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题型:简答题
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简答题

质量为2kg的物体,在水平拉力F=5N的作用下,由静止开始在水平面上运动,物体与水平面间的动摩擦因素为0.1,求:

(1)该物体在水平面上运动的加速度大小.

(2)2s末时,物体的速度大小.

正确答案

解:(1)物体在水平方向受拉力F和摩擦F的作用,由牛顿第二定律得:

F=F-Ff=F-μmg=ma

∴a==1.5m/s2

(2)由运动学公式v=at,得到:

∴v=1.5×2=3m/s

答:(1)该物体在水平面上运动的加速度大小为1.5m/s2

(2)2s末时,物体的速度大小为3m/s.

解析

解:(1)物体在水平方向受拉力F和摩擦F的作用,由牛顿第二定律得:

F=F-Ff=F-μmg=ma

∴a==1.5m/s2

(2)由运动学公式v=at,得到:

∴v=1.5×2=3m/s

答:(1)该物体在水平面上运动的加速度大小为1.5m/s2

(2)2s末时,物体的速度大小为3m/s.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为1kg的小球穿在固定的直杆上,杆与水平方向成30°,球与杆间的动摩擦因数,当小球受到竖直向上的拉力F=20N时,小球沿杆上滑的加速度是多少?(g=10m/s2

正确答案

解:小球在杆上受到四个力的作用,如图所示,重力mg、拉力F、杆的弹力FN和滑动摩擦力F,在垂直于杆的方向合外力为零,在平行于杆的方向,合外力提供小球作加速运动所需要的力,

有(F-mg)sinθ-F=ma

(F-mg)cosθ=FN

F=μFN

由以上三式可得

代入数据后得   a=2.5m/s2

答:小球沿杆上滑的加速度为2.5m/s2

解析

解:小球在杆上受到四个力的作用,如图所示,重力mg、拉力F、杆的弹力FN和滑动摩擦力F,在垂直于杆的方向合外力为零,在平行于杆的方向,合外力提供小球作加速运动所需要的力,

有(F-mg)sinθ-F=ma

(F-mg)cosθ=FN

F=μFN

由以上三式可得

代入数据后得   a=2.5m/s2

答:小球沿杆上滑的加速度为2.5m/s2

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题型:简答题
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简答题

如图所示,用轻绳系住质量为m的小球,使小球在竖直平面内绕点O做圆周运动.小球做圆周运动的半径为L.小球在最高点A的速度大小为v.求:

(1)小球在最高点A时,绳子上的拉力大小;

(2)小球在最低点B时,绳子上的拉力大小.

正确答案

解:(1)小球在A点受力如图1所示.重力与绳子拉力F1的合力提供小球向心力,根据牛顿第二定律有  

       mg+F1=

所以,拉力F1=-mg

(2)小球从A点到B点运动过程,根据机械能守恒,有

    +2mgL,

所以,vB=

小球在B点受力如图2所示,重力与绳子拉力F2的合力提供小球向心力,则有

    F2-mg=

所以,F2=+5mg.

答:

(1)小球在最高点A时,绳子上的拉力大小是-mg;

(2)小球在最低点B时,绳子上的拉力大小是+5mg.

解析

解:(1)小球在A点受力如图1所示.重力与绳子拉力F1的合力提供小球向心力,根据牛顿第二定律有  

       mg+F1=

所以,拉力F1=-mg

(2)小球从A点到B点运动过程,根据机械能守恒,有

    +2mgL,

所以,vB=

小球在B点受力如图2所示,重力与绳子拉力F2的合力提供小球向心力,则有

    F2-mg=

所以,F2=+5mg.

