内容正文:
第5章 运动和力(计算题30道)
1.小明用20N的水平推力,使小车在水平路面上匀速前进。此时小车所受的合力是多大?当水平推力增大到30N时,小车所受的合力是多大?
2.八(5)班小强同学的质量是50kg,他所受到的重力是多少牛?
3.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地一月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5m,质量为120kg,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。求:(g取10N/kg)
(1)月球车被送到月球上时的重力是多少?
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备的质量是多少?
4.如图所示是一款集自动清洁技术和人性智能设计于一体的地面清洁机器人。该机器人的质量为3kg,(g=10N/kg),求:机器人受到的重力。
5.重为的汽车在平直的公路上匀速行驶,所受的阻力位车重的0.15倍,求汽车发动机牵引力的大小。(不计空气阻力)
6.李丽同学的质量为,则她受到的重力是多少?()
7.如图所示、一辆自重为5t,载重1.3×105N的大货车,在驶到桥头时看到前方的警示牌,通过计算。(g取10N/kg)
(1)这辆大货车的总重力是多少?
(2)请你判断驾驶员能不能通过该桥?
8.如图是某品牌“共享汽车”,某次在水平路面上行驶时总重力为,该车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍,求:
(1)该车以54km/h的速度匀速行驶0.5h,求通过的路程;
(2)汽车在平直路面匀速行驶过程中的牵引力。
9.2020 年 12 月 17 日,经过 23 天的太空旅行,“嫦娥五号”携带 1731 克月球土壤样本成功降落在内蒙古中部的四子王旗着陆场。中国表示样本将用于三个用途——科学研究、公众知识宣传科普、与世界其他国家的科学家进行共享。已知月球的引力只相当于地球引力的六分之一。这些土壤样本在月球上受到重力为多少牛?
10.质量为2t的汽车,在水平公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.02倍,不考虑空气阻力(g取10N/kg),求:
(1)地面受到的压力大小为多少?
(2)汽车受到的摩擦力为多少?
(3)汽车匀速行驶时,发动机对卡车的牵引力是多大?
11.如图所示,将一个重力为4牛的篮球竖直向上抛出,篮球在运动过程中受到重力,还受到与其运动方向相反的空气阻力作用,且阻力的大小始终为0.1牛。求:
(1)篮球在上升过程中所受的合力F的大小及方向。
(2)篮球在下落过程中所受的合力的大小及方向。
12.一辆自重是5.0×104N的卡车,装着25箱货物,每箱货物的质量是300kg,行驶到一座立有限重标志(如图所示)的桥前,(g取10N/kg)问:
(1)卡车质量是多少千克?
(2)这辆卡车总重多少牛?
(3)要想安全过桥需要卸下几箱货物?
13.质量为50千克的物体,在水平拉力作用下沿水平地面向右做匀速直线运动,物体受到的阻力为物体所受重力的0.1倍,求:
(1)物体受到的重力G;
(2)物体受到的水平拉力F拉。
14.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地﹣月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5米,质量为120千克。求:
(1)月球车在地球上受到的重力。(g取10牛/千克)
(2)在地球上重6牛的物体放到月球上时重为1牛,那么月球车被送到月球上时的质量和受到的重力分别是多少?
(3)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备的质量是多少?
15.如图所示,已知一个质量为250克的足球,在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反,且大小为0.4牛,求:
(1)足球所受的重力;
(2)足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向;
(3)足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。
16.质量为6×103kg的汽车在平直的公路上以10m/s的速度匀速行驶,在行驶过程中受到的阻力等于车重的0.08倍,g取10N/kg。求
(1)汽车所受重力的大小;
(2)汽车受到的牵引力的大小;
(3)汽车在1min内通过的路程。
17.小明驾驶一辆载有石块的卡车,行驶中看到公路桥头旁立有一块如图所示的标志牌(t表示吨)。卡车空载时重为1.5×104N,石块的密度为2.5×103kg/m3,体积为4m3。(g取10N/kg)问:
(1)此标志牌的含义是什么?
(2)石块所受的重力是多少N?
(3)这辆卡车能否允许通过此桥?
