- 牛顿第二定律
- 共12933题
一物体重40N,由静止开始匀加速下落,2s内下落18m,它下落的加速度的大小为______m/s2,空气对它的平均阻力是______N.(g=10m/s2)
正确答案
9
4
解析
解:重体的重力G=mg,
则物体的质量m==
kg=4kg;
物体的初速度为零,则由位移公式x=vot+at2可得:
加速度为:a==
m/s2=9m/s2;
物体在空中受重力与阻力,则由牛顿第二定律可得:
F=mg-f=ma;
阻力f=mg-ma=40-4×9N=4N;
故答案为:9;4.
以15m/s的速度行驶的汽车,关闭发动机后10s汽车停下来,若汽车的质量为4×103kg;则汽车在滑行中加速度大小为______m/s2,受到的阻力大小是______N.
正确答案
1.5
6000
解析
解:汽车滑行过程中加速度的大小a=,
根据牛顿第二定律得,受到的阻力f=ma=4×103×1.5N=6000N.
故答案为:1.5,6000.
在如图所示的圆锥摆中,已知绳子长度为L,绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ,求小球做匀速圆周运动的周期.
正确答案
解:如图小球的受力如右图所示,由牛顿第二定律得:
由图可知,小球圆周运动的半径:r=Lsinθ
联立解得:
答:小球做匀速圆周运动的周期T=2.
解析
解:如图小球的受力如右图所示,由牛顿第二定律得:
由图可知,小球圆周运动的半径:r=Lsinθ
联立解得:
答:小球做匀速圆周运动的周期T=2.
(2015秋•昆明校级月考)如图甲所示,有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木块右端放的一小滑块,小滑块质量为m=1kg,可视为质点.现用水平恒力F作用在木板M右端,恒力F取不同数值时,小滑块和木板的加速度分别对应不同数值,两者的a-F图象如图乙所示,取g=10m/s2.求:
(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数,以及木板与地面的滑动摩擦因数.
(2)若水平恒力F=27.8N,且始终作用在木板M上,当小滑块m从木板上滑落时,经历的时间为多长.
正确答案
解:(1)由图乙可知,当恒力F≥25N时,小滑块与木板将出现相对滑动,以小滑块为研究对象,根据牛顿第二定律得,
μ1mg=ma1,
代入数据解得μ1=0.4.
以木板为研究对象,根据牛顿第二定律有:F-μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2,
则,
结合图象可得,
解得μ2=0.1.
(2)设m在M上滑动的事件为t,当水平恒力F=27.8N时,
由(1)知滑块的加速度为,
而滑块在时间t内的位移为,
由(1)可知木板的加速度为,
代入数据解得,
而木板在时间t内的位移为,
由题可知,s1-s2=L,
代入数据联立解得t=2s.
答:(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数为0.4,以及木板与地面的滑动摩擦因数为0.1.
(2)经历的时间为2s.
解析
解:(1)由图乙可知,当恒力F≥25N时,小滑块与木板将出现相对滑动,以小滑块为研究对象,根据牛顿第二定律得,
μ1mg=ma1,
代入数据解得μ1=0.4.
以木板为研究对象,根据牛顿第二定律有:F-μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2,
则,
结合图象可得,
解得μ2=0.1.
(2)设m在M上滑动的事件为t,当水平恒力F=27.8N时,
由(1)知滑块的加速度为,
而滑块在时间t内的位移为,
由(1)可知木板的加速度为,
代入数据解得,
而木板在时间t内的位移为,
由题可知,s1-s2=L,
代入数据联立解得t=2s.
答:(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数为0.4,以及木板与地面的滑动摩擦因数为0.1.
(2)经历的时间为2s.
一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为
时,上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )
正确答案
解析
解:以速度v上升过程中,由动能定理可知
以速度上升过程中,由动能定理可知
联立解得,h=
故D正确.
故选:D.
一质量为m的小孩在电梯内的体重计上,电梯从t=0时刻由静止开始上升,在0到6s内体重计示数F的变化如图所示,其中2-5s电梯在匀速上升.试问:在这段时间内电梯上升的高度是多少?取重力加速度g=10m/s2.
正确答案
解:由题意可知,2-5s内匀速上升,故物体的重力为400N,质量为40kg;
在0s-2s内,电梯做匀加速运动,加速度为:a1==
=1m/s2
上升高度为 h1=a1t12=
=2m
2s末速度为v=a1t1=1×2=2m/s
在中间3s内,电梯加速度为0,做匀速运动
上升高度h2=vt2=2×3=6m
最后1s内做匀减速运动,加速度 a2==
=-2m/s2 在第6s末恰好停止.
