牛顿定律 力学分析详解.docx
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牛顿定律 力学分析详解.docx
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牛顿定律力学分析详解
【达标检测】
1、下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是:
A、由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;
B、由m=F/a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比;
C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比;
D、由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。
2、在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是:
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D、在国际单位制中,k的数值一定等于1
3.已知甲物体受到2N的力作用时,产生的加速度为4m/s2,乙物体受到3N的力作用时,产生的加速度为6m/s2,则甲、乙物体的质量之比m甲,m乙等于
A.1:
3
B.2:
3
C.1:
1
D.3:
2
1、对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用的瞬间(
A.物体立即获得加速度,
B.物体立即获得速度,
C.物体同时获得速度和加速度,
D.由与物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零。
2.一小车在牵引力作用下在水平面上做匀速直线运动,某时刻起,牵引力逐渐减小直到为零,在此过程中小车仍沿原来运动方向运动,则此过程中,小车的加速度
A.保持不变
B.逐渐减小,方向与运动方向相同
C.逐渐增大,方向与运动方向相同
D.逐渐增大,方向与运动方向相反
3.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个微小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为(
A.牛顿第二定律不适用于静止的物体
B.桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到
C.推力小于静摩擦力,加速度是负的
D.桌子所受的合力为零
4、地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平方向成37°角推木箱,如图所示,恰好使木箱匀速前进。
若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?
(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
1、下面关于作用力和反作用力的说法中,正确的是(
A.先有作用力,后有反作用力
B.只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力
C.只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力
D.两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力
2.一本书静放在水平桌面上,则(
A.桌面对书的支持力的大小等于书的重力,它们是一对相互平衡力。
B.书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用与反作用力。
C.书对桌面的压力就是书的重力,它们是同一性质的力。
D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力。
3.用水平外力F将木块压在竖直墙面上而保持静止状态,如图所示,
下
列说法中正确的是(
A.木块重力与墙对木块的静摩擦力平衡。
B.木块重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力和反作用力。
C.外力F与墙对木块的正压力是一对作用力和反作用力。
D.木块对墙的压力的反作用力与外力F大小相等。
4、两个小球A和B,中间用弹簧连结,并用细绳悬于天花板下,如图所示,下面四对力中属于平衡力的是(
A.绳对A的拉力和弹簧对A的拉力
B.弹簧对B的拉力和B对
弹簧的拉力
C.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力
D.B的重力和弹簧对B的拉力
5.一物体受一对平衡力作用而静止。
若其中向东的力先逐渐减小至0,
后又逐渐恢复到
原来的值.则该物体(
A.速度方向向东,速度大小不断增大,增至最大时方向仍不变。
B.速度方向向西,速度大小不断增大,增至最大时方向仍不变。
C.速度方向向东,速度大小先逐渐增大,后逐渐减小到0。
D.速度方向向西,速度大小先不断增大,后逐渐减小到0。
4、质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它,刚好能在水平面上匀速前进。
求:
(1若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它,使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时,它的速度多大?
(2在前进2.3m时撤去拉力,又经过3s钟,物体的速度多大?
5、如图4-6-3示,一个滑雪运动员沿与水平成30°斜坡滑下,坡长400m,设下滑时运动员下滑时没有使用滑雪杆,他受到的平均阻力(包括摩擦力和空气阻力为下滑分力的1/5,求运动员从静止开始到达坡底时的速度和时间。
1、质量为1.5Kg的物体在水平拉力F的作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离后撤去该力,物体继续滑行t=2.0s停在B点,已知AB两点的距离L=5.0m,物体与水平面间的动摩擦因数为0.20,求水平拉力F的大小?
2、一架救灾直升机从距离地面16m的高处让一箱物资由静止开始落下,经2s物资落地,已知物资的质量为10kg,它下落过程中所受空气阻力可认为大小不变。
求空气阻力的大小。
(取g=10m/s2
(1找出关于物理情景的描述。
属于哪一类型的问题?
解题的思路应该是什么?
(2研究对象是谁?