18.小高的姐姐在网上做直播带货,销售的水果是奉节脐橙,一箱奉节脐橙总质量为,则它的总重力是多少?假如一个脐橙的平均质量是,包装箱的重力为,那么一箱脐橙大约有多少个?(g取)
19.竖直向上抛出一个质量为0.2kg的物体(物体在空中运动时受到空气阻力总跟运动方向相反,大小不变),已知该物体在下降过程中空气阻力为0.5N,求:
(1)物体受到的重力G的大小;
(2)求下降过程中该物体受到的重力与空气阻力合力F合的大小;
(3)求上升过程中该物体所受的重力与空气阻力的合力F'合的大小,并写出F'合的方向。
20.在火箭上升阶段宇航员要经受相当于自身体重8倍的压力,这就是超重现象,这甚至会令宇航员的脸部瞬间变形,(航天员景海鹏:男,汉族,身高172厘米,体重68kg,籍贯山西运城,现为中国人民解放军航天员大队特级航天员,少将军衔)。请根据资料计算超重时宇航员景海鹏所受的压力大小。
21.滑动摩擦力大小与发生摩擦的两物体之间的压力大小及它们之间的接触面粗糙程度有关,具体关系为F滑=μFN,其中μ为动摩擦因数,FN为物体之间的压力。
(1)如图甲,用F1水平匀速拉质量为4kg的物体A在水平桌面上匀速运动时,A物体在桌面上滑动时的动摩擦因数μ=0.4。试求F1的大小?
(2)如图乙,将一个重力为10N的B物体放在A物体上,A与B间的动摩擦因数μ=0.3。用F2水平匀速拉动A物体,使A和B一起匀速向右运动,求此时A所受拉力F2大小?此时A和B间的摩擦力大小?
22.竖直上抛质量为2千克的苹果,上升过程中苹果受到大小恒为0.2牛的空气阻力作用。求:
①苹果受到重力G的大小;
②上升过程中苹果受到的合力F合的大小及方向。
23.质量为10千克的物体,在10牛水平拉力的作用下,沿水平地面向右运动,物体受到地面的阻力为物体重力的0.1倍。求:
(1)物体受到的重力大小G;
(2)物体在水平方向上受到的合力大小F合及合力的方向。
24.某兴趣小组用如图所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子连接)匀速拉动放在同一水平面上的物体,物体的质量为100kg,动滑轮的重力为40N,用80N的拉力F,10秒内把物体拉动的距离为2m,(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求:
(1)物体受到的摩擦力;
(2)拉绳的速度。
25.一辆小车,总质量为600kg,在水平路面上做匀速直线运动的过程中,受到的阻力是车重力的0.05倍。问:
(1)小车所受的阻力是多大?
(2)发动机提供给小车的牵引力是多大?
26.如图甲所示,物体中30N,被50N的水平方压力F甲压在竖直墙壁上保持静止,如图乙所示,物体重60N,在40N的水平拉力F乙作用下,沿水平面匀速向右运动,通过计算和说明求出物体甲受到的摩擦力f甲和物体乙受到的摩擦力大小f乙分别为多少牛顿?
27.“玉兔二号”月球车登月前,在水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90m用时30min。月球车的质量为135kg,物体在月球表面受到的重力大约是地球上的,g取,求:
(1)测试时,月球车行驶的速度。
(2)登月后,月球车在月球上的重力。
28.小强与父母一起外出郊游,公交车行驶至一座桥时看到桥头立着如图所示标志牌。已知公交车重为6.0×104N,车上人员与行李的总质量是1800kg。(g=10N/kg)则:
(1)这辆公交车的总重力是多少?
(2)通过计算判断这辆公交车是否允许通过此桥?
29.质量为20kg的物体在水平向右推力F的作用下,在水平地面上向右做匀速直线运动。若物体受到的滑动摩擦力大小为重力的0.2倍,g取10N/kg,求:
(1)物体受到的重力G。
(2)物体受到的推力F。
(3)若突然发现前方遇到障碍物,马上改用大小为80N的水平拉力使物体减速。求在减速的过程中,物体受到的摩擦力f的大小是多少?合力F合的大小又是多少?
30.如图的箱子质量为m(已知),箱子所受的空气阻力的大小关系为f=D(0.01v+0.001v2),D为常数(未知),在以下情况中箱子始终受到竖直向上的恒力F(未知)作用,箱子中装载质量为25m的重物,此时箱子以1m/s的速度竖直向下匀速运动,如果箱子中装载物的质量减为14 m,经过一段时间,箱子恰能以1m/s的速度竖直向上匀速运动,重力常数g已知。求:
(1)恒力F的大小;
(2)若去掉箱子中的重物,经过一段时间后,箱子能达到的最大速度为多少?
