2-11 牛顿定律

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工程流体力学习题课1-第2-3-4章-部分习题解答

工程流体力学习题课1-第2-3-4章-部分习题解答
h 4 = 2H 4 → H =h
2 2 d2
习题3-14解题示意图1
Dr W-X Huang, School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, P.R. China
工程流体力学——习题课(1)——第 2-3-4 章部分习题解答
Fx1 =
y x
H1
D
H2
图 3-26 习题 3-11 附图
1 1 ρ gH1 × ( DL) = × 1000 × 9.8 × 4 × (4 × 10) = 784000 N=784kN 2 2 1 D 1 4 Fx 2 = ρ gH 2 × ( L) = × 1000 × 9.8 × 2 × × 10 = 196000 N=196kN 2 2 2 2
H
h
由此得: H ≥ 122mm + h ≥ 244mm (2) 结合以上正负压操作时结果有:
p / ρ g ≤ h ≤ H − | p| / ρ g
图 3-23 习题 3-8 附图
→ 122mm ≤ h ≤ 178mm
Dr W-X Huang, School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, P.R. China
工程流体力学——习题课(1)——第 2-3-4 章部分习题解答
F1-6
习题 3-8 旋风除尘器如图 3-23 所示,其下端出灰口管段长 H,部分插入 水中,使旋风除尘器内部与外界大气隔开,称为水封;同时要求出灰管内液面 不得高于出灰管上部法兰位置。设除尘器内操作压力 ( 表 压 ) p = −1.2 kPa~ 1.2kPa。 净化空气 (1) 试问管段长 H 至少为多少 mm? (2) 若H=300mm,问其中插入水中的部分h应在 什么范围?(取水的密度 ρ =1000kg/m3) 含尘 解:(1) 正压操作时,出灰管内液面低于管外液 面,高差为 h′ = p / ρ g ;为实现水封,出灰管插入深 度 h 必须大于此高差,即

3.牛顿定律-典型例题-详解

3.牛顿定律-典型例题-详解

牛顿定律第2课时牛顿第二定律动力学问题题型探究题型1 区分绳与弹簧的特点【例1】如图所示,A、B两球质量相等,光滑斜面的倾角为θ,图甲中,A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻质杆相连,系统静止时,挡板C 与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,则在突然撤去挡板的瞬间有( )A.两图中两球加速度均为gsin θB.两图中A球的加速度均为0C.图乙中轻杆的作用力一定不为0D.图甲中B球的加速度是图乙中B球的加速度的2倍题型2 弹簧的动态分析【例2】如图所示,自由下落的小球下落一段时间后与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度的变化情况如何?题型3 与弹簧相连的连接体问题【例3】两个质量均为m的相同的物块叠放在一个轻弹簧上面,处于静止状态.弹簧的下端固定于地面上,弹簧的劲度系数为k.t=0时刻,给A物块一个竖直向上的作用力F,使得两物块以0.5g的加速度匀加速上升,下列说法正确的是()A.A、B分离前合外力大小与时间的平方2t成线性关系B.分离时弹簧处于原长状态C.在t 时刻A、B分离D.分离时B题型4 斜面上的自由滑动问题【例4】一间新房即将建成时要封顶,考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地流淌离开房顶,要设计好房顶的坡度(房顶的底边长度相同).设雨滴沿房顶下流时做无初速度无摩檫的运动,那么,下图所示的情况中符合要求的是()A. B.C. D.【例5】如图所示,在光滑水平面AB上,水平恒力F 推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始做匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变,最高能到达C.用速度传感器测量物体的瞬时速度,表中记录了部分测量数据),(1)恒力F的大小.(2)斜面的倾角α.(3)t="2.1" s时物体的速度.题型5 等时圆问题【例6】如图所示,AD是固定斜面体底边BC的高,F、G分别是光滑斜面AB、AC的中点DE垂直于AB,DH 垂直于AC,甲、乙两个小球(均视为质点)从斜面的顶点A分别沿斜面AB、AC同时由静止下滑,下列说法正确的是()A.当甲球运动到E点时,乙球可能运动到AG间某点B.当甲球运动到E点时,乙球一定运动到H点C.当甲球运动到F点时,乙球一定运动到G点D.当甲球运动到F点时,乙球一定运动到H点题型6 滑环与杆问题【例7】.如图所示,一端固定在地面上的杆与水平方向的夹角为θ,将一质量为m1的滑块套在杆上,滑块通过轻绳悬挂一质量为m2的小球,杆与滑块之间的动摩擦因数为μ.先给滑块一个沿杆方向的初速度,稳定后,滑块和小球一起以共同的加速度沿杆运动,此时绳子与竖直方向的夹角为β,且β>0,不计空气阻力,则滑块的运动情况是( )A.沿着杆减速上滑B.沿着杆减速下滑C.沿着杆加速下滑D.沿着杆加速上滑【例8】有一质量m=2kg的小球套在长L=1m的固定轻杆顶部,杆与水平方向成θ=37o角.静止释放小球,1s后小球到达杆底端.取重力加速度大小g= 10 m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8.(1)求小球到达杆底端时速度为多大?(2)求小球与杆之间的动摩擦因数为多大?(3)若在竖直平面内给小球施加一个垂直于杆方向的恒力,静止释放小球后保持它的加速度大小为1m/s2,且沿杆向下云动,则这样的恒力为多大?题型7轻绳连接问题【例9】如图所示,材料相同的物体m l、m2由轻绳连接,在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。

