高中 | 牛顿第二定律的两类基本问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 牛顿第二定律的两类基本问题题目答案及解析如下,仅供参考!

必修1

第四章 牛顿运动定律

4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

牛顿第二定律的两类基本问题

如图甲所示,倾角为$\theta=37^\circ $的足够长的光滑斜面体放置在光滑水平面上,上端有垂直斜面的挡板,与斜面平行的轻弹簧上端固定在挡板上,下端连接质量为$m=1\;\rm kg$的物块(可视为质点)。现对斜面体施加一水平向右的推力$F$,测得推力$F$的大小随弹簧的形变量$x$的变化规律如图乙所示(取弹簧伸长为正,压缩为负)。若弹簧始终在弹性限度内,重力加速度$g=10\;\rm m/s^{2}$$\sin37^\circ =0.6$$\cos37^\circ =0.8$,则斜面体的质量和轻弹簧的劲度系数分别为$(\qquad)$

["

$1\\;\\rm kg$    $20\\;\\rm N/m$

","

$1\\;\\rm kg$    $40\\;\\rm N/m$

","

$2\\;\\rm kg$    $20\\;\\rm N/m$

","

$2\\;\\rm kg$    $40\\;\\rm N/m$

"]
[["B"]]

当推力为$0$时,根据受力平衡结合胡克定律可知$mg\sin \theta=kx_{0}$

可得轻弹簧的劲度系数为$k=\dfrac{mg\sin\theta}{x_{0}}=\dfrac{1 \times 10 \times 0.6}{0.15}\;\text{N/m}=40\;\text{N/m}$

当弹簧处于原长时,对物块根据牛顿第二定律可得$F_{合}=mg\tan \theta=ma$

以物块和斜面为整体,根据牛顿第二定律可得$F=(M+m)a$

由图可知$F=15\;\rm N$,联立解得斜面体的质量为$M=1\;\rm kg$

故选:$\rm B$

高中 | 牛顿第二定律的两类基本问题题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
福建舰配备了先进的电磁弹射系统。某学习小组在研究电磁弹射时设计了如图甲所示的装置。两根固定于水平面内足够长的光滑平行金属导轨,间距,导轨区域内存在的竖直向下的匀强磁场。用质量,电阻为的均匀金属丝制成一个直径也为的圆环作为电磁弹射车,圆环水平放在两条直导轨上和两导轨保持良好接触。实验时,将质量的绝缘模型飞机(如图乙)锁定在金属圆环上。计时开始,开关掷向,与一恒流源接通,使干路电流恒为。金属环从静止开始推动模型飞机一起做匀加速运动,经过后,模型飞机达到起飞速度并立即与金属环解锁,飞离金属环。忽略导轨的电阻,所有摩擦以及圆环可能的形变。求: 如图所示,导体棒、分别静置于水平固定的平行窄导轨和宽导轨上,导轨间距分别为、,导轨电阻不计,所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场,、棒的质量分别为、,两导体棒总电阻为,棒与导轨间无摩擦,棒与导轨间的动摩擦因数。时刻,给导体棒一个大小为,方向水平向右的恒力作用,时棒刚要滑动,再过一段时间后回路中电流大小为且保持恒定。已知棒距宽导轨足够远,棒所在导轨足够长,导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好,重力加速度大小取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求: 如图所示,某游乐场雪滑梯是由倾斜滑道、水平滑道平滑连接组成。已知倾斜滑道高度,它与水平地面夹角,水平滑道长度为,滑道全程动摩擦因数。水平滑道末端有一光滑球面冰坑,冰坑两点高度相同,冰坑的球面半径(远大于弧长)。,,。游客从雪滑梯顶部由静止下滑。 如图所示,、是两根半径为的粗糙的圆弧轨道,其间距为,点为圆弧的圆心,、连线水平,、在同一水平高度,圆弧轨道电阻不计,在其上端连有一阻值为的电阻,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为。现有一根长度稍大于、质量为、电阻为的金属棒从轨道的顶端处以一定的初速度开始下滑,由于轨道摩擦的作用,下滑过程中金属棒的速率保持不变,到达轨道底端时对轨道的压力为,求: 如图所示,两平行金属导轨间距为,下端连接阻值为的定值电阻,两导轨形成的斜面倾角,两导轨之间有一长度为的匀强磁场区域,磁感应强度的大小为(为大于的常数),方向垂直于斜面向上,图中两条虚线为磁场的边界。现将质量、电阻、长度为的金属棒由静止放置在导轨上,金属棒与导轨间的动摩擦因数,金属棒初位置与磁场边界的距离为。在时刻释放金属棒,它沿导轨匀加速下滑,当它进入磁场的瞬间,磁场开始保持不变,金属棒恰好能匀速下滑,已知重力加速度取,。求: 如图所示为某建筑工地的传送装置,长为、倾角的传送带倾斜地固定在水平面上,以恒定的速率顺时针转动,质量的工件(可视为质点)无初速地放在传送带的顶端,经过一段时间工件运动到传动带的底端,工件与传送带之间的动摩擦因数为,取,,重力加速度,则下列说法正确的是
今日推荐