受几个力的作用,画出受力图。
合力方向向哪?
(3写出解答过程。
3、如图所示物体以初速沿斜面上滑时加速度大小为6m/s2,沿斜面自由下滑时加速度大小为4m/s2,试求物体与斜面间的动摩擦因数以及斜面的倾角。
Fmθ
4、(2009江苏卷航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2㎏,动力系统提供的恒定升力F=28N。
试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。
设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2。
(1第一次试飞,飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m。
求飞行器所阻力f的大小;
(2第二次试飞,飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力。
求飞行器能达到的最大宽度h;
例2、城市中的路灯,无轨电车的供电线路等,经
常用三解形的结构悬挂。
图为这类结构的一种简化
模型。
图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面
的轴转动,钢索和杆的重量都可忽略。
如果悬挂物
的重量为G,角AOB等于θ,钢索OA对O点的
拉力和杆OB对O点的支持力各是多大?
1、节点O的受到几个力的作用?
【达标检测】
1.若一个物体处于平衡状态,则此物体一定是(
A.静止
B.匀速直线运动
C.速度为零
D.各共点力的合力为零
2.大小不同的三个力同时作用在一个小球上,以下各组中可使小球平衡的是(
A.2N,3N,6N
B.1N,4N,6N
C.35N,15N,25N
D.5N,15N,25N
3.如图在水平力F的作用下,重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙之间的动摩擦因数为μ,物体所受摩擦力大小为
A.μf
B.μ(F+G
C.μ(F-G
D.G
4.如图所示,一个重为G的木箱放在水平地面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为μ,用一个与水平方向成θ角
的推力F推动木箱沿地面做匀速直线运动,则推力的水平
分力等于
A.Fcosθ
B.μG/(cosθ-μsinθ
C.μG/(1-μtanθ
D.GD.Fsinθ
5、如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换绳OA,使连接点A向
上移,但保持O点位置不变,则A点向上移时,绳OA的拉力(
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
7、如图所示,质量为m的木块放在质量为M、倾角为θ的斜面体上,斜面体放在粗A
BOθ
G
糙的水平地面上,用沿斜面向上的拉力F拉木块,使木块与斜面体都保持静止,求地面对斜面体的摩擦力和支持力。
8、如图所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地
面上相距为4m的两杆的顶端A、B,绳上挂一个光滑
的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,平衡时,问:
①绳中的张力T为多少?
②A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角,
绳中张力如何变化?
6.一个质量是50kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤,弹簧秤下面挂着一个质量为m=5kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧秤的示数为40N,g取10m/s2,求此时人对地板的压力。
4、民用客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口和地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地上。
若机舱口下沿距地面3.2m,气囊所构成的斜面长度为5.5m,一个质量60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240N,人滑至气囊底端时速度有多大?
5、在某城市的一条道路上,规定车辆行驶速度不得超过30km/h。
在一次交通事故中,肇事车是一辆卡车,量得这辆卡车紧急刹车(车轮被抱死时留下的刹车痕迹长为
7.6m。
经过测试得知这种轮胎与路面的动摩擦因数为0.7,请判断该车是否超速。
1、如图所示,在竖直墙壁和木板间放着一个质量为m的光滑小球,木板与墙之间的夹角为θ,则球对木板的压力大小为(
(Amgcosθ
(Bmgtanθ(Cθcosmg(Dθ
tanmg2、如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,
碗的内表面及碗口是光滑的。
一根细线跨过碗口,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球。
当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平方向的夹角为α=60°。
则两个球的质量之比为多少?
3、在饮料瓶的下方戳一个小孔,瓶中灌足够的水,手持
饮料瓶,小孔中有水流出。
现让有水的饮料瓶做竖直上抛运动,运
ABααOθAm1αOm2
动时小孔始终朝下,下列现象符合事实的是(
(A只有在上升过程中有水流出
(B只有在下降过程中有水流出
(C在上升和下降过程中都有水流出
(D在上升和下降过程中都没有水流出
6、一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。
一个可乘十多人的环形坐舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让坐舱自由落下。
落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下。
已知坐舱开始下落时的高度为76m,当落到离地面28m的位置时开始制动,坐舱运减速到地面。
若坐舱中某人用手托着重50N的铅球,当坐舱落到离地面50m的位置时,手的感觉如何?
