14 exempel på partikeldynamikfrågor
1. Block A, som har en massa på 5 kg, placeras på en slät, plan yta. Block B, som har en massa på 3 kg, hängs upp med ett rep och är anslutet till block A via en remskiva, om g = 10 m/s.2 Bestäm blockets acceleration!
A. 3,50 m/s2
B. 3,75 m/s2
C. 4,00 m/s2
D. 5,00 m/s2
Ö. 5,25 m/s2
Diskussion
Det är känt att:
Slät, plan yta.
Massa av block A (mA) = 5 kg
Massa av block B (mB) = 3 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Vikt av block B (vikt)B) = mB g = (3)(10) = 30 Newton
Frågade: Blockets acceleration (a)
Jawab:
Den plana ytan är slät så det finns ingen friktionskraft som hindrar block A:s rörelse. Kraften som rör blocksystemet är vikten av block B.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) för att
30 = (5 + 3) a
30 = 8 a
a = 30/8
a = 3,75 m/s2
Det rätta svaret är B.
2. Baserat på bilden är det känt att:
(1) objektets acceleration är nol
(2) föremål som rör sig i en rak linje med konstant hastighet
(3) föremål i viloläge
(4) ett föremål kommer att röra sig om föremålets vikt är mindre än dragkraften
Det korrekta påståendet är….
Endast A. (1) och (2)
Endast B. (1) och (3)
C. (1) och (4)
D. Endast (1), (2) och (3)
E. (1), (2), (3) och (4)
Diskussion
(1) objektets acceleration är nol
Accelerationen av ett objekt är noll om den resulterande kraften är lika med noll. Resulterande kraft:
ΣF = ma 
acceleration (a) = 0
ΣF = 0
F1 + F2 - F3 = 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 N
(2) föremål som rör sig i en rak linje med konstant hastighet
Noll acceleration av ett objekt kan betyda att objektet är i vila eller att objektet rör sig i en rak linje med konstant hastighet (objektet rör sig med konstant hastighet).
(3) föremål i viloläge
En resulterande kraft på noll kan betyda att objektet är i vila.
(4) ett föremål kommer att röra sig om föremålets vikt är mindre än dragkraften
Ett föremåls vikt verkar vertikalt, medan dragkraften verkar horisontellt. Eftersom föremålet rör sig horisontellt påverkas föremålet endast av horisontella krafter.
Det rätta svaret är D.
3. Titta på bilden på sidan!
Om den kinetiska friktionskoefficienten mellan block A och bordet är 0,1 och tyngdaccelerationen är 10 m/s-2 då den kraft som måste appliceras på A så att systemet rör sig åt vänster med acceleration
n 2 ms-2 är …
A. 70 N
B. 90 N
C. 150 N
D. 250 N
Ö. 330 N
Diskussion
Det är känt att:
Massa av block A (mA) = 30 kg
Vikt av block A (wA) = (30 kg)(10 m/s2) = 300 kg m/s2 eller 300 Newton
Massa av block B (mB) = 20 kg
Vikt av block B (vikt)B) = (20 kg)(10 m/s2) = 200 kg m/s² eller 200 Newton
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Kinetisk friktionskoefficient (
) = 0,1
Systemets acceleration (a) = 2 m/s2 (accelerationsriktning åt vänster)
Kinetisk friktionskraft (fk) = N = wA = (0,1)(300) = 30 Newton
Fråga: Hur stor är kraften F?
Jawab:
Newtons andra lag:
ΣF = ma
Systemet rör sig åt vänster
F – fk - wB = (mA +mB) för att
F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)
F – 230 = (50)(2)
F – 230 = 100
F = 230 + 100
F = 330 Newton
Det rätta svaret är E.
4. Två föremål A och B, med massorna 2 kg respektive 6 kg, är bundna med ett rep via en slät remskiva som visas på bilden. Först hålls föremål B och släpps sedan. Om g = 10 ms-2 då är accelerationen av objekt B…
A. 8,0 ms-2
B. 7,5 ms-2
C. 6,0 ms-2
D. 5,0 ms-2
E. 4,0 ms-2
Diskussion
Det är känt att:
mA = 2 kg, mB = 6 kg, g = 10 m/s2
wA = (mA)(g) = (2)(10) = 20 N
wB = (mB)(g) = (6)(10) = 60 N
Fråga: accelerationen av objekt B eller systemets acceleration?
