- 牛顿第二定律
- 共12933题
如图:一个小球被两根细绳BA和CA拉住,BA水平,此时CA上的拉力为F1.现将BA烧断,球开始摆动,剪断瞬间CA受到拉力为F2,当球摆回原处时CA受到的拉力为F3,则F1:F2:F3=______.
正确答案
1:sin2θ:sin2θ
解析
解:(1)如图小球平衡时,所受合力为0,如图有:
F1sinθ=mg
所以
(2)当绳剪断的瞬间,小球所受绳CA的拉力发生突变,AB绳中拉力消失,此时小球所受合力垂直于CA的方向向下,沿绳的方向合力为0,受力如下图所示:
由图可知,此时F2=mgsinθ
(3)当小球运动再回到A点时,小球仍受重力和绳AC的拉力作用,此时小球所受合力仍沿垂直于绳AC向下,沿绳方向小球所受合力等于0,由(2)分析知此时有:
F3=F2=mgsinθ
由(1)(2)(3)分析知:
=1:sin2θ:sin2θ.
故答案为:1:sin2θ:sin2θ
(2015秋•红桥区期末)如图所示,质量是2kg的物体放在水平地面上,在5N的斜向上拉力的作用下,物体由静止开始做匀加速直线运动,6s末的速度是1.8m/s,已知拉力与水平方向成37°仰角(sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)物体在前6s内的位移;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数μ.
正确答案
解:(1)物体在前6s内的位移x=.
(2)物体的加速度a=,
根据牛顿第二定律得,Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)=ma,
代入数据解得μ=0.2.
答:(1)物体在前6s内的位移为5.4m;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.
解析
解:(1)物体在前6s内的位移x=.
(2)物体的加速度a=,
根据牛顿第二定律得,Fcos37°-μ(mg-Fsin37°)=ma,
代入数据解得μ=0.2.
答:(1)物体在前6s内的位移为5.4m;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.
如图所示,水平传送带A、B两端点相距x=4m,以v0=2m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转.今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放在A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4,g取10m/s2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.小煤块从A运动到B的过程中( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律得:小煤块的加速度为a=
小煤块运动到速度与传送带相等时的时间为:t1=
此时小煤块的位移为:<4m
此后小煤块与传送带以相同的速度匀速运动直到B端,所以划痕长度即为小煤块相对于传送带的位移x1=0.5m,故CD错误;
x2=x-x1=4-0.5m=3.5m
匀速运动的时间为:
运动的总时间为:t=t1+t2=0.5+1.75s=2.25s,故A正确,B错误
故选A
如图所示,长12m的木板质量为50kg,木板置于水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数为0.1,质量为50kg的人立于木板左端,木板与人均静止,人以4m/s2匀加速向右奔跑至板的右端,求:
(1)木板运动的加速度的大小.
(2)人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间.
正确答案
解:(1)设人的质量为 m,加速度为 a1,木板的质量为 M,
加速度为 a2,人对木板的摩擦力为f.
对人,由牛顿第二定律得:f=ma1,代入数据解得:f=200N;
设人从左端跑到右端时间为 t.
对木板,由牛顿第二定律得:f-μ(M+m)g=Ma2,
解得:a2==2m/s2,
(2)由运动学公式得:L=a1t2+
a2t2,解得:t=2s;
答:(1)木板运动的加速度的大小为2m/s2.
(2)人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间为2s.
解析
解:(1)设人的质量为 m,加速度为 a1,木板的质量为 M,
加速度为 a2,人对木板的摩擦力为f.
对人,由牛顿第二定律得:f=ma1,代入数据解得:f=200N;
设人从左端跑到右端时间为 t.
对木板,由牛顿第二定律得:f-μ(M+m)g=Ma2,
解得:a2==2m/s2,
(2)由运动学公式得:L=a1t2+
a2t2,解得:t=2s;
答:(1)木板运动的加速度的大小为2m/s2.
(2)人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间为2s.
如图所示,A、B两物体叠放在一起,在水平恒定拉力F作用下沿光滑水平面一起向左做匀加速运动,运动过程中B受到的摩擦力( )
正确答案
解析
解:A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动,对A、B整体根据牛顿第二定律有:
a=
然后隔离B,根据牛顿第二定律有:
fAB=MBa=MB,大小不变,方向向左,
故选:B.
为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离,已知某高速公路的最高限速为120km/h,假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50s,刹车时汽车受到阻力的大小f 为汽车重力的0.40倍,该高速公路上汽车间的距离至少应为多少?取重力加速度g=10m/s2.
正确答案
解:由题意知,汽车的速度v=120km/h=33.3m/s
在反应时间内,汽车作匀速运动,运动的距离为:S1=Vt…①
得汽车在反应时间内产生的位移s1=vt=33.3×0.5m=16.7m
设刹车时汽车的加速度的大小为a,汽车的质量为m,有:f=ma…②
又由题意知f=0.40mg,所以汽车产生的加速度大小为:
自刹车到停下,汽车运动的距离=
…③
所以安全距离为:s=s1+s2=16.7+138.6m=155.3m
答:该高速公路上汽车间的距离至少应为155.3m.
