Пример за въпроси за наклонена равнина

9 примера за въпроси за наклонена равнина

Проучете материала Законите на Нютон , нормална сила дан сила на триене за да разберем по-добре дискусията по този въпрос.

1. Блок с маса 5 kg се пуска върху гладка наклонена равнина, както е показано на картинката! (g = 10 ms ^-2 и втг 37 ^o = 3/4). Ускорението на блока е…

A. 4,5 мс^-2

Б. 6,0 мс^-2

C. 7,5 мс^-2

D. 8,0 мс^-2

E. 10,0 мс^-2

Дискусия

Известно е, че:

m = 5 kg, g = 10 m/s²

w = mg = (5)(10) = 50 N

дължина на долната страна = 4

дължина на вертикалната страна = 3

Тъй като долната страна = 4, а вертикалната страна = 3, тогава хипотенузата = 5. Можете да го докажете, използвайки формулата на Питагор.

Въпрос: ускорение на блока (a)?

Отговор:

Силата, която кара блока да се движи, е w_xНаклонената равнина е гладка, така че няма триене.

w_x = w sin θ = (w)(вертикална страна / хипотенуза)

w_x = (50)(3/5)

w_x = 30 Нютона

Какво е ускорението (a) на блока?

ΣF = ма

w_x = ма

30 = (5) а

а = 30 / 5

a = 6 м/с²

Верният отговор е Б.

2. Вижте картинката! Блок първоначално е в покой, след което е издърпан нагоре със сила F, успоредна на наклонената равнина. Масата на блока е 8 kg, коефициентът на триене е µ._s = 0,5 и θ = 45^oЗа да се движи блокът нагоре, силата F трябва да бъде….

A. 40 N

Б. 60 N

C. 60√2 N

D. 80 N

E. 80√2 N

Дискусия

Известно е :

Коефициент на статично триене (µ_s) = 0,5

Ъгъл (θ) = 45^o

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/s²

Маса на блока (m) = 8 килограма

Тегло на блока (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 кг м/с² = 80 Нютона

Попитан Големината на силата F, необходима за преместването на блока нагоре

Джаваб :

Десният блок ще се премести нагоре, ако F ≥ w_x + f_s. 

Компонентата на гравитацията, успоредна на наклонената равнина :

w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

Компонентата на гравитацията, перпендикулярна на наклонената равнина :

w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

Нормална сила :

N = w_y = 40√2

Статична сила на триене :

f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2

Големината на силата F, необходима за преместването на блока нагоре :

F ≥ w_x + f_s

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Нютон

Верният отговор е C.

3. BБлок с маса 8 кг е поставен върху неравна наклонена равнина, както е показано на следващата фигура. Минималната външна сила, необходима за предотвратяване на плъзгането на блока надолу, е… (sin 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 мс^-2, µ_k = 0,1)

A. 6,4 N

Б. 4,6 N

C. 48,5 N

D. 54,4 N

Източна 68,8 северна ширина

Дискусия

Известно е :

Маса на блока (m) = 8 kg

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/s²

Тегло на блока (w) = mg = (8)(10) = 80 Нютона

Грех 37^o = 0,6

Cos 37^o = 0,8

Коефициент на кинетично триене (µ_k) = 0,1

N = w_y = w cos 37^o = (80)(0,8) = 64 Нютона

Попитан Минималната външна сила (F), която държи блока, така че той да не се плъзга надолу

Джаваб :

Блокът не се плъзга надолу, ако F = w_x

Компонентата на гравитацията, успоредна на наклонената равнина :

w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48

f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4

Минималната сила F, така че блокът да не се плъзга надолу :

F + f_k - w_x = 0

F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 нютона

4. Обект с маса 5,0 kg се тегли с въже нагоре по неравна наклонена равнина със сила 71 N (g = 10 m s).^-2, грях 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Ако коефициентът на триене между обекта и равнината е 0,4, ускорението, изпитвано от обекта, е…

