- 牛顿第二定律
- 共12933题
一水平传送带长度为20m,以2m/s的速度做匀速运动,已知某物体与传送带之间的动摩擦因数为0.1,则把该物体由静止放到传送带的一端开始,到达另一端所需时间为______s.
正确答案
11
解析
解:物体在传送带上做匀加速直线运动的加速度为:a=μg=1m/s2;
物体做匀加速直线运动的时间为:t1==2s;
匀加速直线运动的位移为:x1=at12=
×1×4m=2m;
则物体做匀速直线运动的位移为:x2=L-x1=20m-2m=18m;
匀速运动的时间为:t2==9s;
故滑块从A到B的总时间为:t=t1+t2=2s+9s=11s;
故答案为:11
两个完全相同的物体A、B,质量均为m=0.8kg,在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动.图中的两条直线分别表示A物体受到水平拉力F作用和B物体不受拉力作用的v-t图象,求:
(1)两物体与地面之间的动摩擦因素μ;
(2)物体A所受拉力F的大小;
(3)12s末物体A、B之间的距离S.
正确答案
解析
解:(1)由v-t图得:aB==
m/s2=-
m/s2,
由牛顿第二定律得:-μmg=maB,解得:μ==0.067;
(2)由图象得:aA==
m/s2=
m/s2,
由牛顿第二定律得:F-f=ma1,解得:F=0.8N;
(3)设A、B在12s内的位移分别为S1、S2,
由v-t图得S1=×(4+8)×12m=72m,
S2=×6×4m=12m,
12s末A、B两物体间的距离S=S1-S2=72m-12m=60m;
答:(1)两物体与地面之间的动摩擦因素为0.067;
(2)物体A所受拉力F的大小为0.8N;
(3)12s末物体A、B之间的距离为60m.
质量m=3kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O,先用沿+x轴方向的力F1=9N作用了2s,然后撤去F1;再用沿+y轴方向的力F2=24N作用了1s,则请列出必要的表达式,并根据计算所得出的结果,写出质点在3s末的坐标.
正确答案
解:前2s,根据牛顿第二定律,有:
a1=
速度为:
v1=a1t1=3×2=6m/s
位移:
x1==
=6m
第3s,物体做类似平抛运动,加速度:
a2=
水平分位移:
x2=v1t2=6×1=6m
y方向分位移:
3s末横坐标:x=6+6=12m;
故3s末的坐标为:(12m,4m)
答:质点在3s末的坐标为:(12m,4m).
解析
解:前2s,根据牛顿第二定律,有:
a1=
速度为:
v1=a1t1=3×2=6m/s
位移:
x1==
=6m
第3s,物体做类似平抛运动,加速度:
a2=
水平分位移:
x2=v1t2=6×1=6m
y方向分位移:
3s末横坐标:x=6+6=12m;
故3s末的坐标为:(12m,4m)
答:质点在3s末的坐标为:(12m,4m).
粗糙的水平面上一物体在沿水平方向拉力作用下做直线运动,水平拉力F及运动速度v随时间变化的图线如图所示.取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)前2s内物体运动的加速度和位移;
(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ.
正确答案
解:(1)根据速度图象的斜率等于加速度,知前2s内物体的运动加速度:a==
=2m/s2
前2s内物体的位移为:x==
=4m
(2)根据牛顿第二定律得:
前2s内:F1-μmg=ma
后2s内:F2=μmg
由图得 F1=15N,F2=5N
代入解得:m=5kg,μ=0.1
答:(1)前2s内物体运动的加速度是2m/s2,位移是4m;
(2)物体的质量是5kg,物体与地面间的动摩擦因数是0.1.
解析
解:(1)根据速度图象的斜率等于加速度,知前2s内物体的运动加速度:a==
=2m/s2
前2s内物体的位移为:x==
=4m
(2)根据牛顿第二定律得:
前2s内:F1-μmg=ma
后2s内:F2=μmg
由图得 F1=15N,F2=5N
代入解得:m=5kg,μ=0.1
答:(1)前2s内物体运动的加速度是2m/s2,位移是4m;
(2)物体的质量是5kg,物体与地面间的动摩擦因数是0.1.