牛顿定律的应用-两类动力学问题与超重、失重

牛顿定律的应用-两类动力学问题与超重、失重

运动情况
超重、失重
视重
a=0
不超重也不失重
F=mg
a的方向竖直向上
超重
F=m(g+a)
a的方向竖直向下
失重
F=m(g-a)
a=g ,a的方向竖直 向下
完全失重
F=0
名师支招:
判断物体超重或失重,仅分析加速度的方向即可,只要加速度的竖直分量向
上就是超重,加速度的竖直分量向下就是失重。
*体验应用*
2.(双项选择)游乐园中,游客乘坐能做加速或减速运动的升
(2)处理连接体问题时,整体法与隔离法往往交叉使用,一般 的思路是先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力。
(3)利用牛顿第二定律可以处理匀变速直线运动问题,也可以 定性分析非匀变速直线运动的规律,它常和力学、电磁学等有关 知识结合起来考查一些综合问题。
*体验应用*
1.[2009年高考安徽理综卷]在2008年北京残奥会开幕式上, 运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残 疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神。为了探求上 升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。 一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅, 另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图3-2-1所示。设运 动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳 子间的摩擦。重力加速度取g=10 m/s2。当运动员与吊椅一 起正以加速度a=1 m/s2上升时,试求: (1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力。
慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰
好经历了这两个过程,如图3-2-8所示。那么下列
C 说法中正确的是(
)
A.顾客始终受到三个力的作用

2022届高考物理一轮复习 第11讲 牛顿第二定律应用(一) 讲义(考点+经典例题)

2022届高考物理一轮复习 第11讲 牛顿第二定律应用(一) 讲义(考点+经典例题)

第十一讲牛顿第二定律应用(一)一、动力学的两类基本问题1.基本思路2.基本步骤3.解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。

(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁;速度是各物理过程间相互联系的桥梁。

4.常用方法(1)合成法:在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用合成法。

(2)正交分解法:若物体的受力个数较多(3个或3个以上)时,则采用正交分解法。

类型1已知物体受力情况,分析物体运动情况【典例1】如图甲所示,滑沙运动时,沙板相对沙地的速度大小会影响沙地对沙板的动摩擦因数。

假设滑沙者的速度超过8 m/s时,滑沙板与沙地间的动摩擦因数就会由μ1=0.5变为μ2=0.25。

如图乙所示,一滑沙者从倾角θ=37°的坡顶A 处由静止开始下滑,滑至坡底B (B 处为一平滑小圆弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C 处。

已知沙板与水平地面间的动摩擦因数恒为μ3=0.4,AB 坡长L =20.5 m ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s 2,不计空气阻力,求:(1)滑沙者到B 处时的速度大小;(2)滑沙者在水平地面上运动的最大距离;(3)滑沙者在AB 段与BC 段运动的时间之比。

解析 (1)滑沙者在斜面上刚开始运动时速度较小,设经过t 1时间下滑速度达到8 m/s ,根据牛顿第二定律得mg sin θ-μ1mg cos θ=ma 1解得a 1=2 m/s 2所以t 1=v a 1=4 s 下滑的距离为x 1=12a 1t 21=16 m接下来下滑时的加速度a 2=g sin θ-μ2g cos θ=4 m/s 2下滑到B 点时,有v 2B -v 2=2a 2(L -x 1) 解得v B =10 m/s 。

