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题型: 单选题
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单选题

一质量为m的小物块沿半径为R的固定圆弧轨道下滑,滑到最低点时的速度是v,若小物块与轨道的动摩擦因数是μ,则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为(  )

Aμmg

Bμm

Cμm(g+

Dμm(g-

正确答案

C

解析

解:物块滑到轨道最低点时,由重力和轨道的支持力提供物块的向心力,由牛顿第二定律得

    FN-mg=m   得到FN=m(g+

则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为f=μFN=μm(g+).

故选C

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题型:简答题
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简答题

有一质量为2kg的小球串在长为1m的轻杆顶部,轻杆与水平方向成θ=37°角.

(1)若静止释放小球,1s后小球到达轻杆底端,则小球到达杆底时它所受重力的功率为多少?

(2)小球与轻杆之间的动摩擦因数为多少?

(3)若在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力,静止释放小球后保持它的加速度大小1m/s2,且沿杆向下运动,则这样的恒力大小为多少?( g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

正确答案

解:

(1)由s=得  v==m/s=2m/s

 小球到达杆底时它所受重力的功率为P=mg•vsin53°=2×10×2×0.6W=24W                          

(2)小球下滑的加速度为a1==2m/s2

根据牛顿第二定律得

  mgsinθ-f1=ma1

解得,f1=8N                                    

又f1=μN1=μmgcosθ                            

解得,μ=0.5                                

(3)给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力后,小球的加速度为1m/s2,由牛顿第二定律,得

  mgsinθ-f2=ma2

解得,f2=10N

  杆以球的弹力大小为 N2==20N                         

若F垂直杆向上,则有

   F1=N2+mgcsoθ=20N+16N=36N

 若F垂直杆向下,则有

  F2=N2-mgcsoθ=20N-16N=4N

答:

(1)若静止释放小球,1s后小球到达轻杆底端,小球到达杆底时它所受重力的功率为24W.

(2)小球与轻杆之间的动摩擦因数为0.5.

(3)恒力大小为36N或4N.

解析

解:

(1)由s=得  v==m/s=2m/s

 小球到达杆底时它所受重力的功率为P=mg•vsin53°=2×10×2×0.6W=24W                          

(2)小球下滑的加速度为a1==2m/s2

根据牛顿第二定律得

  mgsinθ-f1=ma1

解得,f1=8N                                    

又f1=μN1=μmgcosθ                            

解得,μ=0.5                                

(3)给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力后,小球的加速度为1m/s2,由牛顿第二定律,得

  mgsinθ-f2=ma2

解得,f2=10N

  杆以球的弹力大小为 N2==20N                         

若F垂直杆向上,则有

   F1=N2+mgcsoθ=20N+16N=36N

 若F垂直杆向下,则有

  F2=N2-mgcsoθ=20N-16N=4N

答:

(1)若静止释放小球,1s后小球到达轻杆底端,小球到达杆底时它所受重力的功率为24W.

(2)小球与轻杆之间的动摩擦因数为0.5.

(3)恒力大小为36N或4N.

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题型:简答题
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简答题

质量m=2kg的木块放在水平木板上,在F1=4N的水平拉力作用下恰好能沿水平面匀速滑行,则木块与木板之间的动摩擦因数为多少?若将木板垫成倾角为α=37°斜面(如图所示),要使木块仍能沿斜面匀速向上滑行,则沿平行于斜面向上的拉力F2应多大?(已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,g=10N/kg)

正确答案

解:(1)物体在水平面上匀速滑动,则摩擦力等于拉力为:μmg=F1

解得:

(2)物体在斜面上匀速运动时,其受力如图:

垂直斜面方向:N=mgcos37°

沿斜面方向:F2=f+mgsin37°

f=μN

解得:F2=μmgcos37°+mgsin37°=0.2×2×10×0.8+2×10×0.6=15.2N

答:(1)木块与木板之间的动摩擦因数为0.2

(2)沿平行于斜面向上的拉力F2为15.2N

解析

解:(1)物体在水平面上匀速滑动,则摩擦力等于拉力为:μmg=F1

解得:

(2)物体在斜面上匀速运动时,其受力如图:

垂直斜面方向:N=mgcos37°

沿斜面方向:F2=f+mgsin37°

f=μN

解得:F2=μmgcos37°+mgsin37°=0.2×2×10×0.8+2×10×0.6=15.2N

答:(1)木块与木板之间的动摩擦因数为0.2

(2)沿平行于斜面向上的拉力F2为15.2N

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题型:简答题
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简答题

如图所示,倾角为37°的粗糙斜面固定于水平地面上,质量m=2kg的木块从斜面底端以4m/s的初速度滑上斜面,木块与斜面间的动摩擦因数为0.25,假设斜面足够长.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:

(1)木块在上滑过程中加速度的大小

(2)木块在斜面上运动的总时间.

