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题型:简答题
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简答题

某校课外活动小组,自制一枚土火箭,火箭的质量为3kg.设火箭发射实验时,始终在竖直方向上运动.火箭点火后可认为作竖直向上的匀加速直线运动,经过4s到达离地面40m高处燃料恰好用完.若空气阻力忽略不计,燃料质量不计,g取10m/s2.求:

(1)火箭上升时受到的推力是多大?

(2)火箭上升离开地面的最大高度?

正确答案

解:(1)设燃料恰好耗尽时火箭的速度为v,由于火箭点火后可认为作匀加速运动,根据位移公式列式:

得:

由牛顿第二定律可得:

F-mg=ma;

解得:F=mg+ma=30+15=45N;

(2)火箭能够继续上升做匀减速直线运动,加速度大小为g,由位移时间关系式得:02-v2=-2gx

解得:x=20m

即火箭能够继续上升的高度20m

火箭离地的最大高度:H=x+h=20+40=60m

答:(1)向上的推力为45N;(2)火箭上升离地面的最大高度是60m

解析

解:(1)设燃料恰好耗尽时火箭的速度为v,由于火箭点火后可认为作匀加速运动,根据位移公式列式:

得:

由牛顿第二定律可得:

F-mg=ma;

解得:F=mg+ma=30+15=45N;

(2)火箭能够继续上升做匀减速直线运动,加速度大小为g,由位移时间关系式得:02-v2=-2gx

解得:x=20m

即火箭能够继续上升的高度20m

火箭离地的最大高度:H=x+h=20+40=60m

答:(1)向上的推力为45N;(2)火箭上升离地面的最大高度是60m

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,原长为L的轻弹簧与光滑水平地面上质量为m和2m的物体A、B水平相接,若用水平力F1拉B,稳定后,A、B都做加速度为a1的匀加速运动,弹簧长度为L1,若用水平力F2推A,稳定后A、B都做加速度为a2的匀加速运动,弹簧长度为L2,且L1+L2=2L,则(  )

Aa1=a2,F1=F2

Ba1=a2,F1=2F2

Ca1=2a2,F1=F2

Da1=2a2,F1=2F2

正确答案

D

解析

解:对整体分析,加速度,隔离对A分析,弹簧的弹力

加速度,隔离对B分析,弹簧的弹力

因为L1+L2=2L,可知弹簧的伸长量与压缩量相等,根据胡克定律知,两次弹簧的弹力大小相等,可知F1=2F2,根据牛顿第二定律知,a1=2a2.故D正确,A、B、C错误.

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一个质量m=10kg的物体放在光滑水平地面上.对物体施加一个F=50N的水平拉力,使物体由静止开始做匀加速直线运动.求:

(1)物体加速度a的大小;

(2)物体在t=2.0s时速度v的大小.

(3)物体在t=2.0s时的位移.

正确答案

解:(1)根据牛顿第二定律F=ma,可得物体产生的加速度:

a===5m/s2

(2)根据速度时间关系v=at,

物体2s末的速度:v=at=5×2m/s=10 m/s

(3)根据位移时间关系知,物体在2s内的位移x=at2==10m.

答:(1)物体加速度a的大小为5m/s2

(2)物体在t=2.0s时速度v的大小为10m/s;

(3)物体在t=2.0s时的位移为10m.

解析

解:(1)根据牛顿第二定律F=ma,可得物体产生的加速度:

a===5m/s2

(2)根据速度时间关系v=at,

物体2s末的速度:v=at=5×2m/s=10 m/s

(3)根据位移时间关系知,物体在2s内的位移x=at2==10m.

答:(1)物体加速度a的大小为5m/s2

(2)物体在t=2.0s时速度v的大小为10m/s;

(3)物体在t=2.0s时的位移为10m.

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题型:简答题
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简答题

质量为3kg的长木板A置于光滑的水平地面上,质量为2kg木块B(可视为质点)置于木板A的左端,在水平向右的力F作用下由静止开始运动,如图甲所示.A、B运动的加速度随时间变化的图象如图乙所示.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10m/s2)求:

(1)若6s末木板和木块刚好分离,则木板的长度为多少?

(2)4s末A、B的速度.

正确答案

解:(1)4到6s末,经历时间为:t2=2s

物体A运动的位移为:xA=vt2+aAt22=4×2+×2×22=12m

B的位移为:xB=vt2+aBt22=4×2+=16m

板的长度为:l=xB-xA=4m.

(2)a-t图象与时间轴围成图形的面积等于速度大小,则由图象知,在t=4s末,物体A、B的速度为:

v=at1==4m/s

答:(1)若6s末木板和木块刚好分离,则木板的长度为4m.

(2)4s末A、B的速度为4m/s.

解析

解:(1)4到6s末,经历时间为:t2=2s

物体A运动的位移为:xA=vt2+aAt22=4×2+×2×22=12m

B的位移为:xB=vt2+aBt22=4×2+=16m

板的长度为:l=xB-xA=4m.

(2)a-t图象与时间轴围成图形的面积等于速度大小,则由图象知,在t=4s末,物体A、B的速度为:

v=at1==4m/s

答:(1)若6s末木板和木块刚好分离,则木板的长度为4m.

(2)4s末A、B的速度为4m/s.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,斜面倾角为α=30°,斜面上边放一个光滑小球,用与斜面平行的绳把小球系住,使系统以共同的加速度向左作匀加速运动,当绳的拉力恰好为零时,加速度大小为______.若以共同加速度向右作匀加速运动,斜面支持力恰好为零时,加速度的大小为______

正确答案

g

g

解析

解:当绳子的拉力恰好为零,小球受重力和支持力两个力作用,如左图,根据牛顿第二定律得:mgtanα=ma,

解得:a=gtanα=g.