A. 0,5 мс^-2

Б. 2 мс^-2

C. 2,5 мс^-2

D. 3 мс^-2

E. 5 мс^-2

Дискусия

Известно е :

Маса на обекта (m) = 5 kg

4. Въпроси за националния изпит по физика на SMA за учебна 2012/2013 г., SA 67 № 5

Обект с маса 5,0 kg се тегли с въже нагоре по неравна наклонена равнина със сила 71 N (g = 10 m s).^-2, грях 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Ако коефициентът на триене между обекта и равнината е 0,4, ускорението, изпитвано от обекта, е…

A. 0,5 мс^-2

Б. 2 мс^-2

C. 2,5 мс^-2

D. 3 мс^-2

E. 5 мс^-2

Дискусия

Известно е :

Маса на обекта (m) = 5 kg

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/s²

Тегло на обекта (w) = mg = (5)(10) = 50 нютона

Сила F = 71 нютона

Грех 37^o = 0,6

Cos 37^o = 0,8

Коефициент на триене = 0,4

Попитан Ускорение на обект (a)

Джаваб :

Резултантна сила

Първо изчислете резултантната сила, действаща върху обекта.

Компонентата на гравитацията, успоредна на наклонената равнина :

w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30

Компонентата на гравитацията, перпендикулярна на наклонената равнина :

w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40

Нормална сила :

N = w_y = 40

Кинетична сила на триене :

f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16

Резултантна сила, действаща върху наклонена равнина:

ΣF = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 нютона

Ускорение на обект

Ускорението на обект се изчислява по формулата от втория закон на Нютон:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²

Верният отговор е Е.

5.
Вижте картинката! Блокът първоначално е в покой, след което е издърпан с... сила нагоре F, успоредна на наклонената равнинаМасата на блока е 8 кг, коефициентът на триене е µ_s = 0,5 и θ = 45^oЗа да се движи блокът нагоре, силата F трябва да бъде….

A. 40 N
Б. 60 N
C. 60√2 N
D. 80 N
E. 80√2 N

Дискусия
Известно е :
Коефициент статично триене (µ_s) = 0,5
Ъгъл (θ) = 45^o
Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/s²
Маса на блока (m) = 8 килограма
Тегло на блока (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 кг м/с² = 80 Нютона
Попитан Големината на силата F, необходима за преместването на блока нагоре
Джаваб :

Десният блок ще се премести нагоре, ако F ≥ w_x + f_s.
Компонентата на гравитацията, успоредна на наклонената равнина :
w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Компонентата на гравитацията, перпендикулярна на наклонената равнина :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Нормална сила :
N = w_y = 40√2
Статична сила на триене :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Големината на силата F, необходима за преместването на блока нагоре :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Нютон
Верният отговор е C.

6.
Блок с маса 8 кг е поставен върху неравна наклонена равнина, както е показано на фигурата по-долу. Минималната външна сила, необходима за предотвратяване на плъзгането на блока надолу, е… (sin 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 мс^-2, µ_k = 0,1)

A. 6,4 N
Б. 4,6 N
C. 48,5 N
D. 54,4 N
Източна 68,8 северна ширина

Дискусия
Известно е :
Маса на блока (m) = 8 kg
Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/s²
Тегло на блока (w) = mg = (8)(10) = 80 Нютона
Грех 37^o = 0,6
Cos 37^o = 0,8
Коефициент на кинетично триене (µ_k) = 0,1
Попитан Минималната външна сила (F), която държи блока, така че той да не се плъзга надолу
Джаваб :
Блокът не се плъзга надолу, ако F = w_x
Компонентата на гравитацията, успоредна на наклонената равнина :
w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Минималната сила F, така че блокът да не се плъзга надолу :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 нютона