学科网(北京)股份有限公司
$
第5章 运动和力(计算题30道)
1.小明用20N的水平推力,使小车在水平路面上匀速前进。此时小车所受的合力是多大?当水平推力增大到30N时,小车所受的合力是多大?
【答案】0,10N
【详解】小车沿水平方向做匀速直线运动,小车所受的力为平衡力,即此时小车所受的合力为0。小车水平方向的所受的摩擦力与推力是一对平衡力,即摩擦力的大小为20N,当推力增大到30N,因压力大小接触面粗糙程度不变,小车受到的摩擦力大小不变,仍为20N,则小车所受的合力为
F=30N-20N=10N
2.八(5)班小强同学的质量是50kg,他所受到的重力是多少牛?
【答案】490N
【详解】解:已知小强的质量m=50kg,g=9.8N/kg,所以他所受到的重力为
G=mg=50kg×9.8N/kg=490N
答:他所受到的重力是490N。
3.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地一月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5m,质量为120kg,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。求:(g取10N/kg)
(1)月球车被送到月球上时的重力是多少?
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备的质量是多少?
【答案】(1)200N;(2)1.2kg
【详解】解:(1)月球车在地球上受到的重力
因在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍,所以,月球车被送到月球上时的重力
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备受到的重力
返回地球后这个随身装备的质量
答:(1)月球车被送到月球上时的重力是200N;
(2)返回地球后这个随身装备的质量是1.2kg。
4.如图所示是一款集自动清洁技术和人性智能设计于一体的地面清洁机器人。该机器人的质量为3kg,(g=10N/kg),求:机器人受到的重力。
【答案】30N
【详解】机器人受到的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N
5.重为的汽车在平直的公路上匀速行驶,所受的阻力位车重的0.15倍,求汽车发动机牵引力的大小。(不计空气阻力)
【答案】
【详解】解:当汽车匀速直线行驶时,汽车处于平衡态,则有
答:汽车发动机牵引力的大小是9×103N。
6.李丽同学的质量为,则她受到的重力是多少?()
【答案】400N
【详解】解:李丽同学受到的重力
答:她受到的重力是。
7.如图所示、一辆自重为5t,载重1.3×105N的大货车,在驶到桥头时看到前方的警示牌,通过计算。(g取10N/kg)
(1)这辆大货车的总重力是多少?
(2)请你判断驾驶员能不能通过该桥?
【答案】(1)
(2)能通过
【详解】(1)这辆大货车的总重力是
(2)货物的质量为
因为
桥头的警示牌限重是,所以可以安全通过该桥。
8.如图是某品牌“共享汽车”,某次在水平路面上行驶时总重力为,该车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍,求:
(1)该车以54km/h的速度匀速行驶0.5h,求通过的路程;
(2)汽车在平直路面匀速行驶过程中的牵引力。
【答案】(1)27km;(2)1.2×103N
【详解】解:(1)汽车通过的路程
s=vt=54km/h×0.5h=27km
(2)汽车在行驶过程中受到的阻力
f=0.1G=0.1×1.2×104N=1.2×103N
汽车在平直路面匀速行驶过程中,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=1.2×103N
答:(1)该车以54km/h的速度匀速行驶0.5h,通过的路程是27km;
(2)汽车在平直路面匀速行驶过程中的牵引力是1.2×103N。
9.2020 年 12 月 17 日,经过 23 天的太空旅行,“嫦娥五号”携带 1731 克月球土壤样本成功降落在内蒙古中部的四子王旗着陆场。中国表示样本将用于三个用途——科学研究、公众知识宣传科普、与世界其他国家的科学家进行共享。已知月球的引力只相当于地球引力的六分之一。这些土壤样本在月球上受到重力为多少牛?
【答案】2.885N
【详解】解:土壤样本在月球上受到重力为
答:这些样本在月球上受到重力为2.885N。
10.质量为2t的汽车,在水平公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.02倍,不考虑空气阻力(g取10N/kg),求:
(1)地面受到的压力大小为多少?
(2)汽车受到的摩擦力为多少?
(3)汽车匀速行驶时,发动机对卡车的牵引力是多大?