当斜面的支持力恰好为零,小球受重力和拉力两个力作用,根据牛顿第二定律得:mgcotθ=ma′

解得:a′=gcotα=g

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

如图,表面光滑的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β,α+β=90°.一初速度为v1的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t1后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑,经时间t2后到达c,速度为v2;则(  )

At1=t2

Bt1>t2

Cv1>v2

Dv1=v2

正确答案

D

解析

解:设ac段长为x,

在ab段,对小物块进行受力分析,根据牛顿第二定律得:

从a到b的运动可以看成是初速度为零,加速度为a1的匀加速直线运动,

则ab段运动的时间

在bc段对小物块进行受力分析,根据牛顿第二定律得:

物体从b到c做匀加速直线运动,则

则v1=v2

因为α>β

所以sinα>sinβ,则t1<t2,故ABC错误,D正确.

故选:D

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题型:简答题
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简答题

质量为m=35kg的小孩坐在M=15kg的雪橇上,大人用与水平方向成θ=37°斜向上的拉力拉雪橇,力的大小为F=100N,雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.15,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:

(1)雪橇对地面的压力大小FN

(2)雪橇运动的加速度大小a;

(3)大人持续向前拉雪橇x=14m时的速度v的大小.

正确答案

解:(1)以小孩和雪橇组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图,由竖直方向力平衡得

    N=(M+m)g-Fsinθ=(35+15)×10N-100×0.6N=440N

由牛顿第三定律得到,雪橇对地面的压力大小N′=N=440N;

(2)根据牛顿第二定律得

   Fcosθ-f=(M+m)a

又f=μN

得到Fcosθ-[(M+m)g-Fsinθ]=(M+m)a

代入解得a=0.28 m/s2   

(3)由2ax=得:

v=2.8m/s

答:

(1)雪橇对地面的压力大小为440N;

(2)雪橇运动的加速度大小为0.28 m/s2

(3)大人持续向前拉雪橇x=14m时的速度v的大小为2.8m/s.

解析

解:(1)以小孩和雪橇组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图,由竖直方向力平衡得

    N=(M+m)g-Fsinθ=(35+15)×10N-100×0.6N=440N

由牛顿第三定律得到,雪橇对地面的压力大小N′=N=440N;

(2)根据牛顿第二定律得

   Fcosθ-f=(M+m)a

又f=μN

得到Fcosθ-[(M+m)g-Fsinθ]=(M+m)a

代入解得a=0.28 m/s2   

(3)由2ax=得:

v=2.8m/s

答:

(1)雪橇对地面的压力大小为440N;

(2)雪橇运动的加速度大小为0.28 m/s2

(3)大人持续向前拉雪橇x=14m时的速度v的大小为2.8m/s.

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题型:简答题
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简答题

如图甲所示为一风力实验示意图.开始时,质量m=2kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上,并静止于O点.现用沿杆水平向右的恒定风力F作用于小球上,经时间t=1s后撤去风力.小球沿细杆运动的v-t图象如图乙所示(g取10m/s2).试求:

(1)小球沿细杆滑行的距离;

(2)小球与细杆之间的动摩擦因数;

(3)风力F的大小.

正确答案

解:(1)由图象可得=1m/s  

故小球沿细杆滑行的距离x=t=3m;

(2)减速阶段的加速度大小a2==1m/s2

μmg=ma2

得:μ=0.1;

(3)加速阶段的加速度大小a1==2m/s2

F-μmg=ma1

得:F=ma1+μmg=6N;

答:(1)小球沿细杆滑行的距离为3m;

(2)小球与细杆之间的动摩擦因数0.1;

(3)风力F的大小为6N.

解析

解:(1)由图象可得=1m/s  

故小球沿细杆滑行的距离x=t=3m;

(2)减速阶段的加速度大小a2==1m/s2

μmg=ma2

得:μ=0.1;

(3)加速阶段的加速度大小a1==2m/s2

F-μmg=ma1

得:F=ma1+μmg=6N;

答:(1)小球沿细杆滑行的距离为3m;

(2)小球与细杆之间的动摩擦因数0.1;

(3)风力F的大小为6N.

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题型:填空题
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填空题

甲、乙两辆小车,在相同力的作用下,甲车产生了1.5m/s2的加速度,乙车产生了4.5m/s2的加速度,则甲车质量与乙车质量之比为______

正确答案

3:1

解析

解:根据牛顿第二定律F=ma,

对甲:F=ma

对乙:F=ma

根据关系得:ma=ma,即

故答案为:3:1

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题型: 多选题
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多选题

一个质量为0.3kg的物体沿水平面做直线运动,如图所示,图线a表示物体受水平拉力时的v-t图象,图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的v-t图象,下列说法中正确的是(  )

A水平拉力的大小为0.1N,方向与摩擦力方向相同

B水平拉力对物体做功的数值为1.2J

C撤去拉力后物体还能滑行7.5m

D物体与水平面间的动摩擦因数为0.1

正确答案

A,B

解析

解:A、根据速度图象的斜率等于加速度,得物体的加速度大小为:

  0-3s内:a1===

  3-6s内:a2==m/s2=

根据牛顿第二定律得:3-6s内:摩擦力大小为f=ma2=0.1N

0-3s内:F+f=ma1,F=0.1N,方向与摩擦力方向相同.故A正确.

B、0-3s内,物体的位移为x=m=12m,水平拉力对物体做功为W=-Fx=-0.1×12m=-1.2J.即水平拉力对物体做功的数值为1.2J.故B正确.

C、设撤去拉力后物体还能滑行距离为s,则由动能定理得

-fs=0-

得,s===13.5m.故C错误.

D、由f=μmg得,μ≈0.03.故D错误.

故选AB

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