正确答案

解:(1)物体在上滑的过程中F=mgsin37°+f

f=μmgcos37°

则加速度:=gsin37°+μgcos37°=8m/s2

(2)因为mgsin37°>μmgcos37°,知物体不能静止在斜面上.

根据牛顿第二定律物体下滑的加速度:=gsin37°-μgcos37°=4m/s2

则上滑的时间:

上滑的位移:

根据:得:

所以t=

答:(1)木块在上滑过程中加速度的大小为8m/s2

(2)木块在斜面上运动的总时间为

解析

解:(1)物体在上滑的过程中F=mgsin37°+f

f=μmgcos37°

则加速度:=gsin37°+μgcos37°=8m/s2

(2)因为mgsin37°>μmgcos37°,知物体不能静止在斜面上.

根据牛顿第二定律物体下滑的加速度:=gsin37°-μgcos37°=4m/s2

则上滑的时间:

上滑的位移:

根据:得:

所以t=

答:(1)木块在上滑过程中加速度的大小为8m/s2

(2)木块在斜面上运动的总时间为

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题型:填空题
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填空题

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.当这位工人不再推车时,车的加速度是______m/s2

正确答案

-0.2

解析

解:根据牛顿第二定律得:F-f=ma

解得:f=F-ma=90-45×1.8=9N;

撤去拉力的瞬间,只受摩擦力,则f=ma2

解得:a2==-0.2m/s2

故答案为:-0.2

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题型:简答题
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简答题

研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长,在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v1=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m,减速过程中汽车位移x与速度v的关系曲线如同乙所示,此过程可视为匀变速直线运动,取重力加速度的大小g=10m/s2,求:

(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;

(2)饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了多少;

(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.

正确答案

解:(1)设刹车加速度为a,由题可知刹车初速度v0=20m/s,末速度  vt=0  位移 x=25m 

 

-------------②

由①②式可得:a=8m/s2  t=2.5s

(2)反应时间内的位移为x′=L-x=14m

则反应时间为t′=

则反应的增加量为△t=0.7-0.4=0.3s

(3)设志愿者所受合外力的大小为F,汽车对志愿者的作用力的大小为F0,志愿者质量为m,受力如图,由牛顿第二定律得

F=ma---------③

由平行四边形定则得:----④

由③④式可得:

答:(1)减速过程汽车加速度的大小为8m/s所用时间为2.5s.

  (2)饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了0.3S.

  (3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值为

解析

解:(1)设刹车加速度为a,由题可知刹车初速度v0=20m/s,末速度  vt=0  位移 x=25m 

 

-------------②

由①②式可得:a=8m/s2  t=2.5s

(2)反应时间内的位移为x′=L-x=14m

则反应时间为t′=

则反应的增加量为△t=0.7-0.4=0.3s

(3)设志愿者所受合外力的大小为F,汽车对志愿者的作用力的大小为F0,志愿者质量为m,受力如图,由牛顿第二定律得

F=ma---------③

由平行四边形定则得:----④

由③④式可得:

答:(1)减速过程汽车加速度的大小为8m/s所用时间为2.5s.

  (2)饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了0.3S.

  (3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值为

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题型:简答题
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简答题

如图甲所示,质量m=l kg的物块在平行斜面向上的拉力尸作用下从静止开始沿斜面向上运动,t=0.5s时撤去拉力,利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(v-t图象)如图乙所示,g取l0m/s2,求:

(1)2s内物块的位移大小s和通过的路程L;

(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F.

正确答案

解:

(1)物块上升的位移:s1==1m;   

物块下滑的距离:s2==0.5m;

位移s=s1-s2=1-0.5=0.5m  

路程L=s1+s2=1+0.5=1.5m   

(2)由图乙知,各阶段加速度的大小

a1==4m/s2  

a2==-4m/s2  

 设斜面倾角为θ,斜面对物块的摩擦力为f,根据牛顿第二定律

0~0.5s内 F-f-mgsinθ=ma1

0.5~1s内-f-mgsinθ=ma2

联立解得:F=8N;

答:(1)2s内物块的位移大小s为0.5m;通过的路程L为1.5m;

(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F分别为44m/s2、4m/s2 及 8N;

解析

解:

(1)物块上升的位移:s1==1m;   

物块下滑的距离:s2==0.5m;

