牛顿第二定律典型题习题与答案(4)

余生指教 分享 2021-09-28 下载文档

假设恰好碰撞,那么相对的位移为 l - 2r (考虑半径)

有 VO^2 = 2a (l - 2r ),把a 带入

得到 VO = 跟{(l-2r )*3F/m}

所以要不碰撞,就要求V0小于根号下的m 分之3F(l-2r),

33. 如图,在倾角为Θ的粗糙斜面上,有一个质量为m 的物体被水平力F

推着静止于斜面上,已知物体与斜面间的动摩擦因数为η,且η<tanΘ,请你判断力F 的取值范围。

解:这种题目做法一般是:先假设恰好向上滑动,求出F1。再假设恰好向下滑动,求出F2。 实际的F 应该小于F1大于F2

1.假设恰好向上滑动。此时摩擦力向下

有 F1*cosΘ = mgsinΘ + (F*sinΘ + mgcosΘ)η

求出 F1 = [mgsinΘ + (F*sinΘ + mgcosΘ)η]/cosΘ

2.由于η<tanΘ,所以不加F 的时候,物块可以下滑。F 一定大于零,加F 恰好下滑时 F2*cosΘ + mgsinΘ = (F*sinΘ + mgcosΘ)η

求出F2 = [ (F*sinΘ + mgcosΘ)η - mgsinΘ ]/cosΘ

实际的F 大雨F2小于F1

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34. 长度L=1m、质量M=的木板放在光滑水平面上,质量m=2kg的小物块位于木板的左端,木板和物块间的动摩擦因素μ=,先突然给木板一向左的初速度Vo=2m/s,同时对小物块施加一水平向右的恒定拉力F=10N,经过一段时间后,物块与木板相对静止,取g=10,求:物块最终在木板上的位置

解:牛二方法:由题意知木块向右作匀加速运动,木板先向左匀减速运动,再向右匀加速运动

木块与木板间滑动摩擦力f=μmg=2N

据牛顿第二定律知木块的加速度为a1=(F-f)/m=4m/s^2

木板的加速度为a2=f/M=8m/s^2

当木块、木板具有共同速度时,两者不再发生相对滑动,一直匀速运动下去。

a1t=-v0+a2t 解得t=

两者速度大小为v=a1t=2m/s

可见木板此时恰好回到原位置,位移为零

此过程木块的位移为s=1/2a1t^2=

所以木块最终停在木板的中点上

35.质量为m=5乘10^3kg的汽车在水平公路上行驶,阻力是车重的倍,让车保持额定功率为60KW,从静止开始行驶。

(1)若以额定功率启动,求汽车达到的最大速度Vm=2m/s时的加速度。

(2)若汽车以V1=6m/s的速度匀速行驶,求汽车的实际功率。(g取10m/s^2)

解:1. 设牵引力为F,阻力为f

F*2 = 60KW ,得到F = 30000N

f = = 5000N

加速度a = (F - f)/m =5米每而此方秒

2. 设功率为P,此时牵引力F =f = 5000N

P = F*6 = 5000*6= 30KW

36. 一根原长为L的轻质弹簧,下端固定在水平桌面上,上端固定一个质量为m的物体A,A静止时弹簧的压缩量为△L1,在A上再放一个质量也是m的物体B,待A、B静止后,在B上施加一竖直向下的力F,使弹簧再缩短△L2,这时弹簧的弹性势能为Ep。突然撤去力F,则B脱离A向上飞出的瞬间,A重力势能增加量是________。

解:假设没脱离前量物体运动的加速度为a,两物体之间的弹力为T ,弹簧的型变量为X,进度系数为K, 现在选向下为正的参考方向。那么有

对上边的物体mg - T = ma

对下边的物体mg - KX +T = ma

脱离的的一瞬间,T = 0,要让以上两个式子都成立,必须有KX= 0,得到X = 0. 所以在弹簧原长的位置,恰好B脱离A飞出去。

要求A重力势能增加量,只要能求出高度变化即可。

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上端固定一个质量为m的物体A,A静止时弹簧的压缩量为△L1,在A上再放一个质量也是m的物体B,此时弹簧被压缩了2△L1 ,再次基础上,又被压缩了△L2 ,所以弹簧总共被压缩了2△L1+△L2 。

上升的原长,A升高了2△L1+△L2。重力势能增加为 mg(2△L1+△L2)

1.如图,把一带正电的小球a放在光滑的绝缘斜面上,要让球a能够静止于斜面上,需要在MN之间放一个带电的小球b,则不可行的是()

A、带正电,放A点。

B、带正电,放B点。

C、带负点,放C点。

D、带负点,放D点。

抓住关键:让小球静止,必须让小球收到沿着斜面向上的力或者力的分离。

AB都是排斥的,向上,可以。D也可以

C不行,C的情况电力和斜面垂直,没有沿着斜面向上的分力,小球会下滑

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