- 牛顿第二定律
- 共12933题
汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时,车对桥顶的压力为车重的.如果要使汽车在粗糙的桥面行驶经过桥顶时不受摩擦力作用,且汽车不脱离桥面,则汽车经过桥顶的速度为( )
正确答案
解析
解:当汽车速度为10m/s时,有mg,N=
,得R=40m.
当摩擦力为0,则支持力为0,有mg=,
.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
如图所示,质量分别为m和2m的物块A、B叠放在光滑的水平地面上,现对B施加一水平力F,已知物块A、B间的最大静摩擦力为F1,假定物块间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.为保证它们无相对滑动,水平力F的最大值为( )
正确答案
解析
解:隔离对A分析,A的最大加速度a=,
对整体分析,水平力F的最大值F=3ma=3F1.
故选:D.
传送皮带在生产生活中有着广泛的应用,一运煤传送皮带与水平面夹角为30°,以2m/s的恒定速度顺时针运行.现将一质量为10kg的煤块(视为质点)轻放于底端,经一段时间送到高2m的平台上,煤块与皮带间的动摩擦因数为μ=
,取g=10m/s2,求:
(1)煤块从底端到平台的时间
(2)带动皮带的电动机由于传送煤块多消耗的电能.
正确答案
解:(1)物体开始受到向上的摩擦力作用,做匀加速运动,滑动摩擦力为:
f1=μmgcosθ=75N
加速度为:a=μgcosθ-gsinθ==2.5 m/s2
经过时间t1==
=0.8s 速度达到2m/s,上升:
s1==
=0.8m
然后在静摩擦力作用下做匀速运动,上升 s2=3.2m
静摩擦力 f2=mgsinθ=50N t2==
=1.6 s
总时间:T=t1+t2=2.4 s
(2)为保持皮带匀速运动,机器在t1时间内应增加动力75N,在t2时间内应增加动力50N
带动皮带的电动机由于传送煤块多消耗的电能为:
W=f1•vt1+f2•vt2=75×1.6+50×3.2=120+160=280J
答:(1)煤块从底端到平台的时间2.4s;
(2)带动皮带的电动机由于传送煤块多消耗的电能280J.
解析
解:(1)物体开始受到向上的摩擦力作用,做匀加速运动,滑动摩擦力为:
f1=μmgcosθ=75N
加速度为:a=μgcosθ-gsinθ==2.5 m/s2
经过时间t1==
=0.8s 速度达到2m/s,上升:
s1==
=0.8m
然后在静摩擦力作用下做匀速运动,上升 s2=3.2m
静摩擦力 f2=mgsinθ=50N t2==
=1.6 s
总时间:T=t1+t2=2.4 s
(2)为保持皮带匀速运动,机器在t1时间内应增加动力75N,在t2时间内应增加动力50N
带动皮带的电动机由于传送煤块多消耗的电能为:
W=f1•vt1+f2•vt2=75×1.6+50×3.2=120+160=280J
答:(1)煤块从底端到平台的时间2.4s;
(2)带动皮带的电动机由于传送煤块多消耗的电能280J.
(2015秋•连云港校级月考)质量为4kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示.g取10m/s2,求:
(1)物体与水平面间的运动摩擦系数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0~10s内物体运动位移的大小.
正确答案
解:(1)根据v-t图象可知,物体匀减速运动的加速度
,负号表示加速度的方向与速度方向相反;
设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律有
Ff=-μmg=a2
所以:动摩擦因数
(2)由图象知,物体加速阶段的加速度
根据牛顿第二定律有:F-μmg=ma1
所以力F=
(3)根据v-t图象知,图象与时间轴所围成图形的面积表示位移的大小
故物体的位移:
答:(1)物体与水平面间的运动摩擦系数μ为0.2;
(2)水平推力F的大小为12N;
(3)0~10s内物体运动位移的大小为46m.
解析
解:(1)根据v-t图象可知,物体匀减速运动的加速度
,负号表示加速度的方向与速度方向相反;
设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律有
Ff=-μmg=a2
所以:动摩擦因数
(2)由图象知,物体加速阶段的加速度
根据牛顿第二定律有:F-μmg=ma1
所以力F=
(3)根据v-t图象知,图象与时间轴所围成图形的面积表示位移的大小
故物体的位移:
答:(1)物体与水平面间的运动摩擦系数μ为0.2;
(2)水平推力F的大小为12N;
(3)0~10s内物体运动位移的大小为46m.
如图所示(a)一个质量为m0的物体放在光滑的水平桌面上,当用20N的力F通过细绳绕过定滑轮拉它时,产生2m/s2的加速度.现撤掉20N的拉力,在细绳下端挂上重为20N的物体m,如图所示(b),则物体m0的加速度为______m/s2,前、后两种情况下绳的拉力分别为T1=______,T2=______(g取10m/s2)
正确答案
1.67
20N
16.7N
解析
解:(a)图中,m0的拉力T1=F=20N,根据牛顿第二定律得:
a1=
得:m0==
kg=10kg
(b)图中,m加速下滑,绳子对m0的拉力小于mg,由根据牛顿第二定律得:
对m,有:mg-T2=ma2;
对m0,有:T2=m0a2;
联立解得:a2==
m/s2=1.67m/s2,T2=16.7N
故答案为:1.67,20,16.7
如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,皮带在电动机的带动下始终以v0=2m/s的速率运行.现把一质量m=10kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端,经时间t=1.9s,工件被传送到h=1.5m的皮带顶端.取g=10m/s2.求:
(1)工件与皮带间的动摩擦因数μ.
