- 牛顿第二定律
- 共12933题
一平直的传送带以一定的速率匀速运动,如图所示.今将一个工件从A处轻轻放到传送带上,工件从A处向B处运动的过程中,已知做匀加速运动的路程是做匀速运动路程的2倍.则工件做匀加速运动的时间是做匀速运动的时间的______倍.
正确答案
4
解析
解:以物体为研究对象,受重力、弹力和摩擦力,物体先做匀加速,与传送带同速后做匀速运动.
设匀加速的加速度为a,时间为t1,位移为s1;匀速运动的时间为t2,位移为s2,
则s1=2s2…①
由运动学公式得:s1=…②
t1=…③
联立②③得:t1=…④
匀速运动的时间为t2=…⑤
联立①④⑤解得:=
=4
故答案为:4
A、B两球质量分别为m1与m2,用一劲度系数为K的弹簧相连,一长为l1的细线与m1相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端拴在竖直轴OO′上,如图所示,当m1与m2均以角速度ω绕OO′做匀速圆周运动时,弹簧长度为l2.
求:(1)此时弹簧伸长量多大?绳子张力多大?
(2)将线突然烧断瞬间两球加速度各多大?
正确答案
解:(1)对B球有:,
又根据胡克定律得:F=kx
所以
对A球有:T-F=
所以
故弹簧的伸长量为,绳子的张力为
.
(2)烧断细绳的瞬间,拉力T=0,弹力F不变
根据牛顿第二定律,对A球有:
对B球有:
细绳烧断的瞬间两球的加速度分别为:,
.
解析
解:(1)对B球有:,
又根据胡克定律得:F=kx
所以
对A球有:T-F=
所以
故弹簧的伸长量为,绳子的张力为
.
(2)烧断细绳的瞬间,拉力T=0,弹力F不变
根据牛顿第二定律,对A球有:
对B球有:
细绳烧断的瞬间两球的加速度分别为:,
.
如图所示,一个质量为M,长为L的圆管竖直放置,顶端塞有一个质量为m的弹性小球,M=4m,球和管间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小均为4mg,管下端离地面高度H=5m.现让管自由下落,运动过程中管始终保持竖直,落地时向上弹起的速度与落地时速度大小相等,若管第一次弹起上升过程中,球恰好没有从管中滑出,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2求:
(1)管第一次落地弹起刚离开地面时管与球的加速度分别多大?
(2)从管第一次落地弹起到球与管达到相同速度时所用的时间.
(3)圆管的长度L.
正确答案
解:(1)管第一次落地弹起时,管的加速度大小为a1,球的加速度大小为a2
由牛顿第二定律
对管Mg+4mg=Ma1…(1)
对球4mg-mg=ma2…(2)
故,方向向下…(3)
方向向上…(4)
(2)球与管第一次碰地时,
由…(5)
得碰后管速,方向向上…(6)
碰后球速,方向向下…(7)
球刚好没有从管中滑出,设经过时间t,球、管速度相同,则有
对管v=v1-a1t…(8)
对球v=-v2+a2t…(9)
代入数值联立解得t=0.4s…(10)
(3)管经t时间上升的高度为…(11)
球下降的高度…(12)
管长L=h1+h2=4m…(13)
答:(1)管第一次落地弹起刚离开地面时管与球的加速度分别20m/s2和30m/s2;
(2)从管第一次落地弹起到球与管达到相同速度时所用的时间为0.4s.
(3)圆管的长度L为4m
解析
解:(1)管第一次落地弹起时,管的加速度大小为a1,球的加速度大小为a2
由牛顿第二定律
对管Mg+4mg=Ma1…(1)
对球4mg-mg=ma2…(2)
故,方向向下…(3)
方向向上…(4)
(2)球与管第一次碰地时,
由…(5)
得碰后管速,方向向上…(6)
碰后球速,方向向下…(7)
球刚好没有从管中滑出,设经过时间t,球、管速度相同,则有
对管v=v1-a1t…(8)
对球v=-v2+a2t…(9)
代入数值联立解得t=0.4s…(10)
(3)管经t时间上升的高度为…(11)
球下降的高度…(12)
管长L=h1+h2=4m…(13)
答:(1)管第一次落地弹起刚离开地面时管与球的加速度分别20m/s2和30m/s2;
(2)从管第一次落地弹起到球与管达到相同速度时所用的时间为0.4s.