(2)滑沙者在水平地面减速时的加速度大小a 3=μ3g =4 m/s 2所以能滑行的最远距离x 2=v 2B 2a 3=12.5 m 。

02牛顿运动定律习题解答

02牛顿运动定律习题解答

02牛顿运动定律习题解答第二章牛顿运动定律一选择题1.下列四种说法中,正确的为:()A.物体在恒力作用下,不可能作曲线运动;B.物体在变力作用下,不可能作曲线运动;C.物体在垂直于速度方向,且大小不变的力作用下作匀速圆周运动;D.物体在不垂直于速度方向的力作用下,不可能作圆周运动;解:答案是C。

2.关于惯性有下面四种说法,正确的为:()A.物体静止或作匀速运动时才具有惯性;B.物体受力作变速运动时才具有惯性;C.物体受力作变速运动时才没有惯性;D.惯性是物体的一种固有属性,在任何情况下物体均有惯性。

解:答案是D3.在足够长的管中装有粘滞液体,放入钢球由静止开始向下运动,下列说法中正确的是:()A.钢球运动越来越慢,最后静止不动;B.钢球运动越来越慢,最后达到稳定的速度;C.钢球运动越来越快,一直无限制地增加;D.钢球运动越来越快,最后达到稳定的速度。

解:答案是D4.一人肩扛一重量为P的米袋从高台上往下跳,当其在空中运动时,米袋作用在他肩上的力应为:()A.0B.P/4C.PD.P/2解:答案是A。

简要提示:米袋和人具有相同的加速度,因此米袋作用在他肩上的力应为0。

5.有两辆构造相同的汽车在相同的水平面上行驶,其中甲车满载,乙车空载,当两车速度相等时,均关掉发动机,使其滑行,若从开始滑行到静止,甲车需时t1,乙车为t2,则有:()A.t1=t2B.t1>t2C.t1<t2D.无法确定谁长谁短解:答案是A。

简要提示:两车滑动时的加速度大小均为g,又因v0at1=v0at2=0,所以t1=t26.若你在赤道地区用弹簧秤自已的体重,当地球突然停止自转,则你的体重将:()A.增加;B.减小;C.不变;D.变为0解:答案是A简要提示:重力是万有引力与惯性离心力的矢量和,在赤道上两者的方向相反,当地球突然停止自转,惯性离心力变为0,因此体重将增加。

7.质量为m的物体最初位于某0处,在力F=k/某2作用下由静止开始沿直线运动,k为一常数,则物体在任一位置某处的速度应为()A.k112k113k11k11()B.()C.()D.()m某某0m某某0m某某0m某某0解:答案是B。

