- 牛顿第二定律
- 共12933题
如图所示,两根长度不同的细绳,一端固定于O点,另一端各系一个完全相同的小铁球,两小球恰好在同一水平面内做匀速圆周运动,,AOC=45°,∠BOC=30°,则两球运动的半径之比rA:rB=______;两绳中张力之比FA:FB=______;两球运动的周期之比TA:TB=______.
正确答案
3:
:
1:1
解析
解:两球运动的半径之比rA:rB=htan45°:htan30°=3:
两绳中张力之比FA:FB=:
=
:
设细绳与竖直方向的夹角为α
由牛顿第二定律得
mgtanα=m
得到T=2
所以两球运动的周期之比TA:TB=1:1.
故答案为:3:,
:
,1:1.
如图所示,质量分别为M和m的两滑块叠放在光滑水平面上,滑块M的倾角为θ,不计一切摩擦阻力,当块m下滑时,滑块M加速度大小为______.
正确答案
解析
解:由于不计一切摩擦阻力,则只受重力和支持力作用,对于m,其沿斜面向下的加速度为:
把a分解成水平方向和竖直方向上的分加速度,
竖直方向上:
水平方向上:ax=acosθ=gsinθcosθ
设M的加速度为a1,使m和M做水平方向上加速运动的一对作用力和反作用力,
则水平方向上:max=Ma1
联立以上两式得:a1=,
故答案为:.
如图所示,质量m=1Kg的小球穿在长L=1.6m的斜杆上,斜杆与水平方向成α=37°角,斜杆固定不动,小球与斜杆间的动摩擦因数μ=0.75.小球受水平向左的拉力F=1N,从斜杆的顶端由静止开始下滑,求(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)小球运动的加速度大小;
(2)小球运动到斜杆底端时的速度大小.
正确答案
解:(1)小球受力分析如图所示
由牛顿第二定律得:Fcosα+mgsinα-μN=ma ①
Fsinα+N=mgcosα ②
①②联立得:=
=1.25m/s2
(2)由公式v2=2ax得:
答:(1)小球运动的加速度大小1.25m/s2;
(2)小球运动到斜杆底端时的速度大小2m/s.
解析
解:(1)小球受力分析如图所示
由牛顿第二定律得:Fcosα+mgsinα-μN=ma ①
Fsinα+N=mgcosα ②
①②联立得:=
=1.25m/s2
(2)由公式v2=2ax得:
答:(1)小球运动的加速度大小1.25m/s2;
(2)小球运动到斜杆底端时的速度大小2m/s.
一个物体静止在光滑水平面上,受到20N的水平拉力时,在3s内速度从0增加到3m/s,要使物体的速度在5s内从2m/s增加到12m/s,必须用多大的水平拉力?
正确答案
解析
解:加速度的大小a1==
=1m/s2
则物体的质量 m==
=20kg
加速度a2==
,
则水平拉力F2=ma2=20×2N=40N.
答:水平拉力的大小为40N.
一质量m=1kg的物体在水平恒力F作用下水平运动,1s末撤去恒力F,其v-t图象如图所示,则恒力F的大小是______N,物体所受阻力Ff的大小是______N.
正确答案
9
3
解析
解:由图线知,匀加速直线运动的加速度,匀减速直线运动的加速度大小
.
根据牛顿第二定律得,F-f=ma1,F-f=6
f=ma2,f=3N.
解得F=9N,f=3N.
故答案为:9 N,3 N
(2015秋•红桥区期末)钢球在很深的油槽中由静止开始下落,若油对球的阻力正比于其速度,则球的运动是( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律有:a=,f=kv,速度增大,阻力增大,则加速度减小,加速度方向与速度方向相同,做加速度减小的加速运动,当加速度减小到零,做匀速直线运动.故B正确,A、C、D错误.
故选:B
在一化肥厂有如图所示的传送装置,AB为水平,长l1=4m,顺时针传动的速率v1=5m/s,CD为靠近AB的倾斜传送带,θ=37°,长l2=5.3m,两表面动摩擦因数μ=0.5,一袋标准化肥的质量m=20kg.已知sin37°=0.6、cos37°=0.8、g=10m/s2
(1)CD传送带不动时,问一袋化肥从离A端x1的位置处轻放在去,则在CD上上升的最大距离为x2,求x2与x1的关系?
(2)若化肥从A端轻放上去,并使CD顺时针以速率v传动,问v应满足什么条件才能使化肥送至顶点D?