【答案】(1)2×104N;(2)400N;(3)400N
【详解】解:(1)地面受到的压力大小为
(2)汽车受到的摩擦力为
(3)汽车匀速行驶时,受力平衡,发动机对卡车的牵引力是
答:(1)地面受到的压力大小为2×104N;
(2)汽车受到的摩擦力为400N;
(3)汽车匀速行驶时,发动机对卡车的牵引力是400N。
11.如图所示,将一个重力为4牛的篮球竖直向上抛出,篮球在运动过程中受到重力,还受到与其运动方向相反的空气阻力作用,且阻力的大小始终为0.1牛。求:
(1)篮球在上升过程中所受的合力F的大小及方向。
(2)篮球在下落过程中所受的合力的大小及方向。
【答案】(1)4.1N,竖直向下;(2),竖直向下
【详解】解:(1)篮球竖直向上抛出在上升过程中,受到的空气阻力竖直向下,重力也竖直向下,所以篮球在上升过程中受到的合力方向竖直向下,大小为
(2)篮球在下落过程中,受到阻力竖直向上,重力竖直向下,重力大于阻力,所以篮球在下落过程中所受的合力方向竖直向下,大小为
答:(1)篮球在上升过程中所受的合力的大小为4.1N,方向竖直向下;
(2)篮球在下落过程中所受的合力的大小为,方向竖直向下。
12.一辆自重是5.0×104N的卡车,装着25箱货物,每箱货物的质量是300kg,行驶到一座立有限重标志(如图所示)的桥前,(g取10N/kg)问:
(1)卡车质量是多少千克?
(2)这辆卡车总重多少牛?
(3)要想安全过桥需要卸下几箱货物?
【答案】(1)5×103kg;(2)1.25×105N;(3)9箱
【详解】(1)由G=mg可得,卡车的质量
(2)25箱货物的总质量
m货=25×300kg=7500kg这些货物的总重力
G货=m货g=7500kg×10N/kg=7.5×104N则这辆卡车总重
G总=G货+G车=7.5×104N+5.0×104N=1.25×105N
(3)这辆卡车的总质量
要想安全过桥需要卸下货物的质量
则卸下货物的箱数
答:(1)卡车质量是5×103kg;
(2)这辆卡车总重1.25×105N;
(3)要想安全过桥需要卸下9箱货物。
13.质量为50千克的物体,在水平拉力作用下沿水平地面向右做匀速直线运动,物体受到的阻力为物体所受重力的0.1倍,求:
(1)物体受到的重力G;
(2)物体受到的水平拉力F拉。
【答案】(1)490N;(2)49N
【详解】解:(1)由可知,物体受到的重力为
(2)物体受到的阻力为
因为在水平拉力作用下沿水平地面向右做匀速直线运动,拉力和阻力二力平衡,所以
答:(1)物体受到的重力为490N;
(2)物体受到的水平拉力为49N。
14.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地﹣月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5米,质量为120千克。求:
(1)月球车在地球上受到的重力。(g取10牛/千克)
(2)在地球上重6牛的物体放到月球上时重为1牛,那么月球车被送到月球上时的质量和受到的重力分别是多少?
(3)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备的质量是多少?
【答案】(1)1200N;(2)120kg, 200N;(3)1.2kg
【详解】解:(1)月球车在地球表面上受到的重力
G地=mg=120kg×10N/kg=1200N
(2)月球车到达月球后,质量不变,还是120kg;月球车在月球表面上受到的重力
(3)随身装备的航天员返回地球后的重力
G地1=6G月=6×2N=12N
返回地球后这个随身装备的质量
答:(1)月球车在地球上受到的重力为1200N;
(2)月球车被送到月球上时的质量为120kg,受到的重力为200N;
(3)返回地球后这个随身装备的质量是1.2kg。
15.如图所示,已知一个质量为250克的足球,在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反,且大小为0.4牛,求:
(1)足球所受的重力;
(2)足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向;
(3)足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。
【答案】(1)2.5N;(2)2.9N,竖直向下;(3)2.1N,竖直向下
【详解】解:(1)足球所受的重力
(2)重力方向竖直向下,大小始终为2.5N,足球在竖直上升过程中受到的阻力的方向竖直向下,大小为0.4N,故足球在竖直上升过程中受到的合力的方向竖直向下,大小为
(3)足球在竖直下降过程中受到的阻力的方向竖直向上,足球在竖直下降过程中受到的合力大小
方向竖直向下。
答:(1)足球所受的重力为2.5N;
(2)足球在竖直上升过程中受到的合力大小为2.7N,方向竖直向下;
(3)足球在竖直下降过程中受到的合力大小为2.1N,方向竖直向下。
16.质量为6×103kg的汽车在平直的公路上以10m/s的速度匀速行驶,在行驶过程中受到的阻力等于车重的0.08倍,g取10N/kg。求
(1)汽车所受重力的大小;
(2)汽车受到的牵引力的大小;
(3)汽车在1min内通过的路程。
【答案】(1) 6×104N;(2) 4800N;(3) 600m
【详解】解:(1)汽车所受的重力
G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
(2)因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,汽车受到的牵引力
F=f=0.08G=0.08×6×104N=4800N
(3)汽车在1min内通过的路程
s=vt=10m/s×60s=600m
答:(1)汽车所受重力的大小是6×104N;
(2)汽车受到的牵引力的大小是4800N;
(3)汽车在1min内通过的路程600m。
17.小明驾驶一辆载有石块的卡车,行驶中看到公路桥头旁立有一块如图所示的标志牌(t表示吨)。卡车空载时重为1.5×104N,石块的密度为2.5×103kg/m3,体积为4m3。(g取10N/kg)问:
(1)此标志牌的含义是什么?
