| 牛顿第二定律的两类基本问题 题目答案及解析

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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

某同学用不可伸长的细线系一个质量为$0.1\;\rm kg$的发光小球,让小球在竖直面内绕一固定点做半径为$0.6\;\rm m$的圆周运动。在小球经过最低点附近时拍摄了一张照片,曝光时间为$\dfrac{{1}}{{50}}\;\rm {s}$。由于小球运动,在照片上留下了一条长度约为半径$\dfrac{\text{1}}{\text{5}}$的圆弧形径迹。根据以上数据估算小球在最低点时细线的拉力大小为$(\qquad)$

["

$11\\;\\rm N$

","

$9\\;\\rm N$

","

$7\\;\\rm N$

","

$5\\;\\rm N$

"]
[["C"]]

根据题意可知在曝光时间内小球运动的长度为$\Delta l=\dfrac{1}{5}r=\dfrac{1}{5} \times 0.6\;\rm{m}=0.12\;\rm{m}$

近似认为在曝光时间内小球做匀速直线运动,故有$v=\dfrac{\Delta l}{\Delta t}=\dfrac{0.12}{\dfrac{1}{50}}\;\rm m/s=6\;\rm m/s$

在最低点根据牛顿第二定律有$T-mg=m\dfrac{v^{2}}{r}$

代入数据解得$T=7\;\rm N$

故选:$\rm C$

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如图所示,弹簧一端固定,另一端与光滑水平面上的木箱相连,箱内放置一小物块,物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放,释放后物块在木箱上有滑动,滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞,不计空气阻力,则 工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为,坡面内与垂直,挡板平面与坡面的交线为,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为,则建筑材料沿向下匀加速滑行的加速度大小为 如图所示,倾角为的斜面固定于水平地面,斜面上固定有半径为的半圆挡板和长为的直挡板。为直挡板下端点,为半圆挡板直径且沿水平方向,为半圆挡板最高点,两挡板相切于点,与平行且等长。小球乙被锁定在点。小球甲从点以一定初速度出发,沿挡板运动到点与小球乙发生完全弹性碰撞,碰撞前瞬间解除对小球乙的锁定,小球乙在此后的运动过程中无其他碰撞。小球甲质量为,两小球均可视为质点,不计一切摩擦,重力加速度大小为。 某小山坡的等高线如图,表示山顶,、是同一等高线上两点,、分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则 如图,一长为的平台,距水平地面高度为。质量为的小物块以的初速度从平台左端水平向右运动。物块与平台、地面间的动摩擦因数均为。物块视为质点,不考虑空气阻力,重力加速度取。 如图所示,光滑半圆轨道直径沿竖直方向,最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球施加水平向左的瞬时冲量,沿轨道运动到最高点时,与用轻绳悬挂的静止小球正碰并粘在一起。已知,、的质量分别为、,轨道半径和绳长均为,两球均视为质点,轻绳不可伸长,重力加速度取,不计空气阻力。求:
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