题目:
一物体在水平恒力作用下沿水平面做直线运动,经过一段时间突然撤去恒力,物体发生反向的直线运动。已知物体在恒力作用下的加速度大小为a1,方向向右。求撤去恒力后物体在反向运动过程中的加速度大小a2。
相关例题:
【例题1】
一物体在水平恒力作用下沿水平面做匀加速直线运动,经过一段时间突然撤去恒力,物体发生反向的匀减速直线运动。已知物体在恒力作用下的加速度大小为a1,方向向右。求撤去恒力后物体在反向运动过程中的加速度大小a2。
【解答1】
物体在恒力作用下的加速度大小为a1,方向向右,则有:
a1 = F/m
撤去恒力后,物体受到的摩擦力大小为f,方向向左,则有:
f = ma2
由于物体做匀减速直线运动,所以加速度大小为a2的方向与初速度方向相反,即向右。根据牛顿第二定律可得:
ma2 = - F'
其中F'为撤去恒力后物体受到的合力。由于物体在恒力作用下的加速度大小为a1,方向向右,所以物体在撤去恒力前已经做匀加速直线运动,此时物体受到的合力为F'-f=F-ma2。根据牛顿第二定律可得:
F-ma2 = ma1
将上述两个式子联立可得:
a2 = (F-ma1)/m = a1 - a = a - a1
所以撤去恒力后物体在反向运动过程中的加速度大小为a - a1。
【例题2】
一物体在水平恒力作用下沿水平面做匀加速直线运动,经过一段时间突然撤去恒力,物体发生反向的匀减速直线运动。已知物体在恒力作用下的加速度大小为a1,方向向左。求撤去恒力后物体在反向运动过程中的加速度大小a2。
【解答2】
由于物体在恒力作用下的加速度大小为a1,方向向左,所以物体在撤去恒力前已经做匀减速直线运动,此时物体受到的合力为F'+f=F+ma2。根据牛顿第二定律可得:
F+ma2 = - a'
其中a'为撤去恒力后物体的加速度大小。由于物体发生反向的匀减速直线运动,所以加速度大小为a'的方向与初速度方向相反,即向右。根据牛顿第二定律可得:
ma' = F' - f'
其中F'为撤去恒力后物体受到的合力。由于物体在恒力作用下的加速度大小为a1,方向向左,所以物体受到的摩擦力大小为f',方向向右。将上述两个式子联立可得:
a' = (F+ma1)/m = a + a1 = a + ( - a') = 2a - a1
所以撤去恒力后物体在反向运动过程中的加速度大小为2a - a1。
题目:小车在水平恒力F作用下,沿水平面由静止开始运动,小车的运动图像如图所示,其中ab段为匀加速直线运动,bc段为匀速运动,cd段为匀减速直线运动,到达停止运动。已知小车质量为m,则下列说法正确的是( )
A. 小车在ab段受到的摩擦力大小为F
B. 小车在bc段受到的摩擦力大小为零
C. 小车在cd段受到的摩擦力大小为零
D. 小车在整个运动过程中受到的摩擦力大小为F
相关例题:
在光滑水平面上有一质量为m的物体,在水平恒力F的作用下由静止开始运动,经过时间t,物体的速度为v。则下列说法正确的是( )
A. 物体在t时间内通过的位移大小为v^2/2F
B. 物体在t时间内受到的合外力大小为F
C. 物体在t时间内受到的合外力冲量大小为mv
D. 物体在t时间内受到的摩擦力大小为F
答案:BCD。
解释:物体在光滑水平面上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知,物体受到的合外力大小为F,方向与速度方向相同。物体在t时间内通过的位移大小为v^2/2F,选项A错误。物体在t时间内受到的合外力大小为F,选项B正确。物体在t时间内受到的合外力的冲量大小为mv,选项C正确。物体在t时间内受到的摩擦力大小为零,因为水平面光滑,选项D错误。
牛顿运动定律是高中物理中的重要内容,特别是在高三阶段,学生需要掌握牛顿运动定律的基本概念和应用。以下是一些常见的高三物理牛顿运动定律题和相关例题常见问题:
1. 物体在两个力作用下处于平衡状态,其中一个力逐渐减小到零后反向增加到原来的值,另一个力保持不变,则物体的加速度如何变化?
例题:一个物体在水平面上受到两个力的作用,大小分别为3牛和5牛。物体处于平衡状态。现在,将力F减小到零后反向增加到原来的值,而另一个力保持不变。求物体的加速度如何变化。
分析:根据牛顿第二定律,物体的加速度与合外力成正比,与物体的质量成反比。在这个问题中,由于物体受到两个力的平衡作用,所以合外力为零。当力F减小到零后反向增加到原来的值,而另一个力保持不变,物体的合外力将逐渐增大。由于物体的质量不变,所以加速度将逐渐增大。
2. 物体在斜面上加速下滑,斜面固定不动,物体受到重力、支持力和摩擦力的作用。求物体对斜面的作用力。
例题:一个物体在斜面上加速下滑,斜面固定不动。已知物体受到重力、支持力和摩擦力的作用,其中支持力和摩擦力沿斜面向上。求物体对斜面的作用力。
分析:根据牛顿第三定律,作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上。在这个问题中,物体对斜面的作用力和斜面对物体的作用力是大小相等、方向相反的关系。根据牛顿第二定律,物体在斜面上加速下滑,说明物体受到沿斜面向上的合力。因此,物体对斜面的作用力也应该是沿斜面向上的。由于物体受到重力、支持力和摩擦力的作用,所以物体对斜面的作用力应该等于这些力的合力。
以上是一些常见的高三物理牛顿运动定律题和相关例题的常见问题,这些问题需要学生掌握牛顿运动定律的基本概念和应用,同时需要学生能够根据题目中的条件进行分析和解答。
