牛顿运动定律
班级姓名1、一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因数为2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?以g表示重力A加速度
B
a
解:设圆盘的质量为m,桌长为l,在桌布从圆盘上抽出的过程中,盘的加速度为a1,有
1mgma1①
桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以a2表示加速度的大小,有
2mgma2
②
设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上再运动距离x2后便停下,有
v122a1x1③
x2
v122a2x2
1lx12
⑦⑤
④
盘没有从桌面上掉下的条件是
设桌布从盘下抽出所经历时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有
而
1at⑥21xlx1⑧2x
1x1a1t22
由以上各式解得
a
1221g2
⑨
2、质量m15kg的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行t20s停在B点,已知A、B两点间的距离s50m,物块与水平面间的动摩擦因数020,求恒力F多大。(g10ms)
2
f解:设撤去力F前物块的位移为s1,撤去力F时物块速度为v,物块受到的滑动摩擦力
F1mg
对撤去力F后物块滑动过程应用动量定理得F1t0mv
由运动学公式得ss1由以上各式得F
vt2
对物块运动的全过程应用动能定理Fs1F1s0代入数据解得F15N
2mgs2sgt2
3、如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m1和m2,拉力F1和F2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F1F2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T。
设两物质一起运动的加速度为a,则有
F1F2m1m2a
①
根据牛顿第二定律,对质量为m1的物块有
F1Tm1a
由①、②两式得
②
T
m1F2m2F1m1m2
③
4、如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d。重力加速度g。
CBθA
解:令x1表示未加F时弹簧的压缩量,由胡克定律和牛顿定律可知
mAgsi
kx
①
令x2表示B刚要离开C时r