- 牛顿第二定律
- 共12933题
(2015秋•石家庄校级月考)一个质量可忽略不计的长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ=0.2,水平恒力F作用在A物块上,如图所示(重力加速度g取10m/s2).则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A与木板间的最大静摩擦力:fA=μmAg=0.2×1×10N=2N,
B与木板间的最大静摩擦力:fB=μmBg=0.2×2×10N=4N,
A、F=1N<fA,所以AB相对木板保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,故A正确;
B、若F=1.5N<fA,所以AB即木板保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,根据牛顿第二定律得:
F-f=mAa,所以A物块所受摩擦力f<F=1.5N,故B错误;
C、当A刚好在木板上滑动,B和木板整体受到摩擦力2N,轻质木板,质量不计,所以B的加速度a==1m/s2
此时对整体:F0=(mA+mB)a=(1+2)×1=3N
F=4N>F0,所以A在木板上滑动,B和木板整体受到摩擦力2N,B的加速度a=1m/s2
对B进行受力分析,摩擦力提供加速度,f′=mBa=2×1=2N,故C错误;
D、F=6N>F0,所以A相对于木板滑动,B和木板整体受到摩擦力2N,B的加速度a=1m/s2,故D正确.
故选:AD.
如图所示,水平放置的传送带以速度v=2m/s向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A端与B端相距4m,则物体由A到B的时间为______s,物体到B时的速度大小为______m/s.(g取10m/s2)
正确答案
2.5
2
解析
解:设运动过程中物体的加速度为a,根据牛顿第二定律得
μmg=ma
求得a=2m/s2
设达到皮带速度v时发生的位移为s1,所用时间为t1,则
v2=2as1
解得
s1=1m
根据速度公式有v=at1
解得时间t1=1s
此时距离B端s2=4m-s1=4-1=3m
接下来做匀速运动的时间t2==1.5s
所以t=t1+t2=2.5s
物体最后阶段是匀速,故末速度为2m/s;
故答案为:2.5,2.
沐云溪谷游乐园新上了一种巨型娱乐器械,该器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上.由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面25m的位置时开始制动,座舱均匀减速.座舱中某人用手托着质量为5kg的铅球一起向下运动.(重力加速度g=10m/s2)
(1)当座舱落到离地面50m的位置时,手托铅球的力是多大?
(2)当座舱落到离地面15m的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?
正确答案
解:(1)离地面50m时,座舱自由下落,处于完全失重状态,所以铅球对手的压力为零.
(2)由运动学:v2=2gh1,v2=2ah2
其中 h1=76m-28m=48m,h2=28m
由此得:×10=17.1m/s2
以铅球为研究对象,根据牛顿第二定律:F-mg=ma
mg=50N
得:F=135N
故当座舱落到离地面15m的位置时,手要用135N的力才能拖住铅球.
答:(1)当座舱落到离地面50m的位置时,球对手的压力为0.
(2)当座舱落到离地面15m的位置时,手要用135N的力才能拖住铅球.
解析
解:(1)离地面50m时,座舱自由下落,处于完全失重状态,所以铅球对手的压力为零.
(2)由运动学:v2=2gh1,v2=2ah2
其中 h1=76m-28m=48m,h2=28m
由此得:×10=17.1m/s2
以铅球为研究对象,根据牛顿第二定律:F-mg=ma
mg=50N
得:F=135N
故当座舱落到离地面15m的位置时,手要用135N的力才能拖住铅球.
答:(1)当座舱落到离地面50m的位置时,球对手的压力为0.
(2)当座舱落到离地面15m的位置时,手要用135N的力才能拖住铅球.
一位观察者测出,悬崖跳水者碰到水面前在空中自由下落了3.0秒.如果不考虑空气阻力,悬崖有多高?实际上是有空气阻力的,因此实际高度比计算值大些还是小些?为什么?(取重力加速度g=10m/s2)
正确答案
解:悬崖跳水者做自由落体运动,高度为:
h=gt2=
×10×32=45m;
实际上是有空气阻力的,故实际加速度a<g,实际位移h=at2<
gt2;
答:如果不考虑空气阻力,悬崖有45m高;实际上是有空气阻力的,因此实际高度比计算值小些.
