- 牛顿第二定律
- 共12933题
如图所示,有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带,恒定速度v=4m/s,传送带与水平面的夹角θ=37°,现将质量m=1kg的小物块轻放在其底端(小物块可视作质点),与此同时,给小物块沿传送带方向向上的恒力F=6N,经过一段时间,小物块上到了离地面高为h=3m的平台上.已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).问:
(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间?
(2)若在物块与传送带达到相同速度时,立即撤去恒力F,计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度?
正确答案
解:(1)物块开始上滑的加速度为:
=
=4m/s2,
速度达到传送带速度经历的位移为:
,
则有:,
第二阶段由于F与mgsinθ相等,物块不受摩擦力,做匀速直线运动,运动的时间为:
,
则有:t=t1+t2=1+0.75s=1.75s.
(2)当速度相等时,撤去F,由于mgsinθ>μmgcosθ,物块向上做匀减速运动,加速度大小为:
=2m/s2,
根据v2-v′2=2a2x′得:.
所用的时间为:.
答:(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间为1.75s;
(2)小物块还需经过1s时间,离开传送带以及离开时的速度为2m/s.
解析
解:(1)物块开始上滑的加速度为:
=
=4m/s2,
速度达到传送带速度经历的位移为:
,
则有:,
第二阶段由于F与mgsinθ相等,物块不受摩擦力,做匀速直线运动,运动的时间为:
,
则有:t=t1+t2=1+0.75s=1.75s.
(2)当速度相等时,撤去F,由于mgsinθ>μmgcosθ,物块向上做匀减速运动,加速度大小为:
=2m/s2,
根据v2-v′2=2a2x′得:.
所用的时间为:.
答:(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间为1.75s;
(2)小物块还需经过1s时间,离开传送带以及离开时的速度为2m/s.
车厢沿水平方向匀加速前进,车厢后面的竖直内壁上一个物体A质量为M正好沿壁相对车匀速下滑,已知物块和竖直壁间动摩擦因数为μ.车厢内一水平桌面上,又有一个物块B质量为m,随车厢一起运动,相对桌面静止,则物块B受到的摩擦力为______.
正确答案
解析
解:对A受力分析可知,竖直方向受重力和摩擦力而做匀速运动,故有:μF=Mg;
则F=;
则在水平方向由牛顿第二定律可知:F=Ma
解得:a==
=
;
再对B受力分析可知,f=ma=;
故答案为:;
如图所示,静止在水平面的纸带上放一质量为m的小金属块(可视为质点),金属块离纸带右端距离为l,金属块与纸带间动摩擦因数为μ.现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带加速过程极短,可以认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动.求:要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v应满足的条件.
正确答案
解:设抽出纸带的最小速度为v0,即纸带从金属块下抽出时金属块的速度恰好等于v0.
对金属块,由牛顿第二定律得:f=ma,
速度为:v0=at
金属块发生的位移为:s1=at2,
纸带发生的位移为:s2=v0t
两者相对位移为:s2-s1=l
解得:v0=,
故要抽出纸带,纸带的速度v≥
答:纸带的速度v应满足v≥.
解析
解:设抽出纸带的最小速度为v0,即纸带从金属块下抽出时金属块的速度恰好等于v0.
对金属块,由牛顿第二定律得:f=ma,
速度为:v0=at
金属块发生的位移为:s1=at2,
纸带发生的位移为:s2=v0t
两者相对位移为:s2-s1=l
解得:v0=,
故要抽出纸带,纸带的速度v≥
答:纸带的速度v应满足v≥.
某火箭发射场正在进行某型号火箭的发射试验.该火箭起飞时质量为2.02×103kg,起飞推力2.75×106N,火箭发射塔高100m,则该火箭起飞时的加速度大小为______m/s2;在火箭推动力不变的情况下,若不考虑空气阻力及火箭质量的变化,火箭起飞后,经______s飞离火箭发射塔.(g=9.8m/s2)
正确答案
1351.6
0.385
解析
解:火箭竖直是受推力和重力,其加速度为:
a==
=1351.6m/s2
火箭初速度为零,又知发射塔高度,
由:x=at2
解得:
t==
=0.385s
故答案为:0.385.
已知质量为m的木块在大小为T的水平拉力作用下沿粗糙水平地面作匀加速直线运动,加速度为a,则木块与地面之间的滑动摩擦因数为______.