(2)在工件到达皮带顶端过程中,由于摩擦产生的热量是多少?
正确答案
解:(1)工件运动的位移x=,
则有:,t1+t2=1.9s,
解得t1=0.8s,
则匀加速运动的加速度,
根据牛顿第二定律得,=μgcos30°-gsin30°,
解得μ=.
(2)匀加速运动过程中的相对位移,
则摩擦产生的热量Q=J=60J.
答:(1)工件与皮带间的动摩擦因数μ为.
(2)在工件到达皮带顶端过程中,由于摩擦产生的热量是60J.
解析
解:(1)工件运动的位移x=,
则有:,t1+t2=1.9s,
解得t1=0.8s,
则匀加速运动的加速度,
根据牛顿第二定律得,=μgcos30°-gsin30°,
解得μ=.
(2)匀加速运动过程中的相对位移,
则摩擦产生的热量Q=J=60J.
答:(1)工件与皮带间的动摩擦因数μ为.
(2)在工件到达皮带顶端过程中,由于摩擦产生的热量是60J.
某种型号的飞机起飞的速度为232千米/小时,助跑的距离为274米,如果认为在这段过程中飞机坐匀加速直线运动,那么飞机的加速度为______m/s2,飞机加速时驾驶员紧靠竖直椅背,它受到的椅背推力是他的体重______倍.
正确答案
7.57
0.757
解析
解:飞机起飞的速度为232千米/小时,即64.4m/s;
根据速度位移关系公式,有:
v2=2ax
解得:;
飞行员周重力、支持力和向前的推力,根据牛顿第二定律,推力为:F=ma;
故;
故答案为:7.57,0.757.
如图所示,光滑斜面倾角θ=37°,固定在水平的地面上.一质量为m=10kg的物体放在斜面上,现用水平推力F推物体使物体沿斜面匀速上滑,求物体受到的支持力N和推力F有多大;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解析
解:对物体受力分析,如图所示:
物体匀速上滑,受力平衡,根据平衡条件得:
解得:F=mgtan37
cos37
解得:N=
答:物体受到的支持力N为125N,推力F位75N.
(2015秋•厦门校级期中)厦门市BRT(快速公交)于2008年开始运营,其中快1线(第一码头枢纽站-厦门北站)全线共22个站点(包括始发站和终点站).公交车正常运行过程中,进出站时(可视为水平面上的匀变速直线运动)加速度的大小均为2.5m/s2,停站时间40s,其余路段均以45km/h的速率行驶,取g=10m/s2.
(1)求公交车出站时,车上相对车静止的某乘客(质量为60kg)所受公交车的作用力大小.(结果可用用根式表达)
(2)若公交车从首站出发到末站的过程中,中途不停靠任何站点,其他运行方式不变,则跑完全线所用时间比全线正常运行所用的时间少多少?
正确答案
解:(1)出站过程中,对人,Fx=ma=150N,
Fy=mg=600N,公交车对人的作用力:F==150
N;
(2)出站过程,t1==5s,x1=
t1=31.25m,
进站过程,t2=t1=5s,x2=x1=31.25m
中途每停靠一站多用时间:△t0=t1+t2-+40=45s,
中途不停靠比全线正常运行少停靠20个站点,故△t=20△t0=900s;
答:(1)公交车出站时,车上相对车静止的某乘客(质量为60kg)所受公交车的作用力大小为150N.
(2)若公交车从首站出发到末站的过程中,中途不停靠任何站点,其他运行方式不变,则跑完全线所用时间比全线正常运行所用的时间少900s.
解析
解:(1)出站过程中,对人,Fx=ma=150N,
Fy=mg=600N,公交车对人的作用力:F==150
N;
(2)出站过程,t1==5s,x1=
t1=31.25m,
进站过程,t2=t1=5s,x2=x1=31.25m
中途每停靠一站多用时间:△t0=t1+t2-+40=45s,
中途不停靠比全线正常运行少停靠20个站点,故△t=20△t0=900s;
答:(1)公交车出站时,车上相对车静止的某乘客(质量为60kg)所受公交车的作用力大小为150N.
(2)若公交车从首站出发到末站的过程中,中途不停靠任何站点,其他运行方式不变,则跑完全线所用时间比全线正常运行所用的时间少900s.
一质量为4kg的物体静止在粗糙的地面上,物体与地面的动摩擦因数为0.2,用一水平力F1=10N 拉物体由A点开始运动,经过一段时间后撤去拉力F1,再经过一段时间物体到达B点停止,已知AB长为10m,则F1作用的一段距离为______m,撤去F1后物体运动的距离是______m.
正确答案
8
2
解析
解:物体匀加速直线运动的加速度
撤去拉力后的加速度大小为.
设撤去F时的速度为v,根据a1t1=a2t2,
又=10m,解得v=
m/s,
解得F1作用的一段距离,撤去F1后物体运动的距离是
.
故答案为:8,2
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