位移s=s1-s2=1-0.5=0.5m  

路程L=s1+s2=1+0.5=1.5m   

(2)由图乙知,各阶段加速度的大小

a1==4m/s2  

a2==-4m/s2  

 设斜面倾角为θ,斜面对物块的摩擦力为f,根据牛顿第二定律

0~0.5s内 F-f-mgsinθ=ma1

0.5~1s内-f-mgsinθ=ma2

联立解得:F=8N;

答:(1)2s内物块的位移大小s为0.5m;通过的路程L为1.5m;

(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F分别为44m/s2、4m/s2 及 8N;

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题型:填空题
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填空题

质量为m的三角形木楔A置于倾角为 的固定斜面上,它与斜面间的动摩擦因数为,一水平力F作用在木楔A的竖直平面上,在力F的推动下,木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动,则F的大小为______

正确答案

解析

解:沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解,根据牛顿第二定律有:

Fcosθ-mgsinθ-f=ma

N=mgcosθ+Fsinθ

f=μN

联立三式得,F=

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一平直的浅色传送带以速度v=2m/s匀速运行,传送带把A点处的煤块(可视为质点)运送到B点处,A、B两点之间相距L=10m,从A点把煤块轻轻地放到传送带上,经过时间t=6s送到B点,g取10m/s2,求:

(1)煤块与传送带间的动摩擦因数;

(2)如果提高传送带的运动速率,煤块能较快地传送到B点,说明并计算煤块从A到B有最短时间传送带的运动速率至少应多大?如果把求得的速率再提高一倍,则煤块传送时间为多少?

正确答案

解:(1)煤块放到传送带上后,先加速,当速度达到传送带的运行速度时,将以此速度匀速运动,设煤块加速度为a,则+=L

代入数值得:a=1 m/s2

由牛顿第二定律得:a=μg

得:μ=0.1

(2)若传送带运行速度足够大,煤块一直加速到B处,则时间最短,设为tmin

则:a=L

代入数值得:tmin=2  s

此时煤块速度为:v=atmin=2  m/s

传送带运行速率应不小于此速率

若把速率再提高一倍,煤块传送仍需2  s.

答:(1)煤块与传送带间的动摩擦因数0.1;

(2)煤块从A到B有最短时间传送带的运动速率至少应为,煤块传送时间为

解析

解:(1)煤块放到传送带上后,先加速,当速度达到传送带的运行速度时,将以此速度匀速运动,设煤块加速度为a,则+=L

代入数值得:a=1 m/s2

由牛顿第二定律得:a=μg

得:μ=0.1

(2)若传送带运行速度足够大,煤块一直加速到B处,则时间最短,设为tmin

则:a=L

代入数值得:tmin=2  s

此时煤块速度为:v=atmin=2  m/s

传送带运行速率应不小于此速率

若把速率再提高一倍,煤块传送仍需2  s.

答:(1)煤块与传送带间的动摩擦因数0.1;

(2)煤块从A到B有最短时间传送带的运动速率至少应为,煤块传送时间为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,长L=75cm的质量m=2kg的平底玻璃管底部置有一玻璃小球,玻璃管从静止开始受到一竖直向下的恒力F=12N的作用,使玻璃管竖直向下运动,经一段时间t,小球离开管口.空气阻力不计,取g=10m/s2.求:时间t和小球离开玻璃管时玻璃管的速度的大小.

正确答案

解:设玻璃管向下运动的加速度为a,对玻璃管受力分析由牛顿第二定律得,F+mg=ma①

设玻璃球和玻璃管向下运动的位移分别为s1、s2时,玻璃球离开玻璃管,

由题意得,s2-s1=L②

由玻璃球作自由落体运动得,

由玻璃管向下加速运动得,

玻璃球离开玻璃管时,玻璃管的速度v=at⑤

由①~⑤式解得,t=0.5s,v=8m/s.

答:时间t为0.5s,小球离开玻璃管时玻璃管的速度的大小为8m/s.

解析

解:设玻璃管向下运动的加速度为a,对玻璃管受力分析由牛顿第二定律得,F+mg=ma①

设玻璃球和玻璃管向下运动的位移分别为s1、s2时,玻璃球离开玻璃管,

由题意得,s2-s1=L②

由玻璃球作自由落体运动得,

由玻璃管向下加速运动得,

玻璃球离开玻璃管时,玻璃管的速度v=at⑤

由①~⑤式解得,t=0.5s,v=8m/s.

答:时间t为0.5s,小球离开玻璃管时玻璃管的速度的大小为8m/s.

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