高中物理习题:第一册第二章-牛顿定律

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新概念高中物理习题:第一册第二章-牛顿定律

2-1 水平地面上有一个质量是 100\,kg 的木箱,已知木箱与地面间的动摩擦系数是 0.20,静摩擦系数是 0.25,用与水平面成 30° 仰角的力拉木箱,要使木箱以 0.5m/s^2 的加速度起动,需要多大的拉力? 若继续以这样的力拉木箱,木箱的加速度将是多少?


2-2 在光滑水平桌面上有一个矩形长方木块,它的长度是 L (见本题图),当它的一端受水平推力 F 时,木块内部各横截面 S上的压力怎样随截面到受力端的距离 x 而改变?

习题2-2

2-3 恒力 F 作用在物体 A上,能使 A 由静止开始在 3s 内移动 54\,m; 当相同的恒力 F 作用在物体 B 时,能使 B3s 内速度由 8m/s 变为 -4m/s。现在把 AB 拴在一起,受到相同的恒力 F 作用时,能产生多大的加速度?


2-4 在升降机的地板上放一个 10kg 的物体,升降机的下降运动分三个阶段∶

(1)开始下降时,加速度是 1.2m/s^2,经 5s 后停止加速;

(2)在第 5s末到第15s末的时间内匀速下降;

(3)在第 15s末到第 21s 末的时间内匀减速下降,最后停止运动。求在第 15s末、第3s末、第10s末、第 20s末物体对地板的压力各是多少?


2-5 AB 两个长方体叠放在一起,m_{_A} \gt m_{_B},它们同时由静止开始沿着一个竖直墙下滑(见本题图)),试分析 B 所受的力。


2-6 习题2-6所示的倾角为 \alpha 的电动扶梯上放一个质量为 m 的物体,试问(1)扶梯匀速上升时,物体受到的压力和静摩擦力各是多少?(2)扶梯加速上升,设加速度为 a,物体和扶梯保持相对静止,这时物体受到的压力和静摩擦力各是多少?

想一想,这时物体的加速度是怎样获得的? 应建立怎样的直角坐标系以利于求解。


2-7 线的一端拴一个重球,另一端握在手中,使重球在水平面内快速旋转,线的倾斜角很大。试问∶(1)若以一定的转速旋转,线长易断还是线短易断?(2)若重球的线速度一定,线长易断还是线短易断?


2-8 如本题图所示,两个物体 AB 质量分别是 m_{_A}m_{_B},B和桌面间的滑动摩擦系数是 \mu,且 m_{_A} \gt \mu m_{_B} 。开始时用手托 A 并使绳拉直,然后放手,求 AB 的加速度和绳的张力(绳的质量、滑轮的质量以及滑轮轴上的摩擦均可忽略不计)。如果 m_{_A} \leqslant \mu m_{_B} ,答案将怎样?


2-9 列车行驶时所受的阻力是车重的 0.1 倍,在机车的牵引力作用下,前进的加速度是 1m/s^2。由于脱落了若干节车厢,但牵引力未变,列车的加速度变为 2m/s^2。求脱落车厢的质量与原列车质量之比。


2-10 处于光滑平面上的质量为 2kg 的物体,开始时是静止的,先给它一个向东的 6N 的力 F_1,作用 2s 后撤去 F_1,随即给它一个向南的 8N 的力 F_2,又作用 2s 后撤去,求此物体在这 4s 内的位移之值。


2-11 长 L=5m,高 H=3m 的斜面底端有一质量为 5kg 的可视为质点的物体,它和斜面间的摩擦系数 \mu=0.3,以 100N 的水平力推它,使其由静止沿斜面上升,在它沿斜面运动 2m 后撤去该水平力,问再经多少时间物体回到底端?


2-12 以某速度竖直上抛一个物体,如果它在空气中受的阻力之值总是重力的 1/5,若从出手到落回原地共用 6s,那么它上升的时间是多少?


2-13 在以 2m/s^2 的加速度向上加速运动的电梯中的地板上有一个斜面长 5m、高 3m 的斜劈 AA 的斜面上放着一个质量为 3kg 的物体 B,如果 AB 相对于电梯都处于静止状态,求 BA的压力及摩擦力。


2-14 在本题图中,AB 两物体的质量分别为 m_{_A}m_{_B},其接触面光滑,与水平面夹角为 \alpha,A、B与地面间的摩擦系数都是 \mu。若用水平力 FA,使 AB 一起做加速运动∶(1)求 AB 间的相互作用力;(2)为了维持 AB 不产生相对运动,F 值的允许范围是多少?


2-15 在粗糙水平面上有一个三角形木块 ABC,在它的两个斜面上分别放两个质量为 m_1m_2 的木块,且 m_1 \gt m_2,如本题图所示。已知三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块是否有摩擦力作用? 如有,摩擦力的方向如何?


2-16 如本题图所示,质量 M10kg 的木楔 ABC 静止于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数 \mu=0.2 ,在木楔的倾角 \theta30° 的斜面上,有一质量 m1.0kg 的物体由静止开始沿斜面下滑。当滑行路程 l=1.4m 时,其速度 v=1.4m/s,在这过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。( g10m/s^2)。


2-17 如本题图所示,质量为 m 的物体放在水平地面上,物体在力 F 的作用下向右运动。已知物体与地面间滑动摩擦系数为 \mu,问 \theta 角为多大时物体具有最大的加速度? 这个加速度多大?


2-18 光滑圆柱体放在 V 形槽中,截面如本题图所示。它的左边接触处为 A\alpha \gt 45°。用一根细绳拴住 V 形槽,另一端通过定滑轮垂下一重物 m_1;设圆柱体质量为 m,槽质量为 M,不计各种摩擦和滑轮质量,当 m 是多大时,在运动中圆柱体可以从槽糟中滚出。欲使圆柱体在运动中不离开 V 形槽,重物 m_1 应满足什么条件?


2-19 如本题图,在圆锥形的斜面上放一个物体 m,求伞绕竖直伞柄的角速度 \omega 转动时,物体不致滑下所需的最小摩擦系数 \mu


2-20 如本题图所示,在倾角 \alpha=30° 的光滑斜面顶点处固定一原长 l_0=0.2m 的轻弹资,弹簧的另一端与放在光滑斜面上质量 m=2kg 的小物 C 相连后,弹簧长度变为 l_1=0.25m。当斜面连同物体 C 一起绕竖直轴 AB 转动时,求∶(1)转速 n = 60转/分时,弹簧的长度是多少?(2)转速为多少时,物体 C 对斜面无压力?


2-21 如本题图所示,自行车在倾斜角为 \alpha 的斜坡上转弯,已知自行车与斜坡的摩擦系数为 \mu,圆形轨道半径为 R,求它的最大允许速率。


2-22 如本题图所示,小物块放在倾角为 \theta 的固定斜面上,它与斜面间的摩擦系数为 tan \varphi\varphi为一确定角度),当用力 F 沿与斜面成 β 角方向拉物体沿斜面向上运动时,若想最省力,则 β 应为多大?


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