正确答案
解析
解:物体水平方向受拉力、滑动摩擦力,竖直方向受力平衡,由牛顿第二定律方程知:
F-μN=ma …①
N=mg…②
由①、②式解得:μ=
故答案为:.
水平传送带带速恒定为V1,设传送带足够长也足够宽.现有一小物块以垂直于传送带边沿的水平速度V2冲上传送带,若物块与传送带之间的动摩擦因数保持恒定.小物块运动的最小速度为______.
正确答案
解析
解:相对于传送带,垂直传送带方向做匀减速直线运动,沿着传送带传动的反方向做匀减速直线运动,如图所示:
滑块相对传送带做匀减速直线运动,速度方向恒定,大小不断减小,知道为零,如图所示;
滑块相对于地面的速度为相对于传送带的速度与随着传送带运动速度的合矢量,如图所示:
当合速度与滑块相对于传送带的速度垂直时,对地速度最小,为:
v′=v1sinθ=v1•=
故答案为:.
如图所示,光滑水平地面上有两个木块A、B,在两个水平推力F1、F2的作用下向右做匀加速运动,若突然撤掉其中一个推力,则A、B之间的弹力( )
正确答案
解析
解:假设A、B两物体质量相等,则开始整体的加速度a=,隔离对B分析,有N-F2=ma,解得N=
.
当撤去F1,整体的加速度大小,隔离对A分析,
.
当撤去F2,整体的加速度大小,隔离对B分析,
.
可知A、B之间的弹力一定变小.
故选:A.
(2014春•上海校级期末)如图所示,MN为水平放置的光滑圆盘,半径为1.0m,其中心O处有一个小孔,穿过小孔的细绳两端各系一小球A和B,A、B两球的质量相等.圆盘上的小球A作匀速圆周运动.问:
(1)当A球的轨道半径为0.1m时,它的角速度是多大才能维持B球静止?
(2)若将前一问求得的角速度减半,如何如何调整OA长度才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止?
正确答案
解:(1)对小球A进行受力分析:受到重力、支持力、绳子的拉力,重力和支持力相互抵消,绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力,
根据向心力公式得:mω2r=mg
ω==10rad/s
(2)将前一问求得的角速度减半,要求B球仍静止,则绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力,
根据向心力公式得:
解得:r′=0.4m
答:(1)当A球的轨道半径为0.1m时,它的角速度为10rad/s才能维持B球静止;
(2)若将前一问求得的角速度减半,将A球圆运动的轨道半径增大到0.4m才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止.
解析
解:(1)对小球A进行受力分析:受到重力、支持力、绳子的拉力,重力和支持力相互抵消,绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力,
根据向心力公式得:mω2r=mg
ω==10rad/s
(2)将前一问求得的角速度减半,要求B球仍静止,则绳子的拉力等于B球的重力并提供向心力,
根据向心力公式得:
解得:r′=0.4m
答:(1)当A球的轨道半径为0.1m时,它的角速度为10rad/s才能维持B球静止;
(2)若将前一问求得的角速度减半,将A球圆运动的轨道半径增大到0.4m才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止.
水平传送带长20m,以v=2m/s的速度匀速运动,已知一物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1.则物体从轻轻放在传送带一端开始,到达另一端所需时间为______(g=10m/s2)
正确答案
11s
解析
解:物体在传送带上做匀加速直线运动的加速度a=μg=1m/s2;
物体做匀加速直线运动的时间t1=;
匀加速直线运动的位移x1=at12=
×1×4m=2m;
则物体做匀速直线运动的位移x2=L-x1=20m-2m=18m;
匀速运动的时间为;
故滑块从A到B的总时间为t=t1+t2=2s+9s=11s;
故答案为:11s.
轻绳1绕过定滑轮,甲乙两人站在地面从绳子两端握住绳子向上攀升,两人均由静止开始做匀加速直线运动.已知两人的质量m甲<m乙,绳子不可伸长,忽略滑动的重及摩擦,绳子1和2的拉力分别为F1、F2,则在上升时( )
正确答案
解析
解:ABC、绳子1拉力为F1,根据牛顿第三定律知绳子拉力相等,对人受力分析知F=F1-mg=ma,根据牛顿第三定律知绳子对甲乙的拉力相等均大于他们的重力,质量大的加速度小,故甲的加速度大于乙的加速度,根据h=知甲位移比乙位移大,故甲始终位于乙的上方,故A正确,BC错误;
D、系统不平衡,F2≠m甲g+m乙g,故D错误;
故选:A
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