解析
解:悬崖跳水者做自由落体运动,高度为:
h=gt2=
×10×32=45m;
实际上是有空气阻力的,故实际加速度a<g,实际位移h=at2<
gt2;
答:如果不考虑空气阻力,悬崖有45m高;实际上是有空气阻力的,因此实际高度比计算值小些.
在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据.刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14m.假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7,g=10m/s2.则汽车刹车后滑行的加速度为______m/s2,汽车开始刹车时的速度为______m/s.
正确答案
7
14
解析
解:刹车过程中由牛顿第二定律可得:μmg=ma ①
刹车位移为:x= ②
联立①②可解得:v=14m/s,a=7m/s2
故答案为:7;14.
如图所示,一个放置在水平台面上的木块,其质量为2kg,受到一个斜向下与水平方向成37°角的推力F=10N的作用,使木块从静止开始运动,5s后撤去推力,若木块与水平面间的动摩擦因数为0.1,则木块在水平面上运动的总位移为多少.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解:撤去力F前,物体受力如图所示,据牛顿第二定律有
竖直方向上:N-mg-Fsinα=0
水平方向上:Fcosα-f=ma
f=μN
联立解得:a=2.7m/s2
5s末的速度为:v=at=2.7×5=13.5m/s
5s内的位移为:x==
=33.75m
撤去力F后,据牛顿第二定律有:
-f′=ma′
N′-mg=0
f′=μN′
解得加速度为:a′=-μg=-1m/s2
减速运动的位移为x′==
=91.125m
所以总位移为x总=x+x′=33.75+91.125=124.875m
答:物体在水平面上运动的总位移是124.875m.
解析
解:撤去力F前,物体受力如图所示,据牛顿第二定律有
竖直方向上:N-mg-Fsinα=0
水平方向上:Fcosα-f=ma
f=μN
联立解得:a=2.7m/s2
5s末的速度为:v=at=2.7×5=13.5m/s
5s内的位移为:x==
=33.75m
撤去力F后,据牛顿第二定律有:
-f′=ma′
N′-mg=0
f′=μN′
解得加速度为:a′=-μg=-1m/s2
减速运动的位移为x′==
=91.125m
所以总位移为x总=x+x′=33.75+91.125=124.875m
答:物体在水平面上运动的总位移是124.875m.
飞机的起飞过程是从静止出发,在直跑道上加速前进,等达到一定速度时离地.已知飞机加速前进的路程为1600m,所用的时间为40s.假设这段运动为匀加速直线运动,用a表示加速度,v表示离地时的速度,则( )
正确答案
解析
解:根据匀加速直线运动位移时间公式得:
x=v0t+at2
a==
m/s2=2m/s2
根据速度时间公式得:
v=v0+at=80m/s
故选A.
如图所示,水平面B点以左是光滑的,B点以右是粗糙的,质量为M和m的两个小物块,在B点以左的光滑水平面上相距L,以相同的速度向右运动.它们先后进入表面粗糙的水平面后,最后停止运动.它们与粗糙表面的动摩擦因数相同,静止后两个质点的距离为s,则有( )
正确答案
解析
解:根据牛顿第二定律得,物块进入粗糙水平面的加速度a=,知两物块的加速度相等,又进入粗糙水平面的初速度相同,末速度都为零,根据运动学公式
,知两物块运行的位移s相等,则x=0.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
如图所示,物体在水平拉力F作用下沿水平地面做匀速直线运动,速度为v.现让拉力逐渐减小,则物体的加速度和速度的变化情况是( )
正确答案
解析
解:开始物体在水平方向上受拉力和滑动摩擦力平衡,当拉力逐渐减小,根据牛顿第二定律,a=,知加速度逐渐增大,方向水平向左,方向与速度的方向相反,则速度逐渐减小.故D正确,A、B、C错误.
故选D
如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为3kg的物体A,处于静止状态.若将一个质量为3kg的物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间,则B对A的压力大小为(取g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:初始时刻,弹簧的弹力等于A的重力,即F=mAg=30N.
将一个质量为3kg的物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间,整体的加速度a==5m/s2.
隔离对B分析,mBg-N=mBa,解得N=mBg-mBa=15N.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
扫码查看完整答案与解析