- 牛顿第二定律
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如图所示,轻弹簧一端竖直固定在水平地面上,其正上方有一个物块,物块从高处自由下落到弹簧的上端O处,将弹簧压缩了x0时,物块的速度变为零.从物块与弹簧接触开始,在图中能正确反映物块加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是( )
正确答案
解析
解:物体到达O点时,物体受弹力为零,此时物体只受重力,故加速度为g;而在物体下落过程中受到的合力为F=mg-kx;则加速度a=
=g-
;
由题意可知,x从0变化到x=x0的过程中,物体的加速度一定先减小后增大;故A一定错误;
在mg=kx1时,合力为零,加速度为零;而此后加速度的大小应为a=-g;因k、m相同,故x1前后斜率相同;而当x=2x1时,加速度为g;由对称性可知,此时物体并没有静止,而是继续前进,故在物体静止时,x0应大于2x1,即此时加速度一定大于g,故D正确;BC错误;
故选D.
一个举重运动员在匀速运动的升降机中的最好成绩是举起60kg的杠铃,当升降机具有向上的加速度时,它的最好成绩是______kg;若升降机有
向下的加速度时,他最好的成绩是______kg.(g取10m/s2)
正确答案
40
120
解析
解:当升降机匀速上升时举起物体的最大质量为m1,匀加速上升时举起物体的最大质量为m2,匀加速下降时举起物体的最大质量为m3,则:
m1g=F,F=m2g+m2a,m3g-F=m3a
代入数据得:m2=40kg; m3=120kg
故答案为:40,120
质量为4kg的物体以5m/s的初速度沿着斜面向下做匀减速直线运动,经10s滑至最低点,且速度为零,则这个物体所受合外力的大小为______N,方向为______.
正确答案
2
沿斜面向上
解析
解:物体做匀减速运动的加速度大小为:,方向沿斜面向上.
根据牛顿第二定律得,物体所受的合力为:F合=ma=4×0.5N=2N,方向沿斜面向上.
故答案为:2,沿斜面向上.
如图所示,物体A的质量为2m,物体B的质量为m,A与地面间的动摩擦因数为μ,B与地面间的摩擦不计,用水平力F向右推A使A、B一起加速运动,则B对A的作用力大小为( )
正确答案
解析
解:以AB组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得:
系统的加速度a==
,
以B为研究对象,由牛顿第二定律得:
A对B的作用力:FAB=ma=,即AB间的作用力为
,故B正确;
故选:B.
甲乙两物体的质量之比是2:1,要使两物体的加速度大小相等,作用在两物体上的合外力的大小之比为:______.在相同大小的合外力作用下,两物体的加速度大小之比为:______.
正确答案
2:1
1:2
解析
解:已知,甲乙两物体的质量之比是2:1,
要使两物体的加速度大小相等,由牛顿第二定律F=ma可知:
作用在两物体上的合外力的大小之比:F甲:F乙=m甲:m乙=2:1.
在相同大小的合外力作用下,两物体的加速度大小之比:=
=
=
;
故答案为:2:1;1:2.
(2015秋•潮州期末)如图甲所示,有一足够长的粗糙斜面,倾角θ=37°,一滑块以初速度v0=16m/s从底端A点滑上斜面,滑至B点后又返回到A点.滑块运动的图象如图乙所示,求:(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2)
(1)AB之间的距离;
(2)滑块再次回到A点时的速度.
正确答案
解:(1)图线与时间轴围成的面积表示位移,则AB间的距离为:
x=.
(2)根据速度位移公式知,匀减速上滑的加速度大小为:
,
根据牛顿第二定律得:
f+mgsin37°=ma1,
解得滑动摩擦力为:
f=ma1-mgsin37°,
则滑块下滑的加速度为:
=
,
滑块再次回到A点的速度为:
.
答:(1)AB之间的距离为16m;
(2)滑块再次回到A点时的速度为.
解析
解:(1)图线与时间轴围成的面积表示位移,则AB间的距离为:
x=.
(2)根据速度位移公式知,匀减速上滑的加速度大小为:
,
根据牛顿第二定律得:
f+mgsin37°=ma1,
解得滑动摩擦力为:
f=ma1-mgsin37°,
则滑块下滑的加速度为:
=
,
滑块再次回到A点的速度为:
.