(2)石块所受的重力是多少N?
(3)这辆卡车能否允许通过此桥?
【答案】(1)10t;(2)105N;(3)这辆卡车不能允许通过此桥
【详解】解:(1)该标志表示的含义:此桥允许通过的最大质量为10t;
(2)石头的总质量
石块所受的重力
(3)已知卡车空载时重为1.4×104N,则卡车自身的质量
卡车和石头的总质量为
即大于此桥允许通过的最大质量,所以卡车不能通过这座桥。
答:(1)此标志牌的含义是此桥允许通过的最大质量为10t;
(2)石块所受的重力是105N;
(3)这辆卡车不能允许通过此桥。
18.小高的姐姐在网上做直播带货,销售的水果是奉节脐橙,一箱奉节脐橙总质量为,则它的总重力是多少?假如一个脐橙的平均质量是,包装箱的重力为,那么一箱脐橙大约有多少个?(g取)
【答案】165,38
【详解】解:一箱奉节脐橙总质量为16.5kg,则它的总重力是
一箱中脐橙的总重力为
一个脐橙的重力为
那么一箱脐橙的个数为
答:一箱奉节脐橙总质量为16.5kg,则它的总重力是165N,假如一个脐橙的平均质量是425g,包装箱的重力为3.5N,那么一箱脐橙大约有38个。
19.竖直向上抛出一个质量为0.2kg的物体(物体在空中运动时受到空气阻力总跟运动方向相反,大小不变),已知该物体在下降过程中空气阻力为0.5N,求:
(1)物体受到的重力G的大小;
(2)求下降过程中该物体受到的重力与空气阻力合力F合的大小;
(3)求上升过程中该物体所受的重力与空气阻力的合力F'合的大小,并写出F'合的方向。
【答案】(1)2N
(2)1.5N
(3)2.5N,方向竖直向下
【详解】(1)物体受到的重力G的大小为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
(2)下降过程中,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,其合力大小为F合=G-f=2N-0.5N=1.5N
(3)上升过程中,物体受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,其合力为F'合=G+f=2N+0.5N=2.5N
方向竖直向下。
20.在火箭上升阶段宇航员要经受相当于自身体重8倍的压力,这就是超重现象,这甚至会令宇航员的脸部瞬间变形,(航天员景海鹏:男,汉族,身高172厘米,体重68kg,籍贯山西运城,现为中国人民解放军航天员大队特级航天员,少将军衔)。请根据资料计算超重时宇航员景海鹏所受的压力大小。
【答案】5440N
【详解】由题意可知,宇航员景海鹏的重力
超重时宇航员景海鹏所受的压力
超重时宇航员景海鹏所受的压力大小是5440N。
答:超重时宇航员景海鹏所受的压力大小是5440N。
21.滑动摩擦力大小与发生摩擦的两物体之间的压力大小及它们之间的接触面粗糙程度有关,具体关系为F滑=μFN,其中μ为动摩擦因数,FN为物体之间的压力。
(1)如图甲,用F1水平匀速拉质量为4kg的物体A在水平桌面上匀速运动时,A物体在桌面上滑动时的动摩擦因数μ=0.4。试求F1的大小?
