后,小车的速度v=v1+at,小车的位移
,滑块的位移s2=v1t
前3s,
设后3s初速度为v1′,则小车的位移,滑块的位移s2′=v1t
s1′-s2′=3v1′+4.5-3v1=10.5m,解得v1′=4m/s
由此说明后3s实际上是从绳断后2s开始的,滑块与小车相对运动的总时间为t总=5s.
(1)小车底板总长=
(2)滑块相对地位移,s滑=+v1t总=
.
如图所示,物体A放在固定的斜面B上,在A上施加一个竖直向下的衡力F,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若A原来静止,若恰好静止有:mgsinθ=μmgcosθ,施加F后,因为(F+mg)sina=μ(F+mg)cosθ,则A仍然保持静止.故A错误,B正确.
C、未加F时,物体受重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律有:a=.
当施加F后,加速度,因为gsinθ>μgcosθ,所以Fsinθ>μFcosθ,可见a′>a,即加速度增大.故C错误,D正确.
故选BD.
将粉笔头A轻放在以2m/s的恒定速度运动的足够长水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4m的划线,若使该传送带改做加速度大小为1.5m/s2的匀减速运动直至速度为零,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一粉笔头B轻放在传送带上,则粉笔头B停止在传送带上的位置与划线起点间的距离为多少?(g取10m/s2)
正确答案
解:设粉笔头与传送带之间的动摩擦因数为μ.第一个粉笔头打滑时间t,则传送带比粉笔头位移大L=4m,由运动学可得:
解得:
粉笔头的加速度为:
粉笔头受摩擦力而获得此加速度,故
μmg=ma
解得:
第二个粉笔头先加速到与传送带速度相同,设二者达到的相同速度为v′,传送带减速度的加速度为a0,由运动学得:
即:
解得:
v′=0.5m/s
此过程传送带比粉笔头多走:
=
由于a0>μg,故二者不能共同减速,粉笔头以μg的加速度减速到静止.传送带的加速度大,先停下来.
粉笔头减速到零的过程粉笔头比传送带多走:
=
可见,粉笔头相对于传送带先后滑1m,后又向前滑,故粉笔头B停止在传送带上的位置与划线起点间的距离为:
答:粉笔头B停止在传送带上的位置与划线起点间的距离为.
解析
解:设粉笔头与传送带之间的动摩擦因数为μ.第一个粉笔头打滑时间t,则传送带比粉笔头位移大L=4m,由运动学可得:
解得:
粉笔头的加速度为:
粉笔头受摩擦力而获得此加速度,故
μmg=ma
解得:
第二个粉笔头先加速到与传送带速度相同,设二者达到的相同速度为v′,传送带减速度的加速度为a0,由运动学得:
即:
解得:
v′=0.5m/s
此过程传送带比粉笔头多走:
=
由于a0>μg,故二者不能共同减速,粉笔头以μg的加速度减速到静止.传送带的加速度大,先停下来.
粉笔头减速到零的过程粉笔头比传送带多走:
=
可见,粉笔头相对于传送带先后滑1m,后又向前滑,故粉笔头B停止在传送带上的位置与划线起点间的距离为:
答:粉笔头B停止在传送带上的位置与划线起点间的距离为.
如图所示,AC为光滑竖直杆,ABC为构成直角的光滑L形轨道,B处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯,并且A、B、C三点正好是圆上三点,而AC正好是该圆的直径,如果套在杆上的小球自A点静止释放(图中小球未画出),分别沿AB、BC轨道和AC直轨道运动到C点,如果沿ABBC轨道运动的时间t1是沿AC直轨道运动所用时间t2的1.5倍,求AC与AB夹角α的值.
正确答案
解:设圆环的半径为R,小球沿AC做自由落体运动,运动的时间t2满足:
2R=g
可解得t2=2
…①
小球沿AB段运动时,a=gcosα,且AB=2Rcosα,所需的时间tAB满足;
2Rcosα=gcosα 解得:tAB=2
在B点小球的速度v=atAB,以后沿BC做匀加速运动,其加速度为:a‘=gsinα,且BC=2Rsinα
故:2Rsinα=vtBC+
其中tBC=1.5t2-tAB=0.5t2=
带入后解得tanα=,即α=53°
答:AC与AB夹角α的值为53°.
解析
解:设圆环的半径为R,小球沿AC做自由落体运动,运动的时间t2满足:
2R=g
可解得t2=2
…①
小球沿AB段运动时,a=gcosα,且AB=2Rcosα,所需的时间tAB满足;
2Rcosα=gcosα 解得:tAB=2
在B点小球的速度v=atAB,以后沿BC做匀加速运动,其加速度为:a‘=gsinα,且BC=2Rsinα
故:2Rsinα=vtBC+
其中tBC=1.5t2-tAB=0.5t2=
带入后解得tanα=,即α=53°
答:AC与AB夹角α的值为53°.
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