当坐舱落到离地面15m的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?
1、如图,物体P与Q间的滑动摩擦力为5N,Q与地面间的滑动摩擦力为10N,R为定滑轮,其质量及摩擦均可忽略不计。
现用一水平拉力F作用于P并使P、Q发生运动,则F至少为多少?
2、如图所示,A、B两长方形木块放在水平面上,它们的高度相等,长木板C放在它们上面。
用水平力F拉木块A,使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动,则(
(AA对C的摩擦力向右(BC对A的摩擦力向右
(CB对C的摩擦力向右(DC对B的摩擦力向右3、A、B、C三个物体叠放在水平地面上,B和C各受5N的水平拉力F1和F2。
这三个物体都保持静止。
可以判断A和B间的摩擦力为,B和C之间的摩擦力为,C和地面间的摩擦力为。
【支架、悬线问题】
4、如图所示为一个悬挂重物的系统,其中AO、BO和CO都是最多能承受100N的细绳,已知BO处于水平位置,∠AOB=150°,则所挂重物m的最大重量是多少?
这一系统中的绳子不会断裂?
PQ
RFABC
FF1ABCF2
5、相距4m的两根柱子间拴一根长为5m的轻绳,现通过一只不计质量的光滑钩子将重180N的物体挂在绳上,如图所示。
求在物体保持静止时轻绳中的张力大小。
6、如图所示,OB为硬杆,可绕B点在竖直平面内转动,钢索和杆的重量都可忽略。
如果悬挂物的重量是120N,角AOB等于53°,钢索
OA对O点的拉力和杆OB对O点支持力各是多大?
7、水平横梁的一段A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物,∠CBA=30°,如图所示,则滑轮受到绳子的作用力为多少?
(g=10m/s2
【动态平衡问题的分析】
8、如图所示,电灯悬于两壁之间,保持..O.点及..OB..绳的位置不变......,而将绳端A点向上移动,
则
(
(A绳OA所受的拉力逐渐增大(B绳OA所受的拉力先增大后减小(C绳OA所受的拉力逐渐减小(D绳OA所受的拉力先减小后增大
9、如图所示,质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面上,试分析挡板AO与斜面间的倾角β为多大时,AO板所受压力最小,并求出该压力的最小值。
53°
AB
O
β
α
O
AO
A
B
30
C
B
A
10、如图所示,光滑半圆柱面,其中心轴线过O点与地面平行,在O的正上方有一个不计摩擦的小定滑轮Q,跨过Q的一条轻绳,一端连在小球P上,当另一端在F作用下使小球沿柱面缓慢上升时,设绳中拉力大小为T,小球重力为G,小球受柱面支持力大小为N,则下列说法中正确的是((AT减小,N不变(BT、N的合力不变(CG、T的合力不变(DG、T的合力大小不变
课后作业
11、如图,滑块A、B被水平力F压紧在竖直墙壁上处于静止状态。
已知A重30N,B重20N,A、B间的动摩擦因素为0.3,B与墙面间的动摩擦因素为0.2,那么:
⑴要使A、B保持平衡,力F至少多大?
⑵若A、B间动摩擦因素为0.1,则要使滑块A、B保持平衡,力F至少要多大?
12、如图所示,用AB和CD两根绳悬挂一小轻环,A、C两点在同一水平面上,相距50m。
AB长30cm,最多能承受5N的拉力;CD长40cm,最多能承受4N的拉力,问:
小环上最多能挂多重的物体?