上升高度为 h3=vt3=
×2×1=1m
故在这段时间内上升高度为 h=h1+h2+h3=2+6+1m=9m
答:在这段时间内电梯上升的高度是为9m.
解析
解:由题意可知,2-5s内匀速上升,故物体的重力为400N,质量为40kg;
在0s-2s内,电梯做匀加速运动,加速度为:a1==
=1m/s2
上升高度为 h1=a1t12=
=2m
2s末速度为v=a1t1=1×2=2m/s
在中间3s内,电梯加速度为0,做匀速运动
上升高度h2=vt2=2×3=6m
最后1s内做匀减速运动,加速度 a2==
=-2m/s2 在第6s末恰好停止.
上升高度为 h3=vt3=
×2×1=1m
故在这段时间内上升高度为 h=h1+h2+h3=2+6+1m=9m
答:在这段时间内电梯上升的高度是为9m.
在粗糙的水平地面上有一个质量为2kg的物块,与左端固定在墙上的水平轻弹簧相连,并由一与水平方向成45°角的拉力F拉着,如图所示.此时物块处于静止状态,水平地面对物块的弹力恰好为零.取g=10m/s2,设物块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,动摩擦因数为0.2.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、据题:水平地面对物块的弹力恰好为零,则摩擦力也为零,物块受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡,根据共点力平衡得,弹簧的弹力:
F=mgtan45°=20×1=20N,故A正确;
B、撤去力F的瞬间,弹簧的弹力仍然为20N,小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用;
小球所受的最大静摩擦力为:f=μmg=0.2×20N=4N,根据牛顿第二定律得小球的加速度为:a==
=8m/s2;
合力方向向左,加速度向左.故B正确;
CD、弹簧对物块的拉力瞬间为零,此时物块受的合力为20N,加速度为10m/s2,方向水平向右;故CD错误.
故选:AB.
如图所示为牵引力F和车速倒数
的关系图象,若汽车质量为2×103kg,它由静止开始沿平直的公路行驶,设阻力恒定,且最大车速为30m/s,则( )
正确答案
解析
解:A、当速度为30m/s时,牵引车的速度达到最大,做匀速直线运动,此时F=f,所以f=2×103N.故A正确.
BCD、牵引车的额定功率P=fv=2×103×30W=6×104W.匀加速直线运动的加速度a=,匀加速直线运动的末速度v=
,匀加速直线运动的时间t=
.因为15m/s>10m/s,所以汽车速度为15m/s时,功率已达到额定功率.故B、D正确,C错误.
故选ABD.
如图所示,水平传送带AB长L=10m,向右匀速运动的速度v0=4m/s.一质量为1kg的小物块(可视为质点)以v1=6m/s的初速度从传送带右端B点冲上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)物块相对地面向左运动的最大距离;
(2)物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间.
正确答案
解:(1)设物块与传送带间摩擦力大小为f、向左运动最大距离s1时速度变为0
f=μmg
-fs1=0-
解得:s1=4.5m
(2)设小物块经时间t1速度减为0,然后反向加速,设加速度大小为a,经时间t2与传送带速度相等:
v1-at1=0
由牛顿第二定律得:a=
解得:t1=1.5s
v0=at2
解得:t2=1s
设反向加速时,物块的位移为s2,则有:
s2==
=2m
物块与传送带同速后,将做匀速直线运动,设经时间t3再次回到B点,则有:
s1-s2=v0t3
解得:
所以物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间 t=t1+t2+t3=3.125s
答:(1)物块相对地面向左运动的最大距离为4.5m;
(2)物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间3.125s.
解析
解:(1)设物块与传送带间摩擦力大小为f、向左运动最大距离s1时速度变为0
f=μmg
-fs1=0-
解得:s1=4.5m
(2)设小物块经时间t1速度减为0,然后反向加速,设加速度大小为a,经时间t2与传送带速度相等:
v1-at1=0
由牛顿第二定律得:a=
解得:t1=1.5s
v0=at2
解得:t2=1s
设反向加速时,物块的位移为s2,则有:
s2==
=2m
物块与传送带同速后,将做匀速直线运动,设经时间t3再次回到B点,则有:
s1-s2=v0t3
解得:
所以物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间 t=t1+t2+t3=3.125s
答:(1)物块相对地面向左运动的最大距离为4.5m;
(2)物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间3.125s.
下列对牛顿第二定律表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体的合外力与物体的质量和加速度无关.故A错误.
B、物体的质量与合外力以及加速度无关,由本身的性质决定.故B、D错误.
C、根据牛顿第二定律a=可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比.故C正确.
故选C.
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