答:

(1)小球在最高点A时,绳子上的拉力大小是-mg;

(2)小球在最低点B时,绳子上的拉力大小是+5mg.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,物块P(可视为质点)和木板Q的质量均为m=1kg,P与Q之间、Q与水平地面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.5和μ2=0.2,开始时P静止在Q的左端,Q静止在水平地面上.某时刻对P施加一大小为10N,方向与水平方向成θ=37°斜向上的拉力F,1s末撤去F,最终P恰好停在Q的右端,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(sinθ=0.6,cosθ=0.8,g取10m/s2)求:

(1)通过计算说明撤去力F前木板Q是否运动;

(2)1s末物块P的速度和ls内物块P的位移;

(3)木板Q的长度.

正确答案

解:(1)前0.5s内,对P:由牛顿第二定律得:Fcosθ-fP1=maP1

fP11(mg-Fsinθ)=0.5×(10-10×sin37°)N=2N,

aP1===6m/s2

木板Q与地面间的最大静摩擦力:fm2(2mg-Fsinθ)=0.2×(20-10×sin37°)N=2.8N,

由于fP1<fm,Q没有发生运动;

(2)1s末物块P的速度  vP1=aP1t1=6×1m/s=6m/s;

ls内物块P的位移 xP1==m=3m.

(3)撤去F后,由牛顿第二定律得:

对P,μ1mg=maP2,aP21g=0.5×10=5m/s2

对Q,μ1mg-μ2•2mg=maQ,aQ=g(μ1-2μ2)=10×(0.5-2×0.2)=1m/s2

当P到达Q右端时,二者速度相同,之后共同减速至静止,不再相对滑动,

 v=vP1-aP2t2,v=aQt2

解得 t2==s=1s,v=aQt2=1×1=1m/s

P的位移:xP2=vP1t2-aP2t22=6×1-=3.5m

Q的位移:xQ==m=0.5m

由几何关系可知,木板Q的长度:L=xP1+xP2-xQ=3+3.5-0.5=6m;

答:

(1)撤去力F前木板Qi没有运动.

(2)1s末物块A的速度为6m/s,ls内物块P的位移是3m.

(3)木板Q的长度6m.

解析

解:(1)前0.5s内,对P:由牛顿第二定律得:Fcosθ-fP1=maP1

fP11(mg-Fsinθ)=0.5×(10-10×sin37°)N=2N,

aP1===6m/s2

木板Q与地面间的最大静摩擦力:fm2(2mg-Fsinθ)=0.2×(20-10×sin37°)N=2.8N,

由于fP1<fm,Q没有发生运动;

(2)1s末物块P的速度  vP1=aP1t1=6×1m/s=6m/s;

ls内物块P的位移 xP1==m=3m.

(3)撤去F后,由牛顿第二定律得:

对P,μ1mg=maP2,aP21g=0.5×10=5m/s2

对Q,μ1mg-μ2•2mg=maQ,aQ=g(μ1-2μ2)=10×(0.5-2×0.2)=1m/s2

当P到达Q右端时,二者速度相同,之后共同减速至静止,不再相对滑动,

 v=vP1-aP2t2,v=aQt2

解得 t2==s=1s,v=aQt2=1×1=1m/s

P的位移:xP2=vP1t2-aP2t22=6×1-=3.5m

Q的位移:xQ==m=0.5m

由几何关系可知,木板Q的长度:L=xP1+xP2-xQ=3+3.5-0.5=6m;

答:

(1)撤去力F前木板Qi没有运动.

(2)1s末物块A的速度为6m/s,ls内物块P的位移是3m.

(3)木板Q的长度6m.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时,传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a开始运动,当其速度达到v后,便以此速度作匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g)(  )

Aμ与a之间一定满足关系μ<

B煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为

C煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为

D黑色痕迹的长度为

正确答案

A,C

解析

解:A、要发生相对滑动,传送带的加速度需大于煤块的加速度.即a>μg,则μ<.故A正确.

B、根据牛顿第二定律得,煤块的加速度a=μg,则煤块从开始运动到相对于传送带静止所需的时间t=.此时煤块的位移,此时传送带的位移,煤块相对于传送带的位移等于黑色痕迹的长度,则.故C正确,B、D错误.

故选:AC.