13、如图,绳与杆均轻质,承受弹力的最大值一定,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略,B端吊一重物,现施拉力F,将B缓慢上升(均未断,在AB杆到达竖直前((A绳子承受的拉力越来越大(B绳子承受的拉力越来越小(CAB杆承受的压力越来越大
BA
F
C
D
B
A
F
B
A
(DAB杆承受的拉力越来越小提高题
14、如图所示,a、b为间距d的两等高点,一根轻绳长为L(L>d跨过无摩擦的滑轮P,两端分别连在a、b点,滑轮p的轴上吊有重为G的物体,物体静止时,绳中拉力T大小为。
若保持a、b等高使水平间距d变大时,T的大小;若保持a、b水平间距d不变,使a、b间高度差逐渐增大时,T的大小。
(后两空填如何变化
15、如图所示有两本完全相同的书A、B,书重均为5N,若将两本书等分成若干份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,并将书A固定不动,用水平向右的力F把书B匀速抽出。
现
测得一组数据如下:
实验次数1234…n将书分成的份
数
2
4
8
16
…
逐页交叉
F的大小(牛4.510.522.546.5…
190.5
根据以上数据,试求:
⑴若将书分成32份,力F的大小为N;⑵该书的有张纸;⑶若两本书任意两张纸之间的动摩擦因数μ相等,则μ为
。
课堂练习
1、画出下列木棒所受力的示意图,木棒均处于静止状态,竖直墙面光滑。
2、如图所示,物体在力F的作用下处于静止状态,分析物体的受力情况,并指出各个力的施力物体。
用点代替物体画出物体受力的示意图。
F
F
3、分析下面物体A所受的力,用点代替A物体画出受力示意图。
4、A、B叠放在水平面上,B在水平拉力作用,两物体一起向右做匀速直线运动,如图所示,用点代替物体分别画出A、B两物体受力示意图。
5、如右上图所示,A、B两物体均处于静止状态,在图中分别画出A和B两物体受力示意图。
课后作业
1、物体A随传送带一起斜向上做匀速直线运动,在图中画出A物体受力示意图。
AB
F
A
A
A处于静止状态
A
A
A沿着墙向上运动A
A沿着水平面向右运A
A沿着斜面向上运动
A处于静止状态
A处于静止状态
A
B
2、如图右所示,物体A与竖直面间的动摩擦因数为μ,不计滑轮的摩擦,已知线与竖直墙平行,欲使物体向下做匀速直线运动,水平力F的大小应物体A的重力。
(填“>”“=”或“<”
3、如图所示,A、B叠放在一起,用一根细绳通过一定滑轮相连,现给B施一水平向右的拉力F使B沿A向右运动,试分析A、B两物体的受力情况,用点代替物体分别画出A、B两物体的受力示意图。
4、运动员把足球踢出后,足球在空中运动时,所受到的力有(
(A重力、踢球的力和空气阻力
(B重力、使球向前飞行的力和空气阻力
(C重力、踢球的力、使球向前飞行的力和空气阻力
(D只有重力和空气阻力
5、运动员双手握住竖直的杆子匀速攀上和匀速下滑时,运动员受到的摩擦力分别是f1和f2,则下列说法正确的是(
(Af1是静摩擦力,f2是滑动摩擦力
(Bf1方向向下,f2方向向上,且f1>f2
(Cf1和f2的方向都向上,且f1=f2
(Df1和f2均是滑动摩擦力,且方向都向下
6、如图所示,一物体在粗糙的水平面上向左运动,它在运动过程中还受到一个水平向右的大小拉力作用,用点代替物体画出物体受力示意图。
v
F
提高题1、如图所示,A、B为相同的两个木块,叠放在水平的地面C上,A、B用水平轻绳通过一个滑轮连接在一起,在滑轮上作用一个水平力F,恰使A、B两个木块一起沿水平面向右匀速运动.不计轻绳和滑轮的质量以及滑轮轴的摩擦。
分别用点代替A、B两物体画出它们的受力示意图。
2、木块和木板一起向右做匀速直线运动,木块的速度为5m/s,木板的速度为8m/s。
在木块未离开木板的时,分析木板和木块的受力情况,分别用点代替木图。
5m/s8m/s板和木块画出它们的受力示意3、A、B两物体一起沿斜面匀速下滑,请分别用点代替A、B两物体画出它们的受力示意图。
AB
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