7.
Обект с маса 5,0 kg се тегли с въже нагоре по неравна наклонена равнина със сила 71 N (g = 10 m s).^-2, грях 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Ако коефициентът на триене между обекта и равнината е 0,4, ускорението, изпитвано от обекта, е…
A. 0,5 мс^-2
Б. 2 мс^-2
C. 2,5 мс^-2
D. 3 мс^-2
E. 5 мс^-2
Дискусия
Известно е :
Маса на обекта (m) = 5 kg
Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/s²
Тегло на обекта (w) = mg = (5)(10) = 50 нютона
Сила F = 71 нютона
Грех 37^o = 0,6
Cos 37^o = 0,8
Коефициент на триене = 0,4
Попитан Ускорение на обект (a)
Джаваб :
Резултантна сила
Първо изчислете резултантната сила, действаща върху обекта.
Компонентата на гравитацията, успоредна на наклонената равнина :
w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Компонентата на гравитацията, перпендикулярна на наклонената равнина :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Нормална сила :
N = w_y = 40
Кинетична сила на триене :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Резултантна сила, действаща върху наклонена равнина:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 нютона
Ускорение на обект
Ускорението на обект се изчислява по формулата от втория закон на Нютон:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
Верният отговор е Е.

8. Вижте картинката! Блок първоначално е в покой, след което е издърпан нагоре със сила F, успоредна на наклонената равнина. Масата на блока е 2 кг, коефициентът на статично триене = 0,3, а ъгълът = 45°.^oЗа да се движи блокът нагоре, силата F трябва да бъде… g = 10 m/s²

Дискусия
Известно е, че:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, м_s = 0,3
Въпрос: За да се движи блокът точно нагоре, колко голяма е силата F?
Отговор:

Информация: F = сила на опън, w = сила на гравитация, w_x = компонент от теглото на блока, успореден на повърхността на наклонената равнина, w_y = компонента на теглото на блока, перпендикулярна на повърхността на наклонената равнина, N = нормална сила, f_s = статична сила на триене.

Във въпроса е известен коефициентът на статично триене, това означава, че повърхността на наклонената равнина е грапава, така че има сила на триене, която възпрепятства движението на блока.
За да се движи блокът нагоре, силата F трябва да е равна на w._x + е_sОбектът се движи нагоре, когато F е по-голямо от w._x + е_s.

w = mg = (2)(10) = 20 Нютона
w_x = w sin 45^o = (20)(½ √2) = 10√2 нютона
w_y = w cos 45^o = (20)(½√2) = 10√2 нютона
N = w_y = 10√2
f_s = μ_s N = (0,3)(10√2) = 3√2 нютона

Така че блокът ще се премести нагоре тогава:
F = w_x + е_s = 10√2 + 3√2 = 13√2 нютона
Верният отговор е C.

9. Предмет с маса 2 kg е поставен върху наклонена равнина, както е показано на изображението по-долу. Ако коефициентът на статично триене между блока и наклонената равнина е 0,2√3 и g = 10 мс^-2, тогава резултантната сила, която движи обекта, е...

Дискусия
Известно е, че:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, м_s = 0,2√3
Въпрос: Резултантната сила, която движи обект?

Отговор:

Триенето винаги възпрепятства движението на обекта, следователно посоката на силата на триене се изобразява като противоположна на посоката на движение на обекта. Приема се, че обектът се движи надолу, така че силата на триене се изобразява като нагоре. Приема се, че обектът се движи надолу, защото няма сила, която да го дърпа нагоре.
w = mg = (2)(10) = 20 Нютона
w_x = w sin 30^o = (20)(½) = 10 Нютона
w_y = w cos 30^o = (20)( ½ √3) = 10√3 нютона
N = w_y = 10√3 Нютон
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 нютона
Резултантната сила, която движи обект, е:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 нютона
w_x по-голямо от f_s така че обектът се движи надолу, в посока w_x.
Верният отговор е А.

Източник на въпроса:

Въпроси по физика за националния изпит за гимназия/професионална гимназия