正确答案
解:(1)设从离A端x0 轻放上化肥时,刚好能在B端与传送带达到同等速度,
化肥放上后的加速度为a1.则:
μmg=ma1---------①
-----------②
解得:,x0=1.5m
在离A端距离x0≤x1处放上时,能在CD传送带上上升的距离相同.上升时为加速度为a2 的匀减速运动:mgsinθ+μmgcosθ=ma2-----------③
-------------④
解得:、
x2=1.25m
当x0≤x1≤L1时,在拐点处的速度为Vx
=2a1(L-x1)-----------⑤
解得:x2=2-0.5x1
综上所述
(2)从A端放上去,设CD传动速度为V2 时,化肥恰好能到达D端
假设V2<V1,则化肥经历了两个减速阶段,第一阶段从C点到减速至V2,加速度为a2;达到V2后以a3 继续减速至0,则:
mgsinθ-μmgcosθ=ma3---------⑦
--------------------⑧
联立⑦⑧可得V2=4.5m/s 并验证了假设成立,所以条件为V≥4.5m/s
答:(1)x2与x1的关系
(2)若化肥从A端轻放上去,并使CD顺时针以速率v传动,v应满足V≥4.5m/s条件才能使化肥送至顶点D
解析
解:(1)设从离A端x0 轻放上化肥时,刚好能在B端与传送带达到同等速度,
化肥放上后的加速度为a1.则:
μmg=ma1---------①
-----------②
解得:,x0=1.5m
在离A端距离x0≤x1处放上时,能在CD传送带上上升的距离相同.上升时为加速度为a2 的匀减速运动:mgsinθ+μmgcosθ=ma2-----------③
-------------④
解得:、
x2=1.25m
当x0≤x1≤L1时,在拐点处的速度为Vx
=2a1(L-x1)-----------⑤
解得:x2=2-0.5x1
综上所述
(2)从A端放上去,设CD传动速度为V2 时,化肥恰好能到达D端
假设V2<V1,则化肥经历了两个减速阶段,第一阶段从C点到减速至V2,加速度为a2;达到V2后以a3 继续减速至0,则:
mgsinθ-μmgcosθ=ma3---------⑦
--------------------⑧
联立⑦⑧可得V2=4.5m/s 并验证了假设成立,所以条件为V≥4.5m/s
答:(1)x2与x1的关系
(2)若化肥从A端轻放上去,并使CD顺时针以速率v传动,v应满足V≥4.5m/s条件才能使化肥送至顶点D
(2015秋•黔南州月考)如图所示,在光滑的水平地面上,相距L=10m的A、B两个小球均以v0=10m/s向右运动,随后两球相继滑上倾角为30°的足够长的光滑斜坡,地面与斜坡平滑连接,取g=10m/s.求:
(1)B球刚要滑上斜坡时A、B两球的距离是多少;
(2)A球滑上斜坡后经过多长时间两球相遇.
正确答案
解:(1)设A球滑上斜坡后经过t1时间B球再滑上斜坡,则有:
=1s
A球滑上斜坡后加速度为:
a=.
设此时A球向上运动的位移为x,则有:
m=7.5m.
(2)B球刚要滑上斜坡时A球速度为:
v1=v0-at1=10-5×1m/s=5m/s.
B球滑上斜坡时,加速度与A相同,以A为参考系,B相对于A以v=v0-v1=10-5m/s=5m/s做匀速运动,设再经过时间t2它们相遇,有:
,
则相遇时间为:t=t1+t2=1+1.5s=2.5s.
答:(1)B球刚要滑上斜坡时A、B两球的距离是7.5m;
(2)A球滑上斜坡后经过2.5s时间两球相遇.
解析
解:(1)设A球滑上斜坡后经过t1时间B球再滑上斜坡,则有:
=1s
A球滑上斜坡后加速度为:
a=.
设此时A球向上运动的位移为x,则有:
m=7.5m.
(2)B球刚要滑上斜坡时A球速度为:
v1=v0-at1=10-5×1m/s=5m/s.
B球滑上斜坡时,加速度与A相同,以A为参考系,B相对于A以v=v0-v1=10-5m/s=5m/s做匀速运动,设再经过时间t2它们相遇,有:
,
则相遇时间为:t=t1+t2=1+1.5s=2.5s.
答:(1)B球刚要滑上斜坡时A、B两球的距离是7.5m;
(2)A球滑上斜坡后经过2.5s时间两球相遇.
质量m=1000kg的汽车通过圆形拱形桥时的速率恒定,拱形桥的半径R=5m.试求:
(1)汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时汽车的速度;
(2)汽车在最高点对拱形桥的压力为零时汽车的速度.(重力加速度g取10m/s2)
正确答案
解:(1)汽车在最高点由牛顿第二定律可得:
可得此时速度为:v1=5m/s
(2)此时压力为零由牛顿第二定律可得:
可得此时速度为:m/s
解析
解:(1)汽车在最高点由牛顿第二定律可得:
可得此时速度为:v1=5m/s
(2)此时压力为零由牛顿第二定律可得:
可得此时速度为:m/s
一个滑雪者,质量m=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡倾角θ=30°,在 t=5s的时间内滑下的路程s=60m,g取10m/s2,求:
(1)滑雪者的加速度是多大
(2)滑雪者受到的阻力(包括摩擦力和空气阻力)
正确答案
解:(1)根据位移时间公式得:s=,
代入数据即:,
解得:a=4m/s2
(2)根据牛顿第二定律,沿斜面方向有:
mgsin30°-F阻=ma
解得:F阻=mgsin30°-ma=750×-75×4=75N.
答:(1)滑雪者运动的加速度为4m/s2;
(2)雪横和人受到的阻力为75N.
解析
解:(1)根据位移时间公式得:s=,
代入数据即:,
解得:a=4m/s2
(2)根据牛顿第二定律,沿斜面方向有:
mgsin30°-F阻=ma
解得:F阻=mgsin30°-ma=750×-75×4=75N.
答:(1)滑雪者运动的加速度为4m/s2;
(2)雪横和人受到的阻力为75N.
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