(3)圆管的长度L为4m
(2016春•盐城校级月考)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度为k的弹簧,弹簧下端连一个质量为m的小球,球被一垂直斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变,若A以加速度a(a<gsinθ)沿斜面向下匀加速运动,求:
(1)从挡板开始运动到球板分离所经历的时间t;
(2)从挡板开始运动到小球速度最大时,球的位移s.
正确答案
解:(1)设球与挡板分离时位移为s0,经历的时间为t,从开始运动到分离过程中,小球受竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力FN、沿斜面向上的挡板支持力FN1和弹簧弹力F,据牛顿第二定律有方程:
mgsinθ-F-FN1=ma,
F=kx
随着x的增大,F增大,FN1减小,保持a不变,当小球与挡板分离时,x增大到等于s0,FN1减小到零,则有:
x=at2,
mgsinθ-ks0=ma
联立解得:t=
(2)分离后小球继续做加速度减小的加速运动,v最大时,小球受合力为零,即
ks=mgsinθ
位移是s=
答:(1)从挡板开始运动到球板分离所经历的时间t为;
(2)从挡板开始运动到小球速度最大时,球的位移s为.
解析
解:(1)设球与挡板分离时位移为s0,经历的时间为t,从开始运动到分离过程中,小球受竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力FN、沿斜面向上的挡板支持力FN1和弹簧弹力F,据牛顿第二定律有方程:
mgsinθ-F-FN1=ma,
F=kx
随着x的增大,F增大,FN1减小,保持a不变,当小球与挡板分离时,x增大到等于s0,FN1减小到零,则有:
x=at2,
mgsinθ-ks0=ma
联立解得:t=
(2)分离后小球继续做加速度减小的加速运动,v最大时,小球受合力为零,即
ks=mgsinθ
位移是s=
答:(1)从挡板开始运动到球板分离所经历的时间t为;
(2)从挡板开始运动到小球速度最大时,球的位移s为.
如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=0.5s时撤去拉力,物体速度与时间(v-t)的部分图象如图乙所示.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)问:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为多少?
(2)拉力F的大小为多少?
(3)物体沿斜面向上滑行的最大距离s为多少?
正确答案
解:(1)由速度时间图象得:物体向上匀减速时加速度大小:
a1==10m/s2
根据牛顿第二定律得:
a1==gsinθ+μgcosθ
代入数据解得:μ=0.5
(2)由速度时间图象得:物体向上匀加速时:
a2==100.5=20m/s2
根据牛顿第二定律得:
F-mgsinθ-μmgcosθ=ma2
代入数据解得:F=30N.
(3)由速度时间图象得:物体沿斜面上升的位移:
S=×10×1.5m=7.5m
答:(1)物体与斜面间的滑动摩擦因数为0.5.
(2)拉力F大小为30N.
(3)物体沿斜面向上滑行的最大距离s为7.5m.
解析
解:(1)由速度时间图象得:物体向上匀减速时加速度大小:
a1==10m/s2
根据牛顿第二定律得:
a1==gsinθ+μgcosθ
代入数据解得:μ=0.5
(2)由速度时间图象得:物体向上匀加速时:
a2==100.5=20m/s2
根据牛顿第二定律得:
F-mgsinθ-μmgcosθ=ma2
代入数据解得:F=30N.
(3)由速度时间图象得:物体沿斜面上升的位移:
S=×10×1.5m=7.5m
答:(1)物体与斜面间的滑动摩擦因数为0.5.
(2)拉力F大小为30N.
(3)物体沿斜面向上滑行的最大距离s为7.5m.
