02牛頓定律習(xí)題解答知識(shí)分享

1、0 2 牛 頓 定 律 習(xí) 題 解 答精品文檔1下列四種說法中，正確的為：（ ）A. 物體在恒力作用下，不可能作曲線運(yùn)動(dòng)；B. 物體在變力作用下，不可能作曲線運(yùn)動(dòng)；C. 物體在垂直于速度方向，且大小不變的力作用下作勻速圓周運(yùn) 動(dòng)；D. 物體在不垂直于速度方向的力作用下，不可能作圓周運(yùn)動(dòng)； 解：答案是 C。2關(guān)于慣性有下面四種說法，正確的為：（）A. 物體靜止或作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)才具有慣性；B. 物體受力作變速運(yùn)動(dòng)時(shí)才具有慣性；C. 物體受力作變速運(yùn)動(dòng)時(shí)才沒有慣性；D. 慣性是物體的一種固有屬性，在任何情況下物體均有慣性。 解：答案是 D 。3在足夠長(zhǎng)的管中裝有粘滯液體，放入鋼球由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，

2、列說法中正確的是：（ ）A. 鋼球運(yùn)動(dòng)越來越慢，最后靜止不動(dòng)；B. 鋼球運(yùn)動(dòng)越來越慢，最后達(dá)到穩(wěn)定的速度；C. 鋼球運(yùn)動(dòng)越來越快，一直無限制地增加；D. 鋼球運(yùn)動(dòng)越來越快，最后達(dá)到穩(wěn)定的速度。解：答案是 D收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔4一人肩扛一重量為 P 的米袋從高臺(tái)上往下跳，當(dāng)其在空中運(yùn)動(dòng) 時(shí)，米袋作用在他肩上的力應(yīng)為：( )A. 0B. P /4C. P D. P/2解：答案是 A。簡(jiǎn)要提示：米袋和人具有相同的加速度，因此米袋作用在他肩上的力應(yīng)為 0。選擇題 5 圖5質(zhì)量分別為 m1 和m2 的兩滑塊A 和B 通過一輕彈簧水平連結(jié)后置于水平桌面上，滑塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦系

3、數(shù)均為 ，系統(tǒng)在水平拉力 F 作用下勻速運(yùn)動(dòng)，如圖 所示如突然撤消拉力，則剛撤消后瞬間，二者的加速度 aA 和aB 分別 為A. aA = 0，aB = 0；C. aA 0解：答案是 D。B. aA 0， aB 0；D. aA 0，aB = 0 。簡(jiǎn)要提示：水平拉力剛撤消的瞬間 ,滑塊 A受到的合力為彈力和滑動(dòng) 摩擦力，均指向負(fù) x方向，滑塊 B 受到的合力仍然為零。6. 質(zhì)量為 m的物體最初位于 x0處，在力 F = k/x2作用下由靜止開始 沿直線運(yùn)動(dòng)， k 為一常數(shù)，則物體在任一位置 x 處的速度應(yīng)為( )A. k (11 )B. 2k(11 )C. 3k(11 )D. k (11 )m

4、 xx0 m xx0 m xx0 m xx0收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔解：答案是 B簡(jiǎn)要提示：ak1m x2)dx12v2k1mx1)，x0所以vvdv0dv dtdv vdxxxx0(k1 m x27. 一質(zhì)量為 m 的物體在 t = 0 時(shí)下落，受到重力和正比于其速度(相對(duì)于空氣)的空氣阻力作用，已知相對(duì)固定在地面上的坐標(biāo)系來說，其運(yùn)動(dòng)方程為 mdvdt坐標(biāo)系(用 表示)mg bv ，則相對(duì)于以垂直向上速度 v0 運(yùn)動(dòng)的另一運(yùn)動(dòng)dv來說，運(yùn)動(dòng)方程變?yōu)椋築. dvB. mdtbvm(gA. m mgdtC. dvC. m( dt 解：答案是 D 簡(jiǎn)要提示：兩個(gè)坐標(biāo)系中的速度

5、具有關(guān)系：v0)mgb(v v0) D.dvmdtv0) bvmg b(v v0 )v = v0 + v，v 和 v垂直向下， v0垂直向上，因此 v = v v0。將上述 v 代入運(yùn)動(dòng)方程 m dv mg bv ，得到：dtdvmdtmg b(v v0 )8. 兩個(gè)物體 A和 B用細(xì)線連結(jié)跨過電梯內(nèi)的一個(gè)無摩擦的輕定滑輪。已知物體 A 的質(zhì)量為物體 B 的質(zhì)量的 2倍，則當(dāng)兩物體相對(duì)電梯靜止時(shí)，電梯的運(yùn)動(dòng)加速度為： ( )A. 大小為 g，方向向上C. 大小為 g/2，方向向上B. 大小為 g，方向向下D. 大小為 g/2，方向向下解： 答案是 B簡(jiǎn)要提示：設(shè)電梯的加速度為a，方向向下。以地