答:(1)AB之间的距离为16m;
(2)滑块再次回到A点时的速度为.
某传动装置的水平传送带以恒定速度v0=5m/s运行.将一块底面水平的粉笔轻轻地放到传送带上,发现粉笔块在传送带上留下一条长度l=5m的白色划线.稍后,因传动装置受到阻碍,传送带做匀减速运动,其加速度a0=5m/s2,问传动装置受阻后:
(1)粉笔块是否能在传送带上继续滑动?若能,它沿皮带继续滑动的距离l′为多少?
(2)若要粉笔块不能继续在传送上滑动,则皮带做减速运动时,其加速度a0应限制在什么范围内?
正确答案
解:(1)先求粉笔与皮带间的动摩擦因数μ.皮带初始以v0=5m/s匀速行驶,粉笔对地以
a=μg的加速度匀加速,划痕l=5m为相对位移.则
l=v0t-
t=
解得:a==2.5m/s2,μ=0.25
第二阶段,因皮带受阻,做a0=5m/s2的匀减速.a0>a,粉笔能在传送带上继续滑动,且皮带比粉笔先停下,粉笔还能在皮带上作相对滑动.粉笔相对皮带滑行距离为
l′=s粉笔-s皮带==2.5m.
(2)因为皮带对粉笔的最大静摩擦力为μmg,所以粉笔对地的最大加速度为μg,为防止粉笔在皮带上相对对滑动,皮带加速度a0应限制在μg范围内,即a≤2.5m/s2.
答:(1)粉笔块能在传送带上继续滑动,它沿皮带继续滑动的距离为2.5m;
(2)若要粉笔块不能继续在传送上滑动,则皮带做减速运动时,其加速度a0应限制在μg范围内.
解析
解:(1)先求粉笔与皮带间的动摩擦因数μ.皮带初始以v0=5m/s匀速行驶,粉笔对地以
a=μg的加速度匀加速,划痕l=5m为相对位移.则
l=v0t-
t=
解得:a==2.5m/s2,μ=0.25
第二阶段,因皮带受阻,做a0=5m/s2的匀减速.a0>a,粉笔能在传送带上继续滑动,且皮带比粉笔先停下,粉笔还能在皮带上作相对滑动.粉笔相对皮带滑行距离为
l′=s粉笔-s皮带==2.5m.
(2)因为皮带对粉笔的最大静摩擦力为μmg,所以粉笔对地的最大加速度为μg,为防止粉笔在皮带上相对对滑动,皮带加速度a0应限制在μg范围内,即a≤2.5m/s2.
答:(1)粉笔块能在传送带上继续滑动,它沿皮带继续滑动的距离为2.5m;
(2)若要粉笔块不能继续在传送上滑动,则皮带做减速运动时,其加速度a0应限制在μg范围内.
质量为1kg的物体在水平面上滑行时的v-t图象如图所示.若g 取 10m/s2,则物体与地面的动摩擦因数为______,若要使物体做匀速直线运动,则需要的水平拉力大小为______N.
正确答案
0.1
1
解析
解:由v-t图得到,物体匀减速直线运动,加速度为
根据牛顿第二定律,有-μmg=ma,解得μ=0.1
要使物体做匀速直线运动,拉力等于摩擦力,即
F=μmg=1N
故答案为:0.1,1.
我们知道公式中电压U和电流I具有因果关系、公式
中△Φ和E有因果关系,请再举出物理公式中两个物理量具有因果关系的一个例子:公式______中物理量______和物理量______具有因果关系.
正确答案
F=ma
F
a
解析
解:因为加速度与合力成正比,与质量成反比,与电流,
物理公式类似,具有因果关系.
故答案为:F=ma,F与a.
一个质点在一个恒力F作用下由静止开始运动,速度达到v,然后换成一个方向相反大小为3F的恒力作用,经过一段时间后,质点回到出发点,则质点回到出发点时速度大小为______.
正确答案
2v
解析
解:设物体在恒力F作用下发生的位移为s,由动能定理得:Fs=…①
物体在3F恒力作用下,先做匀减速运动,速度减小到零后返回,到物体回到原出发点时,物体的位移大小仍为s.在3F恒力作用的过程中,由动能定理得:
3Fs=…②
由①②得:vt=2v,
即物体回到原出发点时的速度为2v.
故答案为:2v
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