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题型:简答题
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简答题

一质量为0.5kg的小车放在水平桌面上,用1.5N的水平拉力可以使它沿桌面匀速运动,若在小车运动过程中,在该小车上放两只质量为50g的钩码,g=10m/s2.求:

(1)小车和桌面间的动摩擦因数;

(2)在小车停止运动之前,小车受到桌面施加的摩擦力.

正确答案

解:(1)用1.5N的水平拉力可以使它沿桌面匀速运动,根据平衡条件得:

F=f=μmg,

解得:=

(2)加上钩码后的滑动摩擦力f′=μ(mg+2m′g)=0.3×(0.5×10+2×50×10-3×10)=1.8N.

答:(1)小车和桌面间的动摩擦因数为0.3;

(2)在小车停止运动之前,小车受到桌面施加的摩擦力为1.8N.

解析

解:(1)用1.5N的水平拉力可以使它沿桌面匀速运动,根据平衡条件得:

F=f=μmg,

解得:=

(2)加上钩码后的滑动摩擦力f′=μ(mg+2m′g)=0.3×(0.5×10+2×50×10-3×10)=1.8N.

答:(1)小车和桌面间的动摩擦因数为0.3;

(2)在小车停止运动之前,小车受到桌面施加的摩擦力为1.8N.

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题型:简答题
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简答题

湖南方言中的“逗霸”来源于“斗把”,其本意是给锤子、铁锹等安装木制手柄的过程,下面将这一过程简化为如下的物理模型,如图所示,一高度可以忽略的圆环形铁锤套在粗细均匀的圆柱形木柄上,铁锤到手柄下端长l=50.0cm.为了使铁锤安装到手柄下端,先用手抓住手柄上端,使手柄与铁锤由静止开始一起竖直向下做匀加速直线运动,t=0.40s时,手柄下端碰到地面立即停止运动,此时手柄下降高度H=1.2m,铁锤恰能安装到手柄的下端.设铁锤相对手柄滑动时受到的摩擦力恒定,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)铁锤与手柄一起加速运动时的加速度大小;

(2)铁锤受到的滑动摩擦力与其重力的比值.

正确答案

解:(1)由题意可知,两物体一起下落1.2m用时0.4s;

则由运动学公式可知:a===15m/s2

(2)手柄静止后,铁锺向下减速,初速度v=at=15×0.4=6m/s;

下落位移l=0.5m静止,由运动学公式可知加速度a′===36m/s2

由牛顿第二定律可得:

F-mg=ma

解得:F=m(g+a)=46m=4.6mg;

=4.6;

答:(1)铁锤与手柄一起加速运动时的加速度大小为15m/s2

(2)铁锤受到的滑动摩擦力与其重力的比值为4.6..

解析

解:(1)由题意可知,两物体一起下落1.2m用时0.4s;

则由运动学公式可知:a===15m/s2

(2)手柄静止后,铁锺向下减速,初速度v=at=15×0.4=6m/s;

下落位移l=0.5m静止,由运动学公式可知加速度a′===36m/s2

由牛顿第二定律可得:

F-mg=ma

解得:F=m(g+a)=46m=4.6mg;

=4.6;

答:(1)铁锤与手柄一起加速运动时的加速度大小为15m/s2

(2)铁锤受到的滑动摩擦力与其重力的比值为4.6..

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题型:填空题
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填空题

用2N的水平力拉一个静止在水平面上的物体,可使它获得1m/s2的加速度;若用3N的水平力拉这个静止物体,可使它获得2m/s2的加速度.则物体受到的滑动摩擦力的大小是______N.

正确答案

1

解析

解:物体在水平方向受拉力和摩擦力作用,合力产生加速度:

当用2N的水平拉力拉物体时有:F1-f=ma1…①

当用3N的水平拉力拉物体时有:F2-f=ma2…②

所以有:有:

滑动摩擦力为:f=

代入:

得:f=1N

故答案为:1.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量M=0.2kg的长板静止在水平地面上,与地面间动摩擦因数μ1=0.1,另一质量m=0.1kg的小滑块以v0=0.9m/s初速滑上长木板,滑块与长木板间动摩擦因数μ2=0.4,求小滑块自滑上长板到最后静止(仍在木板上)的过程中,它相对于地运动的路程.

