题目内容
4．
质量m=20kg的木箱放在水平地面上，木箱与地面之间的动摩擦因数μ=0.5．若用水平力F1拉木箱，木箱恰好做匀速直线运动；若用F2=150N、与水平方向成53°斜向上的拉力作用于静止的木箱上，如图所示，作用时间4s后撤去F2．求：（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，取重力加速度g=10m/s2）
（1）F1的大小；
（2）F2作用在木箱上时，木箱运动的加速度大小；
（3）F2撤去后3s内木箱移动的路程．
分析 （1）用水平恒力拉物体时，根据平衡条件分别对水平和竖直方向列式，联立即可求得拉力大小；
（2）F2作用在木箱上时，将力沿水平方向和竖直方向进行分解，分别对水平方向和竖直方向进行分析，根据牛顿第二定律可求得木箱运动的加速度大小；
（3）分析撤去拉力后物体静止所需要的时间，再根据速度和位移公式即可求得位移大小．
解答 解：
（1）由平衡条件得：水平方向：F1=μN1
竖直方向：N1=mg
解得：F1=100N
（2）由牛顿第二定律得：水平方向上：F2cos53°-μN2=ma1
竖直方向有：F2sin53°+N2-mg=0
解得：a1=2.5m/s2
（3）撤去F2以后，由牛顿第二定律得：μmg=ma2
设撤去F2后经时间t2木箱停下
对加速过程：v=a1t1
对减速过程：v=a2t2
联立解得：t2=2s 可见撤去F2以后木箱运动了2s即停下
由v2=2a2s 解得：
s=10m
答：（1）F1的大小为100N；
（2）F2作用在木箱上时，木箱运动的加速度大小为2.5m/s2；
（3）F2撤去后3s内木箱移动的路程为10m．
点评 本题考查牛顿第二定律的应用，要注意明确加速度在联系力和运动中的桥梁作用，正确作好受力分析和运动过程分析是解题的关键，对于减速过程一定要先判断物体停止所需要的时间，然后才能根据时间关系准确求解．
练习册系列答案
相关题目
20．
如图甲所示，质量m=1kg的物体静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，在水平恒力拉力F作用下物体开始运动，物体运动过程中空气阻力不能忽略，其大小与物体运动的速度成正比，比例系数用k表示，物体最终做匀速运动，当改变拉力F的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系图象如图乙所示，g=10m/s2，则（ ）
如图甲所示，质量m=1kg的物体静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，在水平恒力拉力F作用下物体开始运动，物体运动过程中空气阻力不能忽略，其大小与物体运动的速度成正比，比例系数用k表示，物体最终做匀速运动，当改变拉力F的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系图象如图乙所示，g=10m/s2，则（ ）| A． | 物体在匀速运动之前做加速度越来越小的加速运动 | |
| B． | 物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.1 | |
| C． | 比例系数k=$\frac{2}{3}$N•s/m | |
| D． | 当F=8N时，v=9m/s |
某同学利用图示装置验证牛顿第二定律．保持合力恒定，探究小车加速度a与质量M的关系，记录多组数据，为了直观反映a与M的关系应该作图象．当小车质量M与钩码质量m大小关系满足时，可以将钩码重力当作细绳拉力．该同学某次实验时，测量数据无误，打出纸带准确计算的加速度比理论值大0.3m/s2，其原因是平衡摩擦力时木板倾角过大，小车受到的合力大于钩码的重力．
电子从静止开始经U1=45V电压的加速电场加速，然后垂直电场方向从平行板正中央进入电压U2=280V的偏转电场，恰好打在下极板中央．已知电子质量m=0.9×10-30千克，电荷量q=1.6×10-19C．（不记记电子重力）
19．
如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成发动机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻．不计交流发电机与降压变压器原线圈间导线电阻，以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是（ ）
如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成发动机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻．不计交流发电机与降压变压器原线圈间导线电阻，以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是（ ）| A． | 发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt | |
| B． | 当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高 | |
| C． | 若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零 | |
| D． | 当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动 |
9．
如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，带有等量异号电荷，两板中央各有一小孔M和N．今有一带电粒子，自A板上方相距为h的P点自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为0，在此过程中，粒子克服电场力做的功（ ）
如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，带有等量异号电荷，两板中央各有一小孔M和N．今有一带电粒子，自A板上方相距为h的P点自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为0，在此过程中，粒子克服电场力做的功（ ）| A． | 等于从P点到N点过程粒子机械能的减少量 | |
| B． | 等于从P点到N点过程粒子重力势能的减少量 | |
| C． | 等于从P点到N点过程粒子电势能的减少量 | |
| D． | 等于从M点到N点过程粒子动能的减少量 |
16．
如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体将在粗糙水平地面上一直向右运动到B点而静止．则下列说法正确的是（ ）
如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体将在粗糙水平地面上一直向右运动到B点而静止．则下列说法正确的是（ ）| A． | 物体从A点到O点加速，从O点到B点减速 | |
| B． | 物体从A点到O点先加速后减速 | |
| C． | 物体从A点到O点的过程中加速度先减小后增大 | |
| D． | 物体从O点到B点的过程中加速度一直增大 |
13．
如图所示，两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，b弹簧与竖直方向成60°角，a、b两弹簧的形变量相等，重力加速度为g，则（ ）
如图所示，两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，b弹簧与竖直方向成60°角，a、b两弹簧的形变量相等，重力加速度为g，则（ ）| A． | 弹簧a、b的劲度系数之比为$\sqrt{3}$：1 | |
| B． | 弹簧a、b的劲度系数之比为$\sqrt{3}$：2 | |
| C． | 若弹簧a下端松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为$\sqrt{3}$g | |
| D． | 若弹簧b下端松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为$\frac{g}{2}$ |
如图所示，质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在一轻质弹簧的两端，现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上施加一水平向右的拉力F1，使两球一起做匀加速运动，则此时两球间的距离为x1，若沿弹簧轴线方向在质量为m的小球上施加一水平向左的拉力F2，使两球一起做匀加速运动，则此时两球间的距离为x2，已知x1=2x2，则有（ ）