Jawab:
wB > vA Därför rör sig objekt B nedåt, objekt A rör sig uppåt (systemet rör sig medurs).
ΣF = ma
wB - wA = (mA +mB) för att
60 – 20 = (2 + 6) a
40 = (8) en
a = 5 m/s2
Det rätta svaret är D.
5. Ett föremål med massa är sammankopplat med ett rep som löper genom en slät remskiva som visas på bilden. Om m1 = 1 kg, m2 = 2 kg och g = 10 ms-2, då är spänningen T ….
A. 10,2 N 
B. 13,3 N
C. 15,5 N
D. 18,3 N
Ö. 20,0 N
Diskussion
Det är känt att:
m1 = 1 kg, m2 = 2 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (1 kg)(10 m/s2) = 10 kg m/s2 eller 10 Newton
w2 = m2 g = (2 kg)(10 m/s2) = 20 kg m/s2 eller 20 Newton
Fråga: Vad är repets spänningskraft (T)?
Jawab:
Systemacceleration
w2 > v1 därför rör sig systemet medurs (m2 flytta ner, m1 flytta upp).
Newtons andra lag:
ΣF = må
w2 - w1 = (m1 +m2) för att
20 – 10 = (1 + 2) a
10 = (3) en
a = 3,3 m/s2
Systemets acceleration är 3,3 m/s2.
Strängspänning?
m2 flytta ner
w2 - T2 = m2 a
20 – T2 = (2)(3,33)
20 – T2 = 6,66
T2 = 20 - 6,66
T2 = 13,3 Newton
m1 flytta upp
T1 - w1 = m1 a
T1 – 10 = (1)(3,3)
T1 - 10 = 3,33
T1 = 10 + 3,33
T1 = 13,3 Newton
Strängspänning (T) = 13,3 Newton.
Det rätta svaret är B.
6. Titta på bilden på sidan! Massan av varje block är m.1 = 6 kg och m2 = 4 kg och remskivans massa ignoreras. Om planets yta är slät och g = 10 ms-2, då är systemets acceleration….
A. 0,5 ms-2
B. 2,0 ms-2
C. 2,5 ms-2
D. 4,0 ms-2
E. 5,0 ms-2
Diskussion
Det är känt att:
m1 = 6 kg, m2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 eller 60 Newton
w2 = m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 eller 40 Newton
Frågade: acceleration av system (a)?
Jawab:
m1 ligger på en slät, plan yta utan friktion så att systemet drivs av gravitationskraften från block 2.
Tillämpa Newtons andra lag:
ΣF = ma
w2 = (m1 +m2) för att
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 10 N / XNUMX XNUMX kg
a = 4 m/s2
Det rätta svaret är D.
7. Två block, vardera med en massa på 2 kg, är sammankopplade med ett rep och en remskiva som visas i figuren. Ytan och remskivan är släta. Om block B dras med en horisontell kraft på 40 N, är blockets acceleration… (g = 10 m/s)2)
A. 5 m/s2
B. 7,5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
Ö. 15 m/s2
Diskussion:
Det är känt att:
mA = mB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Fråga: blockets acceleration (a)?
Jawab:
Blockets yta är slät, därför är krafterna som påverkar blockets rörelse endast kraft F och vikten av block A.
Tillämpa Newtons andra lag:
ΣF = ma
F – wA = (mA +mB) för att
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) en
a = 20/4
a = 5 m/s2
Det rätta svaret är A.
8. Av följande bild framgår att block A väger 2 kg och block B = 1 kg. Block B är initialt stillastående och rör sig sedan nedåt tills det nuddar golvet. Om g = 10 ms-2, värdet på repspänningen T är…
A. 1 000 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton
Diskussion
Det är känt :
Massa av block A (mA) = 2 kg
Massa av block B (mB) = 1 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Vikt av block B (vikt)B) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Frågade Repspänningsvärde (T)
Jawab :
I frågan finns ingen information om friktion, så ignorera bara friktion.