6、面為參考系，則物體 A和 B 的動(dòng)力學(xué)方程分別為：2mg T 2ma收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔mg T ma兩式相減，得： a = g二 填空題1. 質(zhì)量分別為 m1和 m2的兩木塊，用一細(xì)繩拉緊，沿一傾角為且固定的斜面下滑，如圖所示， m1和 m2與斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)分別為 1和 2，且 1 g。得到： F 6 mg 。8. 已知月球的質(zhì)量是地球的 1/81，月球半徑為地球半徑的 3/11，若不計(jì)自轉(zhuǎn)的影響，在地球上體重為G1的一人在月球上的體重約解：答案為： G1/6 。簡(jiǎn)要提示：在地球上有：G1在月球上有：G2MmG 2r12M2 mG 22r22M2 G2 r2 G

7、1 M1 2 r1M2M12r2 2( 22 )2r1181(13811)29. 質(zhì)量為 m 的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng) 的繩子懸掛著，在水平面內(nèi)作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則繩子與豎直方向的夾角 為解：答案為： arccos( g2L)簡(jiǎn)要提示：由動(dòng)力學(xué)方程： T sin m 2LsinT cos mg可得：arccos( g2 )2Lm1m2m3如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除填空題 10 圖精品文檔10. 如圖所示，質(zhì)量分別為 m1、m2 和 m3 的物體迭在一起，則當(dāng)三物 體勻速下落時(shí)， m2 受到的合外力大小為；當(dāng)它們自由下落時(shí)， m3受到的合外力大小為 ；當(dāng)它們以加速度 a 上升時(shí)，

8、 m1 受到的合外 力大小為 ；當(dāng)它們以加速度 a 下降時(shí)，三物體系統(tǒng)受到的合外力大 小為 ；解：答案為： 0； m3g； m1a； (m1+m2+m3)a 。簡(jiǎn)要提示：由受力分析和牛頓第二定律可以得到。計(jì)算題1一物塊在離地高 1m 的水平桌面上勻變速滑動(dòng)，當(dāng)其滑到離桌邊1m，3 m 處時(shí)，速率為 4 m s1 ，然后滑出桌邊落地，其著地點(diǎn)距桌邊 求物塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)。解：物塊滑離桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，則離開桌邊的速率為vxxt 2h從起始點(diǎn)滑到桌邊，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律： mg = ma得 a 1 g 2 2得 ( x v )g 2gs 2h1將 v0 = 4 m s1，

9、 s =3m， x =1m， h =1m，其加速度g = 9.8 m2s，v22 v0 2s代入算得=0.19。2. 如圖所示，兩物體的質(zhì)量 m1 = 1kg，m2 = 2kg，用長(zhǎng)細(xì)繩掛在定滑輪上，繩、滑輪的質(zhì)量及摩擦均不計(jì)，開始時(shí) m1 離桌面高 h1 = 1m，m2收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔離桌面高 h2 = 1.5m，然后 m2 由靜止下落，求 m1 上升最高點(diǎn)離桌面的高 度h解：如圖， m1 有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，一是 以 a 向上作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)移動(dòng)的距 離為 x1，顯然 x1=h2。二是以 v 作豎直上 拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)向上移動(dòng)的距離為 x2 。3. 如圖所示，一質(zhì)量為

10、m的小球最初位于光滑圓形凹槽的A點(diǎn)，然取 x 軸向上為正向，由牛頓定律T m1gm1am2gTm2a解得：m2 am11 ggm2m13x1 h21.5mv 2 2ax1 2ah22 vah2 x20.5m2gg故hx1 x2h13m后沿圓弧 ADCB下滑，試求小球在 C 點(diǎn)時(shí)的角速度和對(duì)圓弧表面的作用 力，設(shè)圓弧半徑為 r 。解：在 C 點(diǎn)由牛頓第二定律收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔mgsinT mgcodvmdts mr 2（1）（2）由（1）：gsin rd d .r dt dd d積分g sin d2rd02g cosr22gcosr代入（ 2）T mg cos2 g c

11、os mrr3mg cos或由機(jī)械能守恒求 。4. 如圖所示，質(zhì)量為 m0的楔形物體放在傾角為 的固定的光滑斜面 上，楔形物體的上表面與水平平行，其上放一質(zhì)量為 m的質(zhì)點(diǎn)， m與 m0 間無摩擦，求（1） 當(dāng) m在 m0上運(yùn)動(dòng)時(shí)， m 相對(duì)于斜面的加速度大小（ 2） 楔形物體與斜面間的作用力解：關(guān)鍵搞清 m、m0 與斜面間的運(yùn)動(dòng)， m的水平方向不受力，水平方向無加速度。而 m 對(duì) m0為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，m0對(duì)斜面為牽連運(yùn)動(dòng)，故 m 對(duì)斜面的加速度只有豎直分量，大小等于m0對(duì)斜面的加速度 a 的豎直分量asin 。如下圖，可列方程：解得N m0gcos N1 cos 0 m0gsin N1 sin m