高一物理必修一练习册答案

高一物理必修一练习册答案

以下是⽆忧考为⼤家整理的关于《⾼⼀物理必修⼀练习册答案》,供⼤家学习参考!答案与提⽰ 第⼀章运动的描述 ⼀、质点、参考系和坐标系1.CD2.B3.C4.云地⾯船岸5.BC6.D7.A8.2km-3km0 东59.C10.(1)2025152(2)东偏北45°⽅向作图略11.略 ⼆、时间和位移1.AC2.AD3.A4.BC5.BC6.C7.ACABOD8.60m图略 9.6mx轴正⽅向4mx轴正⽅向20m10.C11.路程900m位移500m500m 12.中⼼点的路程和位移⼤⼩相等边缘上⼀点路程⼤于位移⼤⼩13.(1)路程(2)位移⼤⼩思考略 三、运动快慢的描述--速度1.CD2.B3.C4.3m/s53m/s2 5m/s5.06.AC7.CD8.D 9.CD10.ABC11.路程为100m位移0平均速度为012.不同1463km是路程⽽⾮位移从地图上量出两地长度,再由⽐例尺算出直线距离约1080km,v=1080/14≈71km/h 13.从图中量出车运动路程与车长的线段长,按⽐例算出实际位移为13 5m,v≈13 50 4m/s=33 8m/s121km/h>80km/h,超速 五、速度变化快慢的描述--加速度1.C2.BD3.B4.D5.飞机⽕车⼩球6.9 8m/s2竖直向下7.D 8.AB9.1 50-1 510.C11.509m/s2-6m/s2与初速度⽅向相反 12.5 2m/s213.略 第⼀章复习题1.A2.D3.CD4.ACD5.BD6.D7.ABC8.D9.A10.200m11.t20~t1和t2~t312.左0 30 8513.(1)第3秒末(2)40m向上 (3)5m向下(4)-35m125m14.路程为80m位移⼤⼩为10m,⽅向向左15.12m/s≤v⼄≤20 6m/s 第⼆章匀变速直线运动的研究 ⼆、匀变速直线运动的速度与时间的关系1.ABD2.D3.ACD4.BCD5.C6.B7.匀加速直线匀速直线匀减速直线向东向东向东 8.53-39.200m/s210.7 2s11.(1)如图所⽰ (2)2m/s2(3)2m/s2,相同(4)做匀减速直线运动 三、匀变速直线运动的位移与时间的关系1.C2.B3.B4.C5.D6.C7.6 8.29.110.7 9s25 3m/s11.(1)8m(2)72m(3)有,求“⾯积” 12.(1)69 4s(2)2 9km(3)429 8s 四、匀变速直线运动的位移与速度的关系1.AB2.B3.C4.C5.0 1286.187.58.16 9.制动时速度(km/h)反应距离(m)制动距离(m)停车总距离(m)405 6813 612016 77288 710.(1)25×106m/s2(2)0 11m(3)0 128m11.(1)12m/s(2)180m 专题匀变速直线运动的规律的应⽤1.D2.ABC3.D4.BD5.B6.BD7.AB 8.1250m9.425010.(1)t1=10st2=15s(舍去)(2)v=1m/s(3)x=4 4m11.(1)如右图(2)58m12.①甲、⼄均错。

2牛顿定律与守恒定律

2牛顿定律与守恒定律
i x, y, z
t0
t
F1
二、质点系的动量定理 以两个质点组成的质点系为例 内力(成对出现) 外力
F2

m1
I P P0 t I Fi dt表示质点系的合外力的冲量 t0 i P0 mi vi 0 , P mi vi表示初、末时刻质
m m x l
M
T ( x x)
x
T ( x) (m) g T ( x x)
T ( x)
T T ( x x) T ( x)
O
x
x x
m, l
mg ( m ) g x (m) g l M T ( x x) mg x dT dx l Mg l mg ( x l 时, ) T Mg dT dx T x l
p mv
矢量 单位:kg m / s
b.低速情况下 (v c) ,m为常量
dp d (mv ) dv F m ma dt dt dt dp F ma dt
c.高速情况下(v接近c),m为与速度v有关 的变量
(4)牛顿第二定律只适用于质点的运动 合外力 F 与加速度 a 之间是瞬时对应关系
A A
合力的功等于各分力的功的代数和
4.功率 W (1)平均功率 P
t
dW 功率 P dt
(2)描述了做功的快慢 (3) dW F dr cos
dt dt (4)单位: 1W 1J / s
P

Fv cos F v
练习:质量为m的质点在外力F的作用下沿x 轴运动,已知t=0时质点位于原点,且初 速度为零。设外力F随距离线性地减小,且 x=0时,F=F0;x=L时,F=0。求质点 从x=0运动到x=L处的过程中力F对质点 所做的功。 F0 解一:

牛顿第一定律牛顿第三定律

牛顿第一定律牛顿第三定律

(2)地球在从西向东自转.你向上跳起来以后,为什么还落 到原地,而不落到原地的西边?
(3)我国道路交通安全法规定,在各种小型车辆前排乘坐的 人必须系好安全带.为什么要做这样的规定?
(4)一个同学说,向上抛出的物体,在空中向上运动时,肯 定受到了向上的作用力,否则它不可能向上运动.这个结论
2错021/在4/11什么地方?
体都随着其他物体向右加速时向左运动,没有对物体进行受
力分析,比较其加速度的大小,对物体的运动与力的关系不
清楚.没有正确理解惯性的概念,搞不清惯性的大小与质量
的具体关系.
2021/4/11
25
跟踪训练3 做匀速直线运动的小
车上水平放置一密闭的装有水的
瓶子,瓶内有一气泡,如图3所
示,当小车突然停止运动时,气
Hale Waihona Puke 2021/4/1124正确解析 因为小车突然向右运动时,由于惯性,铁球和乒乓 球都有向左运动趋势,但由于与同体积的“水球”相比,铁球 的质量大,惯性大,铁球的运动状态难改变,即速度变化慢, 而同体积的水球的运动状态容易改变,即速度变化快,而且水 和车一起加速运动,所以小车加速运动时,铁球相对于小车向 左运动,同理由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小, 惯性小,乒乓球向右运动.故选 A. 答案 A 正本清源 引起错误的原因是惯性思维,认为任何情况下物
金手指考试 金手指驾驶员考试
2021/4/11
8
二、牛顿第三定律 [基础导引] 作用力和反作用力总是成对出现的.现把木箱放在地面上, 如果我们所研究的物体只有木箱和地球,涉及木箱和地球 的作用力和反作用力有哪几对?木箱所受的力是这几对中 的哪几个?地球所受的力是其中的哪几个?
2021/4/11
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第二章 牛顿定律
10
物理学
第五版
2-1 牛顿定律
注意
(1) 凡相对于惯性系作匀速直线运 动的一切参考系都是惯性系. (2) 对于不同惯性系,牛顿力学的 规律都具有相同的形式,与惯性系的运 动无关. 伽利略相对性原理
(Galilean principle of relativi
第二章 牛顿定律
A
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物理学
第五版
2-1 牛顿定律
注意
(1) 瞬时关系 (2) 牛顿定律只适用于质点
(3) 力的叠加原理(superposition principle)
F F1 F2 F3 a a1 a2 a3 F1 ma1 F2 ma2

第二章 牛顿定律
6
物理学
第五版
2-1 牛顿定律

牛顿第三定律(Newton third law) 两个物体之间作用力 F 和反作用力 F' ,
F12 F21 (物体间相互作用规律)
沿同一直线,大小相等,方向相反,分别作 用在两个物体上.
F12
第二章
F21
牛顿定律
第二章 牛顿定律
4
物理学
第五版
2-1 牛顿定律
自然坐标系中
2 dv v F ma m(at an ) m et m en dt ρ 2 dv ds F m m 2 t dt dt 2 a v Fn m ρ en et 注: 为A处曲线的
第二章
牛顿定律
9
物理学
第五版
2-1 牛顿定律

力学相对性原理(Mechanics Relativity Principle) y y' u v v u P x u 为常量 x x' o ' o dv dv ut x ' dt dt z z' a a F ma ma F
11
第二章 牛顿定律
3
物理学
第五版
2-1 牛顿定律
dv F (t ) m ma dt dv y dv x dvz F m i m j m k dt dt dt 即 F maxi may j maz k
Fx m ax Fy may Fz maz
第二章 牛顿定律
1
物理学
第五版
2-1 牛顿定律

牛顿第一定律(Newton
first law)
任何物体都要保持其静止或匀速直线运 动状态,直到外力迫使它改变运动状态为止.
F 0时, v 恒矢量
惯性和力的概念
如物体在一参考系中不受其他物体作用 ,而保持静止或匀速直线运动,这个参照系 就称为惯性参考系(inertial reference system)
第二章 牛顿定律
2
物理学
第五版
2-1 牛顿定律

动量为 p 的物体,在合外力 F (
牛顿第二定律(Newton second law)
的作用下,其动量随时间的变化率应当等于 作用于物体的合外力.
Fi )
dp(t ) d(mv) 当v c 时, F (t ) dt dt m为常量 合外 dv 力 F (t ) m ma dt
物理学
第五版
2-1 牛顿定律
杰出的英国物理学家,经典 物理学的奠基人.他的不朽巨著 《自然哲学的数学原理》总结了 前人和自己关于力学以及微积分 学方面的研究成果,其中含有牛 顿三条运动定律和万有引力定律, 以及质量、动量、力和加速度等 牛顿 Issac Newton 概念.在光学方面,他说明了色 散的起因,发现了色差及牛顿环, (1643-1727) 他还提出了光的微粒说.
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物理学
第五版
2-1 牛顿定律
例 分析物体间的相互作用力
m
T' T m P P'
地球
第二章 牛顿定律
8
物理学
第五版
2-1 牛顿定律
注意
作用力与反作用力(action and reaction )特点: (1)大小相等、方向相反,分别作用 在不同物体上,同时存在、同时消失, 它们不能相互抵消. (2)是同一性质的力.
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