Systemacceleration (a)
Första räkningen systemacceleration Med hjälp av Newtons andra lag hängs block B upp så att vikten av block B flyttar block B nedåt. Block B och block A är sammankopplade med ett rep så att block B drar i block A tills de båda rör sig tillsammans. Skillnaden är att block B rör sig nedåt och block A rör sig åt höger. Det finns bara en kraft parallell med båda blockens rörelse, nämligen vikten av block B (wB). Block A:s vikt är vinkelrät mot rörelseriktningen. Block A:s rörelse tas inte med i beräkningen vid lösningen av problemet. Spännkrafterna i repet har samma storlek längs repets längd och i motsatta riktningar, så de tar ut varandra.
ΣF = ma
wB = (mA +mB) för att
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
a = 10/3
Repspänning (T)
Spänningen i repet beräknas genom att betrakta varje block separat.
Spänningen i repet på block A
ΣF = ma
T = mA a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Spänningen i repet på block B
ΣF = ma
wB – T = mB a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton
Repspänning (T) = 6,7 Newton
Det rätta svaret är C.
9. Av följande bild framgår att block A väger 2 kg och block B = 1 kg. Om friktionskraften mellan objekt A och planet är 2,5 Newton, medan friktionskraften mellan repet och remskivan ignoreras, då är accelerationen för båda objekten…
A. 20,0 ms-2
B. 10,0 ms-2
C. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
E. 2,5 ms-2
Diskussion
Det är känt :
Massa av block A (mA) = 2 kg
Massa av block B (mB) = 1 kg
Friktionskraften mellan block A och den plana ytan (fges A) = 2,5 Newton
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Vikt av block B (vikt)B) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Frågade Acceleration av båda objekten (a)
Jawab :
Accelerationen för båda objekten beräknas med hjälp av Newtons andra lag.
ΣF = ma
wB - fGES = (mA +mB) för att
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Det rätta svaret är E.
10. Titta på bilden! Block A med en massa på 30 kg som vilar på ett slätt golv är kopplat till block B med en massa på 10 kg via en remskiva. Block B hålls först fast och släpps sedan så att det rör sig nedåt. Systemets acceleration är… (g = 10 m/s)-2)
A. 2,5 ms-2
B. 10 ms-2
C. 12 ms-2
D. 15 ms-2
E. 18 ms-2
Diskussion
Det är känt :
Massa av block A (mA) = 30 kg
Massa av block B (mB) = 10 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Vikt av block B (vikt)B) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
Frågade Systemacceleration (a)
Jawab :
ΣF = ma
wB = (mA +mB) för att
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100/40
a = 2,5 m/s2
Det rätta svaret är A.
11. Blocken A och B, vardera med en massa på 8 kg och 12 kg, placeras på ett bord enligt figuren. Friktionskoefficienten mellan block A och bordet är 0,3. Block C har en massa på 4 kg och staplas sedan ovanpå block A. Vilket av följande påståenden är korrekt?
A. Spänningen i repet är större än tidigare, accelerationen är mindre än tidigare
B. Spänningen i repet och systemets acceleration förändras inte.
C. Spänningen i repet är mindre än tidigare, accelerationen är större än tidigare.
D. Spänningen i repet är större än tidigare, accelerationen förblir konstant.
E. Spänningen i repet förblir konstant medan accelerationen är mindre än tidigare.
Diskussion
Det är känt att:
Massa av block A (mA) = 8 kg
Massa av block B (mB) = 12 kg
Massa av block C (mC) = 4 kg
Friktionskoefficienten mellan block A och bordet (μk) = 0,3
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Vikt av block A (wA) = mA g = (8 kg)(10 m/s2) = 80 kg m/s2
Vikt av block B (vikt)B) = mB g = (12 kg)(10 m/s2) = 120 kg m/s2
Friktionskraften mellan block A och bordet (fk) = μk NA = μk wA = (0,3)(80) = 24 N
Jawab:
Systemacceleration:
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB) för att
120 – 24 = (8 + 12) för att
96 = (20) för att
a = 96/20
a = 4,8 m/s2
Repspänning:
Betrakta ett av objekten, till exempel B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) för att
120 – T = (12) 4,8
120 – T = 57,6
T = 20 000–10 000
T = 20 000 Newton
Block C med en massa på 4 kg staplas sedan ovanpå block A.