正确答案

解:由牛顿第二定律得小滑块滑上长木板的加速度大小为:

a1=

木板的加速度为:

由于m减速,M加速,设经过时间t1二者达到共同速度,有:

v0-a1t1=a2t1

代入数据,解得:t1=0.2s                                                   

m在这段时间内滑行的位移:

代入数据得:x1=0.1m                       

M在这段时间内滑行的位移:

代入数据得:x2=0.01m                         

小滑块滑上长木板后,相对于长木板运动的总位移:

△x=x1-x2=0.09m     

当二者达到共同速度后,由于地面摩擦,将一起做减速运动,设共同运动时加速度加速度大小为a3

a31g=0.1×10=1m/s2

之后m与M一起做减速运动,后阶段的初速度为:

v=a2t1=0.5×0.2=0.1m/s             

m与M一起做减速运动的位移为:

代入数据得:x3=0.005m                        

则全过程m相对于地移动的距离为:

x=x1+x3=0.1+0.005=0.105m.

答:相对于地运动的路程为0.105m.

解析

解:由牛顿第二定律得小滑块滑上长木板的加速度大小为:

a1=

木板的加速度为:

由于m减速,M加速,设经过时间t1二者达到共同速度,有:

v0-a1t1=a2t1

代入数据,解得:t1=0.2s                                                   

m在这段时间内滑行的位移:

代入数据得:x1=0.1m                       

M在这段时间内滑行的位移:

代入数据得:x2=0.01m                         

小滑块滑上长木板后,相对于长木板运动的总位移:

△x=x1-x2=0.09m     

当二者达到共同速度后,由于地面摩擦,将一起做减速运动,设共同运动时加速度加速度大小为a3

a31g=0.1×10=1m/s2

之后m与M一起做减速运动,后阶段的初速度为:

v=a2t1=0.5×0.2=0.1m/s             

m与M一起做减速运动的位移为:

代入数据得:x3=0.005m                        

则全过程m相对于地移动的距离为:

x=x1+x3=0.1+0.005=0.105m.

答:相对于地运动的路程为0.105m.

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题型:简答题
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简答题

水平面上有一直角坐标系,在原点处有一物块,其质量m=2kg,受到位于坐标平面内的三个共点力的作用而处于静止状态.其中F1=2N沿x轴正方向,F2=4N 沿y轴负方向,F3末知.从t=0 时刻起,F1停止作用,到第2s末F1恢复作用,F2 停止作用,则第4s末此物块的位置坐标是?

正确答案

解:F1停止作用后,物体受到的合力F=F1=2N,方向沿x,负方向,

由牛顿第二定律得:F=ma1,解得:a1===1m/s2

x1=a1t12=×1×22=2m,vx=a1t1=1×2=2m/s;

F2停止作用,物体受到的合力F′=F2=4N,方向沿y轴正方向,

此时加速度:a2===2m/s2,y=a2t22=×2×22=4m,

在x轴方向上,x2=vxt2=2×2=4m,x=x1+x2=2+4=6m,

则第4s末此物块的位置坐标为(-6,4).

答:第4S末物块出现在(-6,4).

解析

解:F1停止作用后,物体受到的合力F=F1=2N,方向沿x,负方向,

由牛顿第二定律得:F=ma1,解得:a1===1m/s2

x1=a1t12=×1×22=2m,vx=a1t1=1×2=2m/s;

F2停止作用,物体受到的合力F′=F2=4N,方向沿y轴正方向,

此时加速度:a2===2m/s2,y=a2t22=×2×22=4m,

在x轴方向上,x2=vxt2=2×2=4m,x=x1+x2=2+4=6m,

则第4s末此物块的位置坐标为(-6,4).

答:第4S末物块出现在(-6,4).

下一知识点 : 力学单位制
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