解析
解:由题意知,汽车的速度v=120km/h=33.3m/s
在反应时间内,汽车作匀速运动,运动的距离为:S1=Vt…①
得汽车在反应时间内产生的位移s1=vt=33.3×0.5m=16.7m
设刹车时汽车的加速度的大小为a,汽车的质量为m,有:f=ma…②
又由题意知f=0.40mg,所以汽车产生的加速度大小为:
自刹车到停下,汽车运动的距离=
…③
所以安全距离为:s=s1+s2=16.7+138.6m=155.3m
答:该高速公路上汽车间的距离至少应为155.3m.
质量为m1的小滑块,沿一倾角为θ的光滑斜面滑下,斜面质量为m2,置于光滑的水平桌面上.设重力加速度为g,斜面在水平桌面上运动的加速度的大小为______.
正确答案
解析
解:设斜面的加速度为a2,斜面受到的压力为N,
则对斜面有:a2m2=Nsinθ…①
对小滑块受力分析,滑块受重力,斜面支持力,
以斜面为参照系,
对小滑块:加上惯性力a2m1,方向水平向右,
则小滑块在垂直斜面的方向受力平衡:m1gcosθ=N+a2m1sinθ…②
由①可得:N=…③
把③代入②可得:m1gcosθ=+a2m1sinθ
整理解得:a2=.
故答案为:.
如图,水平面上放有质量均为m=1kg的物块A和B(均视为质点),A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1,相距l=0.75m.现给物块A一初速度使之向物块B运动,与此同时给物块B一个F=3N水平向右的力使其由静止开始运动,经过一段时间A恰好能追上B.g=10m/s2.求:
(1)物块A、物块B运动的加速度大小;
(2)物块A初速度大小.
正确答案
解:(1)由牛顿第二定律得:
对A:μ1mA=mAaA,
对B:F-μ2mg=maB,
解得:aA=4m/s2,aB=2m/s2.
(2)设A经过t时间追上B,由位移公式可得:
xA=v0t-aAt2,xB=
aBt2,
恰好追上的条件为:
v0-aAt=aBt,xA-xB=l,
代入数据解得:t=0.5s,v0=3 m/s.
答:(1)物块A运动的加速度大小是4m/s2,物块B运动的加速度大小是2m/s2;
(2)物块A初速度大小是3m/s.
解析
解:(1)由牛顿第二定律得:
对A:μ1mA=mAaA,
对B:F-μ2mg=maB,
解得:aA=4m/s2,aB=2m/s2.
(2)设A经过t时间追上B,由位移公式可得:
xA=v0t-aAt2,xB=
aBt2,
恰好追上的条件为:
v0-aAt=aBt,xA-xB=l,
代入数据解得:t=0.5s,v0=3 m/s.
答:(1)物块A运动的加速度大小是4m/s2,物块B运动的加速度大小是2m/s2;
(2)物块A初速度大小是3m/s.
如图所示,某同学做了如下的力学实验,一个质量为m的物体A在水平面上运动,A受到向右的拉力F作用.设水平向右为加速度a的正方向,如图(a)所示,测得A 的加速度a与拉力F之间的关系如图(b )所示.由图象可知,A 的质量m=______,A与水平面的动摩擦因数μ=______.
正确答案
7.5Kg
0.4
解析
解:由图可知,当F=0时,物体只受滑动摩擦力,此时加速度为4m/s2,
根据牛顿第二定律得:
解得:μ=0.4
当F=-30N时,加速度为零,则有
-μmg=F=-30N
解得:m=7.5Kg
故答案为:7.5Kg 0.4
如图所示,一辆上表面光滑的平板小车长L=2m,车的上表面距地面的高度为1.25m,车上左侧有一挡板,紧靠挡板处有一可看成质点的小球.开始时,小车与小球一起在水平面上向右做匀速运动,速度大小为v0=5m/s.某时刻小车开始刹车,加速度a=4m/s2.经过一段时间,小球从小车右端滑出并落到地面上,g取10m/s2.求:
(1)从刹车开始到小球离开小车所用的时间;
(2)小球落地时落点离小车右端水平距离.
正确答案
解:
(1)刹车后小车做匀减速运动,小球继续做匀速运动,设经过时间t,小球离开小车,经判断知此时小车没有停止运动,则x球=v0t①
x车=v0t-at2②
x球-x车=L③
代入数据可解得:t=1 s④
(2)由h=
知t1=0.5s
小球落地时,小车已经停止运动.设从刹车到小球落地,
小车和小球总位移分别为x1、x2,
则:x1=⑤
x2=v0(t+t1) ⑥
设小球落地时,落点离小车右端的距离为△x,
则:△x=x2-(L+x1) ⑦
解④⑤⑥⑦得:△x=2.375 m
答:(1)从刹车开始到小球离开小车所用的时间为1s
(2)小球落地时落点离小车右端的距离是2.375m.
解析
解:
(1)刹车后小车做匀减速运动,小球继续做匀速运动,设经过时间t,小球离开小车,经判断知此时小车没有停止运动,则x球=v0t①
x车=v0t-at2②
x球-x车=L③
代入数据可解得:t=1 s④
(2)由h=
知t1=0.5s
小球落地时,小车已经停止运动.设从刹车到小球落地,
小车和小球总位移分别为x1、x2,
则:x1=⑤
x2=v0(t+t1) ⑥
设小球落地时,落点离小车右端的距离为△x,
则:△x=x2-(L+x1) ⑦
解④⑤⑥⑦得:△x=2.375 m
答:(1)从刹车开始到小球离开小车所用的时间为1s
(2)小球落地时落点离小车右端的距离是2.375m.
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