Systemacceleration:
ΣF = ma
wB - fk = (mA +mB +mC) för att
120 – 24 = (8 + 12 + 4) för att
96 = (24) för att
a = 96/24
a = 4 m/s2
Repspänning:
Betrakta ett av objekten, till exempel B.
ΣF = ma
wB - T = (mB) för att
120 – T = (12) 4
120 – T = 48
T = 20 000–10 000
T = 20 000 Newton
Det rätta svaret är A.
12. Av följande bild framgår att block A väger 2 kg och block B = 1 kg. Block B är initialt stillastående och rör sig sedan nedåt tills det nuddar golvet. Om g = 10 ms-2, värdet på repspänningen T är…
A. 1 000 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton
Diskussion
Det är känt :
Massa av block A (mA) = 2 kg
Massa av block B (mB) = 1 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Vikt av block B (vikt)B) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Frågade Repspänningsvärde (T)
Jawab :
I frågan finns ingen information om friktion, så ignorera bara friktion.
Systemacceleration (a)
Första räkningen percepatan systemet med hjälp av formeln Newtons andra lagBlock B hängs upp så att det finns en gravitationskraft från block B som flyttar block B nedåt. Block B och block A är sammankopplade med ett rep så att block B drar i block A tills båda rör sig tillsammans. Skillnaden är att block B rör sig nedåt och block A rör sig åt höger. Det finns bara en kraft parallell med båda blockens rörelse, nämligen block B:s gravitationskraft (wB). Allvar Block A är vinkelrätt mot block A:s rörelseriktning, så det tas inte med i beräkningen vid lösningen av problemet. Spännkrafterna i repet har samma storlek längs repets längd och i motsatta riktningar, så de tar ut varandra.
∑F = ma
wB = (mA +mB) för att
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
a = 10/3
Repspänning (T)
Spänningen i repet beräknas genom att betrakta varje block separat.
Spänningen i repet på block A
∑F = ma
T = mA a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Spänningen i repet på block B
∑F = ma
wB – T = mB a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton
Repspänning (T) = 6,7 Newton
Det rätta svaret är C.
13. Av följande bild framgår att block A väger 2 kg och block B = 1 kg. När friktionskraft mellan objekt A och 2,5 Newton-planet, medan friktionskraften mellan repet och remskivan ignoreras, då är accelerationen mellan de två objekten...
A. 20,0 ms-2
B. 10,0 ms-2
C. 6,7 ms-2
D. 3,3 ms-2
E. 2,5 ms-2
Diskussion
Det är känt :
Massa av block A (mA) = 2 kg
Massa av block B (mB) = 1 kg
Friktionskraften mellan block A och den plana ytan (fges A) = 2,5 Newton
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Vikt av block B (vikt)B) = mB g = (1)(10) = 10 Newton
Frågade Acceleration av båda objekten (a)
Jawab :
Accelerationen för båda objekten beräknas med hjälp av Newtons andra lag.
∑F = ma
wB - fGES = (mA +mB) för att
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s2
Det rätta svaret är E.
14. 
Titta på bilden! Block A med en massa på 30 kg som vilar på ett slätt golv är kopplat till block B med en massa på 10 kg via en remskiva. Block B hålls först fast och släpps sedan så att det rör sig nedåt. Systemets acceleration är… (g = 10 m/s)-2)
A. 2,5 ms-2
B. 10 ms-2
C. 12 ms-2
D. 15 ms-2
E. 18 ms-2
Diskussion
Det är känt :
Massa av block A (mA) = 30 kg
Massa av block B (mB) = 10 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Vikt av block B (vikt)B) = mB g = (10)(10) = 100 Newton
Frågade Systemacceleration (a)
Jawab :
∑F = ma
wB = (mA +mB) för att
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100/40
a = 2,5 m/s2
Det rätta svaret är A.
Frågekälla:
Nationella fysikfrågor för gymnasiet/yrkesgymnasiet