12、0a mg N1 masin N1 N1(m0 m)sin a 2 g(m0 msin )N1mmgm相對(duì)斜面的加速度為收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔(m0 m) sin2 a1 asin 2 g(m0 msin2 )而N1 mg masin 2m0mcos 2 m0 msin 故楔形體與斜面的作用力m0gcos N cos m0(m0m0m) g cosmsin 2 5. 一學(xué)生為確定一個(gè)盒子與一塊平板間的靜摩擦因數(shù) s和動(dòng)摩擦因數(shù) ，他將盒子置于平板上，逐漸抬高平板的一端，當(dāng)板的傾角為30時(shí)，盒子開始滑動(dòng)，并恰好在 4s內(nèi)滑下 4m 的距離，試據(jù)此求兩個(gè)摩擦因數(shù)。解：(1)

13、由 fs s mg cos, fs mg sin 0，得到 s tan 30下滑時(shí) mgsin 由勻加速直線運(yùn)動(dòng) s 1 at2a 2s/t 2 0.5m s2將上式 mg sin 以f s smg cos代入得3 0.577m s 2mg cosmas mg cosmg cos masag cos0.5770.59.8 0.8660.526. 一質(zhì)量為 80 kg的人乘降落傘下降，向下的加速度為 2.5 m s2，降落傘的質(zhì)量為 2.5 kg，試求空氣作用在傘上的力和人作用在傘上的力 解：( 1)由 (M m)g f r (M m)a，得到fr (M m)(g a) (80 2.5)(9.8

14、 2.5) 602(N) ，方向向上。 (2) Mg T Ma ，得到T M (g a) 80( 9.8 2.5) 584(N)由牛頓第三定律，人作用在傘一的力T T 584N ，方向向下。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔7. 質(zhì)量為 m的質(zhì)點(diǎn)，原來靜止，在一變力作用下運(yùn)動(dòng)，該力方向恒定，大小隨時(shí)間變化，關(guān)系為 F = F01t T)/ T ，其中 F0、T 為恒量，求經(jīng)過 2T 時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)的速度。解：由牛頓第二定律，有：兩邊積分得：dv tmF0(2 ) ，dt 0 T2T F0tv 0 0 (2)dt0 m Tdv2F0TmF0 (2 mTt )dt ，8. 質(zhì)量 m = 10

15、kg的物體沿 x軸無摩擦地運(yùn)動(dòng)，設(shè) t = 0時(shí)，物體位于原點(diǎn)，速度為零試求物體在外力 F = 4+3x作用下，運(yùn)動(dòng)了 5 m時(shí)的速度。解：已知：x00， v0 0，所以由牛頓運(yùn)動(dòng)定律：兩邊積分dv dv 4 3x a v F /m ， dt dx m4 3xvdv dxmv5 4 3xvdv dx00 m解得1v 3.4m s 19. 一質(zhì)量為m 的小球，從高出水面 h 處的 A 點(diǎn)自由下落，已知小球在水中受到的粘滯阻力與小球的運(yùn)動(dòng)速度 v 成正比，設(shè)小球在水中受到的浮力可忽略不計(jì)，如以小球恰好垂直落入水中時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)（ t=0），試求小球在水中的運(yùn)動(dòng) v隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系式。解：由牛頓

16、第二定律 mdv mg kv ，得到： dt mdv dt mg kv tv mdvm v d(mg kv)dt0v0 mg kvk v 0 mg kv兩邊積分得：收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔所以t m ln(mgkv mg (1 e mt ) kv02gh) v mln mg kv0 vo k mg kv ktv0e mkmg t v (1 e m ) kkt 2ghe m10. 一條均勻的繩子，質(zhì)量為 M，長(zhǎng)度為 L，一端拴在轉(zhuǎn)軸上，并以勻角速度 旋轉(zhuǎn)，忽略繩子的重力，求距離轉(zhuǎn)軸r 處繩子的張力。圖所示，在繩子上取一微元 dr ，由牛頓運(yùn)T+dT解：取徑向向外為坐標(biāo)軸的正方向，如dr動(dòng)定律：dT dm2rM 2rdr / L注意繩子末端是自由端，受力為零，所以兩邊積分：r2M 2rdr / L LT dT 0M 2 2得： T (L2 r 2)2L11地球的半徑 R = 6.4 10 3 km，地面上的重力加速度g=GM /R2=9.8 m s 2，其中 G為引力常量， M 為地球質(zhì)量，求證地球同步衛(wèi)星離