牛顿第二定律典型题习题与答案(3)

余生指教 分享 2021-09-28 下载文档

f = 60N

23.从同一地点以30m/s的速度竖直向上抛出两个物体,相隔时间2s,不计空气阻力,第二个物抛出后经过多长时间跟第一个物体在空中相遇?

解:设经过时间t两物体恰好位移相等,则

^2 = 30(t+2)(t+2)^2

解得t = 2 秒

24.某一特殊路段限速40Km/h,有一卡车遇紧急情况刹车,车轮抱死划过一段距离后停止,交警测刹车过程中在路面划过的痕迹长14m,从厂家技术手册查得该车轮胎与地面动摩擦因数为。

(1)判断车是否超速?

-6

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(2)假如车安装了ABS防抱死系统,具有恒定制动力f,驾驶员的反应时间为t,汽车总质量为m,行驶速度为V0,请你给出刹车距离x的数学表达式。(g=10m/s2)

解:1.可求减速的的加速度是7,假设速度是V

那么有V^2 = 2aS ,带入数据求出V = 14,而40Km/h等于s,所以,超速

包括两部分,匀速的Vo*t,还有减速的位移Vo^2/2a ,其中a=f/m

所以X = Vo*t + mVo^2/2fa

25.质量为4t的汽车,在发动机输出功率保持60kW不变的条件下,沿水平公路行驶了1min,且速度由36km/h增大到最大速度108km/h 。设汽车受到阻力大小不变,试求:

1 :汽车受到阻力大小

2 :1min内,汽车行驶的路程

解:1.达到最大速率时阻力的功率等于发动机功率

有f*V = P

带入数据求得f = 2000N

2.一分钟内,发动机做功为Pt = 60KW*60 = 3600000焦耳

阻力做功等于f*L

动能变化量等于末动能-初动能,初速度为10,末速度是36

根据动能变化量= 发动机做功- 阻力做功

带入数据就可以求L了。

求得L = 1000m

26.质量为m的子弹以速度v0水平击穿放在光滑水平面

上的木块,木块长为L,质量为M。子弹穿过木块后木块获得的动能为Ek,系统损失的机械能为E损,若木块质量M、子弹质量m或子弹初速度v0发生变化,但子弹仍能穿过木块,那么(设木块对子弹的阻力及木块长均不变)()

A.M不变,m变小,则木块获得的动能一定变大

B.M不变,m变小,则木块获得的动能可能变大

C.m不变,M变小,则木块获得的动能一定变大

D.m不变,M变小,则木块获得的动能可能变大

解:木块对子弹的阻力及木块长均不变,若M不变,m变小,则木块做加速运动的加速度不变,子弹做减速运动的加速度减小,子弹在木块中的运动时间变长,则木块最好的速度由V=at得,木块的末速度变大,动能变大;若m不变,M变小,则木块做加速运动的加速度变大,子弹做减速运动的加速度不变,子弹在木块中的运动时间变长,则木块最好的速度由V=at得,木块的末速度变大,动能变大。

答案AC

27. 一木块(木块可以看做质点)质量均为1KG 木板在下木板长2M 木板与木块摩擦擦系数为木板与地面光滑木板静止木块从木板左端向右滑滑动2M之后木块与木板保持静止求木块初速度

解:假设初速度为VO,末速度为V

那么有木块的位移满足V^2 - VO^2 = -2aS1

-7

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木板的位移为V^2 = 2aS2

上两式子相减得到-V0^2 = -a(S1 - S2)

S1 - S2 = 2 ,a = F/m = 2

带入求出V0^2 = 4

所以初速度为2m/s

28. 甲乙两车沿同一平直公路同向匀速运动.速度均为16m/S,在前面的甲车紧急刹车,加速度为A1=3m/S2.乙车的由于司机反应的时间为秒而晚刹车,已知乙车的加速度为a2=4/s2,为了确保乙车不与甲车相撞,原来至少应保持多大的距离

解:我们选甲开始刹车的时刻为零时刻,由于后车的加速度大,只要速度两车速度减到相等时,还没有碰撞就,那么之后就一定不会碰撞了,假设速度减速到相等时用时间为t

那么有a1*t = a2*(),求出t = 2秒

那么甲刹车的路程S1满足S1 = V*t - *t^2 ,可求出S1 = 26

乙刹车的路程S2满足S2 = V* + V**^2 =

要保证不相撞,虽少需要保持的距离

29质量为M的卡车拖着质量为m的拖车在水平公路上匀速行驶,车子受到的阻力与车重成正比某时刻拖车与卡车脱离,之后,牵引力不变,经时间t司机才发现,立即关闭发动机,求拖车与卡车相继停止的时间间隔

解:假设阻力和车重的比例关系为f = uG,并设匀速运动时候的速率为VO

由于一开始是匀速,所以牵引力F等于阻力,有F = f = ug(M+m)

脱离后,卡车受到的阻力变为f' = ugM,卡车的加速度为a = (F-f')/M = ugm/M,t时间后卡车的速度V = VO+at.

关闭发动机,卡车的合外力就是阻力f',加速度变为a' = ugM/M = ug,到停止还需要时间t' = V/a'=(VO+at)/ug,所以,卡车从脱离到停止的总时间为T1= t + t' = t+(VO+at)/ug

拖车从脱离到停止用时间为T2=VO/a'= V0/ug

时间差为T1 - T2 = t + at/ug = t+ tm/M

30. 把质量为2克的带负电的小球A,用绝缘细绳悬挂起来,若将带电量为Q=4x10的负六次方C的带电小球B靠近A,当两个小球高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,求:1)B球受的库仑力

2)A球的带电量是多少

解:1.对A受理分力:他收到三个力,重力G,绳子拉力T和库伦力F,容易得到,这三个力组成一个直角三角形,并且F/G = tan45°=1

所以,库伦力等于重力,为mg = *10 =

2。根据F = KQ*Q'/R^2

得到A的带电量Q' = F*R^2/KQ = *^2/K*4x10^-6 ,查处静电常量K带入即可就出

31. 一个重为G的小球套在一个竖直放置的半径为R的光滑圆环上,小球由一根劲度系数为k,自由长度为l(l<2R)的轻弹簧系着,轻弹簧的另一端固定在大圆环的最高点,当小球静止时,轻弹簧与竖直方向的夹角为多大?

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32. 在光滑的水平面上有两个半径都是r 的A,B ,质量分别是m 和2m ,当两球间的距离大于l 时,两球见没有相互作用力,当两球间的距离等于或小于l 时,两球间存在相互作用的排斥力F ,设A 球从远离B 球l 处以V0沿两球连心线向原来静止的B 球匀速运动,欲使两球不发生触碰,V0必须满足的条件是什么?

解:当距离小于l 时,A 的加速度为F/m ,B 的加速度为F/2m 。

选A 为参考系,并选从B 到A 连线方向为正方向,把他当做静止。那么根据运动的相对性,B 相对A 的速度为VO ,B 相对A 的加速度为a = -(F/m + F/2m )=-3F/2m

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