(2)如图乙,将一个重力为10N的B物体放在A物体上,A与B间的动摩擦因数μ=0.3。用F2水平匀速拉动A物体,使A和B一起匀速向右运动,求此时A所受拉力F2大小?此时A和B间的摩擦力大小?
【答案】(1)16N;(2)20N,0N
【详解】解:(1)由于A物体做匀速直线运动
F1=F滑=μFN=μGA=μmAg=0.4×4kg×10N/kg=16N
(2)由于接触面材料不变,则物体A与桌面的动摩擦因数不变,用F2水平匀速拉动A物体,使A和B一起匀速向右运动,此时A所受拉力
F2= F滑'=μFN'=μ(GA+GB)=μ(mAg+GB)=0.4×(4kg×10N/kg+10N)=20N
由于A、B一起做匀速直线运动,B物体处于平衡状态且在水平方向上受力为零,所以A和B间的摩擦力大小为0N。
答:(1)F1大小为16N;
(2)F2大小为20N,A和B间的摩擦力0N。
22.竖直上抛质量为2千克的苹果,上升过程中苹果受到大小恒为0.2牛的空气阻力作用。求:
①苹果受到重力G的大小;
②上升过程中苹果受到的合力F合的大小及方向。
【答案】①19.6N;②19.8N,竖直向下
【详解】解:①质量为2千克的苹果,受到重力G的大小为
G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N
②上升过程中,苹果仍受到竖直向下的重力作用,阻力是阻碍相对运动的力,所以空气阻力的方向也是竖直向下的。则苹果受到的合力F合的大小为
F合=G+f=19.6N+0.2N=19.8N
因重力和阻力的方向均竖直向下,所以合力的方向也是竖直向下的。
答:①苹果受到重力G的大小是19.6N;
②上升过程中苹果受到的合力F合的大小是19.8N及方向是竖直向下的。
23.质量为10千克的物体,在10牛水平拉力的作用下,沿水平地面向右运动,物体受到地面的阻力为物体重力的0.1倍。求:
(1)物体受到的重力大小G;
(2)物体在水平方向上受到的合力大小F合及合力的方向。
【答案】(1)98N;(2)0.2N,水平向右
【详解】解:(1)物体受到的重力大小为
(2)物体在水平方向上受到的阻力为
合力大小F合为
由于拉力大于阻力,合力的方向应与拉力方向相同,水平向右。
答:(1)物体受到的重力大小为98N;
(2)物体在水平方向上受到的合力大小为0.2N,合力的方向向右。
24.某兴趣小组用如图所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子连接)匀速拉动放在同一水平面上的物体,物体的质量为100kg,动滑轮的重力为40N,用80N的拉力F,10秒内把物体拉动的距离为2m,(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求:
(1)物体受到的摩擦力;
(2)拉绳的速度。
【答案】(1)200N;(2)0.6m/s
【详解】解:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效段数
n=3
设绳子作用在滑轮组动滑轮上的竖直向下的拉力为T,因不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,作用在绳子自由端的拉力为
故
T=3F-G动 =3×80N-40N=200N
由力的作用是相互的,故动滑轮对绳子的拉力也为200N。固定在地面上的滑轮为定滑轮,因不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,使用定滑轮不省力,故绳子作用在物体上的水平拉力
F拉=200N
由于物体在水平地面上做匀速直线运动,故绳子对物体的水平拉力和物体受到的摩擦力为一对平衡力,大小相等,即物体受到的摩擦力
f=F拉=200N
(2)10秒内把物体拉动的距离为2m,则绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×2m=6m
拉绳的速度为
答:(1)物体受到的摩擦力为200N;
(2)拉绳的速度为0.6m/s。
25.一辆小车,总质量为600kg,在水平路面上做匀速直线运动的过程中,受到的阻力是车重力的0.05倍。问:
(1)小车所受的阻力是多大?
(2)发动机提供给小车的牵引力是多大?
【答案】(1)300N;(2)300N
【详解】(1)由题意知m=600kg,故
由于受到的阻力是车重力的0.05倍,故
(2)由于物体处于匀速直线运动,根据二力平衡可知
答:(1)小车所受的阻力是300N;
(2)发动机提供给小车的牵引力是300N。
26.如图甲所示,物体中30N,被50N的水平方压力F甲压在竖直墙壁上保持静止,如图乙所示,物体重60N,在40N的水平拉力F乙作用下,沿水平面匀速向右运动,通过计算和说明求出物体甲受到的摩擦力f甲和物体乙受到的摩擦力大小f乙分别为多少牛顿?
