高中 | 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

$2025$$2$$27$日至$3$$10$日,第十二届残运会高山滑雪比赛在新疆乌鲁木齐丝绸之路国际滑雪场举行。如图所示为一简化后的滑雪的雪道模型示意图,竖直平面内半径$R=5\ \text{m}$的光滑四分之一圆弧轨道与水平雪道相切于$B$点。质量$m=60\ \text{kg}$的运动员由$A$点静止下滑,最后静止于水平雪道上的$C$点。已知运动员与地面$BC$间的动摩擦因数$\mu=0.25$。运动员可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度大小为$g=10\ \text{m}/\text{s}^{2}$,则运动员在$B$点时所受圆弧轨道的支持力大小${{F}_{\text{N}}}$$B$$C$两点间的距离$x$分别为$(\quad\ \ \ \ )$

["

$F_{\\text{N}}=1800\\ \\text{N}$$x=20\\ \\text{m}$

","

$F_{\\text{N}}=1800\\ \\text{N}$$x=40\\ \\text{m}$

","

$F_{\\text{N}}=3600\\text{ N}$$x=20\\text{\\ m}$

","

$F_{\\text{N}}=3600\\ \\text{N}$$x=40\\ \\text{m}$

"]
[["A"]]

运动员从$A$$B$过程,根据机械能守恒定律有$mgR=\dfrac{1}{2}mv_{B}^{2}$,解得得$v_{B}=10\;\text{m}/\text{s}$。运动员在$B$点时,根据牛顿第二定律有${{F}_{\text{N}}}-mg=\dfrac{mv_{B}^{2}}{R}$,解得$F_{\text{N}}=1800\;\text{N}$。运动员由$B$点运动到$C$点的过程中,根据动能定理有$-\mu mgx=0-\dfrac{1}{2}mv_{B}^{2}$,解得$x=20\;\text{m}$

故选$\rm A$

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放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力的作用,力的大小与时间的关系如甲图所示;物块的运动速度与时间的关系如乙图所示,后的速度图像没有画出,取。下列说法正确的是 如图,在光滑水平面上方存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向内的匀强磁场,质量为、足够长的绝缘不带电木板上放着一带电荷量为、质量为的物块,物块与木板间的动摩擦因数为,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现对施加一个大小为、方向水平向右的恒力,系统由静止开始运动,则在物块离开之前,下列图像正确的是 如图所示,一轻弹簧竖直放置,两端分别固定物体和,此时、处于静止状态,点是弹簧处于原长时物体上表面所处的位置,、间距离为。把一物体从静止释放,释放时、之间的距离为,物体和物体的质量均为,发生碰撞后粘在一起向下运动(以后不再分开),压缩弹簧然后上升到最高点时,物体的上表面刚好到达点,、之间距离也为,重力加速度为,物体始终静止,下列说法正确的是 如图,轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为的小球,质量为的小球与用细线相连,整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为,重力加速度为。现剪断细线,下列说法正确的是 年月日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号运载火箭成功发射;月日,嫦娥六号成功从月球背面带回月壤样品,为人类进一步认识月球起到了至关重要的作用。 如图所示,质量为的薄木板静置于水平地面上,薄木板长度为,薄木板与地面的动摩擦因数为半径为的竖直光滑圆弧轨道固定在地面,轨道底端与木板等高,轨道上端点和圆心连线与水平面成角。质量为的小物块在水平恒力的作用下由静止从木板左端水平向右滑行,与木板间的动摩擦因数为。当到达木板右端时,木板恰好与轨道底端相碰并被锁定,同时沿圆弧切线方向滑上轨道,待离开轨道后,可随时解除木板锁定,解除锁定时木板的速度与碰撞前瞬间大小相等、方向相反。(取,取,,)
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