质量为2kg的物体放在光滑水平面上,受到4N、7N和8N的三个水平方向的共点力的作用,物体的加速度不可能是( )
正确答案
解析
解:物体放在光滑水平面上,受到4N、7N和8N的三个水平方向的共点力的作用,则物体受到的合力范围是:0≤F≤19N,
由牛顿第二定律得:a=,则物体的加速度范围是:0≤a≤9.5m/s2,故D错误;
本题选错误的,故选:D.
质量为2kg的物块与水平面间的动摩擦因数为0.2,现施加水平拉力F=10N作用使物块沿水平面运动,运动6m远时撤去拉力,求
(1)撤去拉力时物块的速度大小;
(2)撤去拉力后物块还能滑行多远?
正确答案
解:(1)由牛顿第二定律得:F-μmg=ma,
代入数据解得:a=3m/s2,
由匀变速直线运动的速度位移公式:v2=2ax
得速度为:v==
=6m/s;
(2)撤去拉力后,由牛顿第二定律得:μmg=ma′,
代入数据解得:a′=2m/s2,
由匀变速直线运动的速度位移公式可知,撤去拉力后物体的位移为:x′==
=9m;
答:(1)撤去拉力时物块的速度大小为6m/s;
(2)撤去拉力后物块还能滑行9m.
解析
解:(1)由牛顿第二定律得:F-μmg=ma,
代入数据解得:a=3m/s2,
由匀变速直线运动的速度位移公式:v2=2ax
得速度为:v==
=6m/s;
(2)撤去拉力后,由牛顿第二定律得:μmg=ma′,
代入数据解得:a′=2m/s2,
由匀变速直线运动的速度位移公式可知,撤去拉力后物体的位移为:x′==
=9m;
答:(1)撤去拉力时物块的速度大小为6m/s;
(2)撤去拉力后物块还能滑行9m.
如图所示,质量为m的物体放在弹簧上,在竖直方向上做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物重的1.5倍,求
(1)该简谐运动的平衡位置在何处?
(2)物体对弹簧的最小压力是多少?
正确答案
解:(1)物体在平衡位置处时,受合力为零,故平衡位置在重力和弹力平衡的位置
(2)当木块运动到最低点时,对弹簧弹力最大,此时由牛顿第二定律得:
Fmax-mg=ma
因为Fmax=1.5mg;
所以a=0.5g.
当木块运动到最高点时,对弹簧弹力最小,此时由牛顿第二定律得:mg-F=ma,
由运动的对称性知,最高点与最低点的加速度大小相等,即a=0.5g;
代入求得Fmin=
答:(1)平衡位置为重力和弹力平衡的位置;
(2)最小压力是.
解析
解:(1)物体在平衡位置处时,受合力为零,故平衡位置在重力和弹力平衡的位置
(2)当木块运动到最低点时,对弹簧弹力最大,此时由牛顿第二定律得:
Fmax-mg=ma
因为Fmax=1.5mg;
所以a=0.5g.
当木块运动到最高点时,对弹簧弹力最小,此时由牛顿第二定律得:mg-F=ma,
由运动的对称性知,最高点与最低点的加速度大小相等,即a=0.5g;
代入求得Fmin=
答:(1)平衡位置为重力和弹力平衡的位置;
(2)最小压力是.
电梯地板上站着一个体重600N的人,当电梯以2m/s2的加速度减速下降时,人对电梯地板的压力是______N(g=10m/s2)
正确答案
480
解析
解:以人为研究的对象,根据牛顿第二定律则:mg-N=ma
所以:N=mg-ma=N
根据牛顿第三定律人对电梯地板的压力与人受到的支持力大小相等,即480N.
故答案为:480
一物块放在水平地面上,受到一水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示;物块运动的速度v-t图象如图乙所示,6s后的速度图象没有画出,g取10m/s2.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物块在3-6s内做匀速直线运动,可知滑动摩擦力为:f=F2=6N,故A正确.
B、在0-3s内,物块做匀加速直线运动,有:a=,根据牛顿第二定律得:F1-f=ma,代入数据解得:m=1.5kg.故B错误.
C、6-9s内的加速度大小为:,故C正确.
D、前9s内的位移为:,则平均速度为:
.故D正确.
故选:ACD.
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