如图所示,静止在水平地面上的物体质量为2kg,在水平恒力F推动下开始运动,4s末它的速度达到4m/s;此时将F撤去,物体又运动了16m停下来.如果物体与地面间的动摩擦因数不变,求:
(1)物体与地面间的动摩擦因数;
(2)推力F多大?
正确答案
解:
(1)撤去F后,物体做匀减速直线运动,由v2=2a2x得,
a2==0.5m/s2
由牛顿第二定律得
所以μ==0.05
(2)撤去F前,物体做匀加速直线运动,由v=v0+a1t得
a1==1m/s2
由牛顿第二定律得 F-μmg=ma1,
代入解得 F=3N
答:(1)物体与地面间的动摩擦因数是0.05;
(2)推力F为3N.
解析
解:
(1)撤去F后,物体做匀减速直线运动,由v2=2a2x得,
a2==0.5m/s2
由牛顿第二定律得
所以μ==0.05
(2)撤去F前,物体做匀加速直线运动,由v=v0+a1t得
a1==1m/s2
由牛顿第二定律得 F-μmg=ma1,
代入解得 F=3N
答:(1)物体与地面间的动摩擦因数是0.05;
(2)推力F为3N.
一质量为2m的卡车拖挂一质量为m的车厢,在水平直道上匀速行驶,其所受的阻力与各自的重量成正比,比例系数为k=0.2且与速度无关.某时刻车厢脱落,车厢停止运动时,卡车与车厢相距△x=96m.已知整个过程中卡车的牵引力保持不变,取g=10m/s2,求车厢脱落时的速度v0.
正确答案
解:设卡车的牵引力为F,车厢脱落前,对卡车和车厢整体分析有:
F-3kmg=0.
设车厢脱落后,卡车和车厢的加速度大小分别为a1和a2,由牛顿运动定律有:
F-k×2mg=2ma1,
kmg=ma2,
设卡车和车厢的位移分别为x1和x2,由运动学方程有:
,
,
△x=x1-x2,
v0=a2t,
代入数据解得v0=16m/s.
答:车厢脱落时的速度为16m/s.
解析
解:设卡车的牵引力为F,车厢脱落前,对卡车和车厢整体分析有:
F-3kmg=0.
设车厢脱落后,卡车和车厢的加速度大小分别为a1和a2,由牛顿运动定律有:
F-k×2mg=2ma1,
kmg=ma2,
设卡车和车厢的位移分别为x1和x2,由运动学方程有:
,
,
△x=x1-x2,
v0=a2t,
代入数据解得v0=16m/s.
答:车厢脱落时的速度为16m/s.
如图所示,一根轻绳跨过定滑轮,两端分别系着质量为m1、m2的小物块,m1放在地面上,m2离地面有一定高度.当m2的质量发生变化时,m1上升的加速度a的大小也将随之变化.已知重力加速度为g,图中能正确反映a与m2关系的是( )
正确答案
解析
解:当m2≤m1时,m1仍处于静止状态,没有加速度.当m2>m1时,m1有向上的加速度,
根据牛顿第二定律得:
对m1:T-m1g=m1a
对m2:m2g-T=m2a
联立解得:a=g,
根据数学知识得知,当m2>>m1时,a→g.所以D图正确.
故选:D.
质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点,现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在B点,A、B两点相距x=20m,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,求:
(l)物块在力F作用过程发生位移xl的大小:
(2)撤去力F后物块继续滑动的时间t.
正确答案
解:(1)整个运动过程的示意图如图所示
取小物块为研究对象,从A到B过程,根据动能定理,有:
Fx1-fx=0
其中:f=μmg
联立解得
x1=16m;
(2)对A到C过程运用动能定理,有:Fx1-;
解得:v=4m/s
C到B过程,根据牛顿第二定律,有:μmg=ma′,
解得a′=μg=2m/s2;
根据平均速度公式,有:,
解得;
答:(l)物块在力F作用过程发生位移xl的大小为16m;
(2)撤去力F后物块继续滑动的时间t为2s.