【答案】f甲=30N f乙=40N
【详解】以物体甲为研究对象,甲物体在水平方向受到压力和墙壁的支持力,竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,由于甲物体静止,因此这两对力都是平衡力,所以
以乙物体为研究对象,乙物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,水平方向受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,由于乙匀速向右运动,因此拉力和摩擦力是一对平衡力,所以
27.“玉兔二号”月球车登月前,在水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90m用时30min。月球车的质量为135kg,物体在月球表面受到的重力大约是地球上的,g取,求:
(1)测试时,月球车行驶的速度。
(2)登月后,月球车在月球上的重力。
【答案】(1)0.05m/s
(2)225N
【详解】(1)月球车匀速直线行驶90m用时30min,所以测试时月球车行驶的速度为
(2)月球车在地球上的重力为
物体在月球表面受到的重力大约是地球上的,所以月球车在月球上的重力为
28.小强与父母一起外出郊游,公交车行驶至一座桥时看到桥头立着如图所示标志牌。已知公交车重为6.0×104N,车上人员与行李的总质量是1800kg。(g=10N/kg)则:
(1)这辆公交车的总重力是多少?
(2)通过计算判断这辆公交车是否允许通过此桥?
【答案】(1)7.8×104N;(2)这辆公交车允许通过此桥
【详解】解:(1)车上人员与行李的总重力为
G1=m1g=1800kg×10N/kg=1.8×104N
则这辆公交车的总重力为
G总=G车+G1=6.0×104N+1.8×104N=7.8×104N
(2)根据公式G=mg,则这辆公交车的总质量为
故这辆公交车允许以通过此桥。
答:(1)这辆公交车的总重力是1.8×104N;
(2)这辆公交车允许通过此桥。
29.质量为20kg的物体在水平向右推力F的作用下,在水平地面上向右做匀速直线运动。若物体受到的滑动摩擦力大小为重力的0.2倍,g取10N/kg,求:
(1)物体受到的重力G。
(2)物体受到的推力F。
(3)若突然发现前方遇到障碍物,马上改用大小为80N的水平拉力使物体减速。求在减速的过程中,物体受到的摩擦力f的大小是多少?合力F合的大小又是多少?
【答案】(1)200N;(2)40N;(3)40N, 120N
【详解】解:(1)物体受到的重力
G=mg=20kg×10N/kg=200N
(2)由二力平衡条件可知,物体受到的推力
F=f=0.2G=0.2×200N=40N
(3)在减速的过程中,由于物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以,物体受到的摩擦力也不变,大小为40N。在减速的过程中,拉力和摩擦力的方向相同,合力的大小
F合=F/+f=80N+40N=120N
30.如图的箱子质量为m(已知),箱子所受的空气阻力的大小关系为f=D(0.01v+0.001v2),D为常数(未知),在以下情况中箱子始终受到竖直向上的恒力F(未知)作用,箱子中装载质量为25m的重物,此时箱子以1m/s的速度竖直向下匀速运动,如果箱子中装载物的质量减为14 m,经过一段时间,箱子恰能以1m/s的速度竖直向上匀速运动,重力常数g已知。求:
(1)恒力F的大小;
(2)若去掉箱子中的重物,经过一段时间后,箱子能达到的最大速度为多少?
【答案】(1)20.5mg;(2)3m/s
【详解】解:(1)当箱子装载质量为25m的重物时,此时箱子以1m/s的速度竖直向下匀速运动,处于平衡状态,此时有
mg+25mg=F+f
此为①式;
当箱子中装载物的质量减为14m,箱子恰能以1m/s的速度竖直向上匀速运动,仍然处于平衡状态,此时有
mg+14mg+f=F
此为②式;
联立①②两式得
F=20.5mg,f=5.5mg
(2)若去掉箱中所有重物,速度逐渐增大,最终箱子处于平衡状态。
由平衡状态得
mg+f′1=F
即
mg+f1=20.5mg
解得
f1=19.5mg
因为
f=D(0.01v+0.001v2)
所以
即
解得
v2=3m/s
答:(1)恒力F的大小为20.5mg;
(2)箱子能达到的最大速度为3m/s。
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$