解析
解:(1)整个运动过程的示意图如图所示
取小物块为研究对象,从A到B过程,根据动能定理,有:
Fx1-fx=0
其中:f=μmg
联立解得
x1=16m;
(2)对A到C过程运用动能定理,有:Fx1-;
解得:v=4m/s
C到B过程,根据牛顿第二定律,有:μmg=ma′,
解得a′=μg=2m/s2;
根据平均速度公式,有:,
解得;
答:(l)物块在力F作用过程发生位移xl的大小为16m;
(2)撤去力F后物块继续滑动的时间t为2s.
一质量为m=0.5kg的物块静止在光滑的水平面上,物块在水平方向的外力F的作用下在t=0时由静止开始运动,水平外力F随时间变化的规律如图所示,以向右为正方向.求:
(1)t=1s和t=2s时物块的瞬时速度;
(2)t=0到t=4s的时间间隔内物块的位移.
正确答案
解:(1)0-1s内,物块静止开始向右匀加速直线运动:F1=ma1
解得:,
1s末物块的速度:v1=a1t1=2×1=2m/s,
1-2s内,物块先向右匀减速运动至速度为零,再静止开始向左匀加速直线运动:F2=ma2
解得:,向左
2s末物块的速度:v2=v1+a2t2=2+(-4)×1=-2m/s,
(2)0-1s内,物块的位移:,
1-2s内,物块的位移:
2-3s内,物块先向左匀减速至速度为零,再静止开始向右匀加速直线运动:F3=ma3
解得:,
3s末物块的速度:v3=v2+a3t3=-2+4×1=2m/s,
2-3s内,物块的位移:
3-4s内,物块向右匀减速运动:
F4=ma4
解得:
4s末物块的速度:v4=v3+a4t4=2+(-2)×1=0
3-4s,物块的位移:
则0~4s,物块的位移:x=x1+x2+x3+x4=2m.
答:(1)t=1s和t=2s时物块的瞬时速度分别为2m/s和-2m/s;
(2)t=0到t=4s的时间间隔内物块的位移为2m.
解析
解:(1)0-1s内,物块静止开始向右匀加速直线运动:F1=ma1
解得:,
1s末物块的速度:v1=a1t1=2×1=2m/s,
1-2s内,物块先向右匀减速运动至速度为零,再静止开始向左匀加速直线运动:F2=ma2
解得:,向左
2s末物块的速度:v2=v1+a2t2=2+(-4)×1=-2m/s,
(2)0-1s内,物块的位移:,
1-2s内,物块的位移:
2-3s内,物块先向左匀减速至速度为零,再静止开始向右匀加速直线运动:F3=ma3
解得:,
3s末物块的速度:v3=v2+a3t3=-2+4×1=2m/s,
2-3s内,物块的位移:
3-4s内,物块向右匀减速运动:
F4=ma4
解得:
4s末物块的速度:v4=v3+a4t4=2+(-2)×1=0
3-4s,物块的位移:
则0~4s,物块的位移:x=x1+x2+x3+x4=2m.
答:(1)t=1s和t=2s时物块的瞬时速度分别为2m/s和-2m/s;
(2)t=0到t=4s的时间间隔内物块的位移为2m.
如图所示,一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一自由端位于O点,现用一滑块将弹簧的自由端(与滑块未拴接)从O点压缩至A点后于t=0时刻由静止释放,滑块t1时刻经过O点,t2时刻运动到B点停止.下列四个图象的实线部分能反映滑块从A运动B的图象的是( )
正确答案
解析
解:物体开始运动时,弹簧的弹力大于阻力,根据牛顿第二定律有:a=,知形变量减小,加速度减小,先做加速度减小的加速运动.当加速度减小到零时,速度达到最大,然后弹簧的阻力大于弹簧的弹力,物体做减速运动,加速度的大小
,加速度逐渐增大,到达O点后,与弹簧分离,仅受阻力,做匀减速直线运动.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
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