一个质量为 5 kg 的物体以 10 m/s 的速度运动。对其施加一个力,使其在 25 秒内达到 35 m/s 的速度。计算所施加力的值。

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更新于 2022 年 10 月 10 日 12:37:03

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 已知,物体的质量 $m=5\ kg$ 初始速度 $v_1=10\ m/s$ 时间 $t=25\ s$ 末速度 $=35\ m/s$ 因此,加速度 $a=\frac{v_2-v_1}{t}$$=\frac{35\ m/s-10\ m/s}{35\ s}$$=1\ m/s$ 因此,力 $F=ma$$=5\ kg\times 1\ m/s$$=5\ N$

计算一个物体从静止开始,在 5 秒内速度变为 10 m/s 的加速度。

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 这里,初始速度 $u=0$ 末速度 $v=10\ m/s$ 时间 $t=5\ s$ 因此,加速度 $a=\frac{v-u}{t}$$=\frac{10-0}{5}$$=2\ m/s^2$ 因此,加速度为 $2\ m/s^2$。

判断对错

(i) 米是时间的 SI 单位。

(ii) 加速度是矢量。

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 (i) 米是长度的 SI 单位。所以该陈述是错误的。(ii) 加速度是矢量,因为它既有大小又有方向。所以该陈述是正确的。

一辆质量为 $2400\ kg$,速度为 $20\ ms^{-1}$ 的汽车在刹车后 10 秒内停下。计算减速度和制动力。

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 这里,汽车的质量 $m=2400\ kg$ 初始速度 $u=20\ ms^{-1}$ 末速度 $v=0$ 时间 $t=10\ s$ 因此,减速度 $a=\frac{0-20}{10}$$=-2\ m/s^2$   [-ve 符号表示减速度] 因此,作用力 $F=ma$$=2400\ kg\times 2\ m/s^2$$=4800\ N$ 因此,汽车的减速度为 $2\ m/s^2$,作用力为 $4800\ N$。

一个 100 N 的力作用在 20 kg 的物体上多长时间才能使其获得 100 m/s 的速度?

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已知,力 $F=100\ N$ 物体的质量 $m=20\ kg$ 初始速度 $u=0$ 末速度 $v=100\ m/s$ 时间 $t=?$ 已知 $F=ma$ 因此,$a=\frac{100\ N}{20\ kg}$$=5\ m/s^2$ 使用运动学第一公式,$v=u+at$$100=0+5\times t$ 或 $t=\frac{100}{5}$ 或 $t=20\ s$ 因此,100 N 的力作用在 20 kg 的物体上 20 s,使其获得 100 m/s 的速度。

一个 10 N 的力需要多长时间才能使一个以 20 m/s 速度运动的 2.5 kg 的物体停止?

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已知力 $F=10\ N$ 物体的质量 $m=2.5\ kg$ 初始速度 $u=20\ m/s$ 末速度 $v=0$ 时间 $=?$ 使用牛顿运动定律 $F=ma$ 加速度,$a=\frac{F}{m}$$=\frac{10\ N}{2.5\ kg.}$$=4\ m/s^2$ 使用运动学第一公式,$v=u+at$$0=20-4\times t$  [ 取 $a$ 为负,因为它降低了速度,所以它是减速度] 或 $t=\frac{20}{4}$ 或 $t=5\ s$ 因此,一个 10 N 的力需要 5 s 才能使一个以 20 m/s 速度运动的 2.5 kg 的物体停止。

一个质量为 $10\ kg$ 的物体的速度从 $4\ m/s$ 增加到 $8\ m/s$,当一个力作用在它上面 2 s。

(a) 力作用前动量是多少?

(b) 力作用后动量是多少?

(c) 每秒动量增量是多少?

(d) 力的值是多少?

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 这里质量 $m=10\ kg$ 初始速度 $u=4\ m/s$ 末速度 $v=8\ m/s$ 时间 $t=2\ s$(a) 力作用前动量 $P_1=mu=10\ kg\times4\ m/s=40\ kg.-m/s$(b) 力作用后动量 $P_2=mv=10\ kg\times8\ m/s=80\ kg.m/s$(c) 动量增量 $=P_2-P_1$$=80\ kg-m/s-40\ kg-m/s$$=40\ m/s$ 每秒动量增量 $=\frac{P_2-P_1}{t}$$=\frac{40\ kg-m/s}{2\ s}$$=20\ kg-m/s^2$(d) 已知力等于动量变化率。因此,$F=\frac{P_2-P_1}{t}$$=\frac{80kg-m/s-40kg-m/s}{2\ s}$$=\frac{40\ kg-m/s}{2\ s}$$=20\ kg-m/s^2=20/ N$阅读更多

一门质量为 3 kg 的枪发射一颗质量为 30 g 的子弹。子弹穿过枪管需要 0.003 s,并获得 100 m/s 的速度。计算

(i) 枪的后坐速度。
(ii) 由于枪的后坐而作用在射手身上的力

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更新于 2022 年 10 月 10 日 12:37:03

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 枪的质量 $m_1=3\ kg$ 子弹的质量 $m_2=30\ g=0.03\ kg$ 子弹的速度 $v_2=100\ m/s$(i) 令 $v_1$ 为枪的后坐速度。根据动量守恒定律:$m_1\times v_1=m_2\times v_2$ 或 $3\times v_1=0.03\times 100$ 或 $v_1=\frac{3}{3}$ 或 $v=1\ m/s$ 因此,枪以 1 m/s 的速度后坐(ii) 枪的初始速度 $u=0$ 末速度 $v=1\ m/s$ 时间 $t=0.003\ s$ 因此,加速度 $a=\frac{v-u}{t}$ 或 $a=\frac{1-0}{0.003}$ 或 $a=\frac{1000}{3}\ m/s^2$ 因此,力 $F=ma$    [牛顿第二运动定律] 或 $F=3\ kg\times\frac{1000}{3}\ m/s^2$ 或 $F=1000\ N$阅读更多

画一个图表示火箭发动机如何提供向上推动火箭的力。适当地标记图表。

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更新于 2022 年 10 月 10 日 12:37:03

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在下图中,我们展示了火箭发动机如何提供向上推动火箭的力

$BM$ 和 $CN$ 是垂直于过三角形 $ABC$ 的顶点 $A$ 的一条线的垂线。如果 $L$ 是 $BC$ 的中点,证明 $LM = LN$。

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更新于 2022 年 10 月 10 日 12:37:02

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已知:$BM$ 和 $CN$ 是垂直于过三角形 $ABC$ 的顶点 $A$ 的一条线的垂线。$L$ 是 $BC$ 的中点。要证明:我们必须证明 $LM = LN$。证明:连接 $ML$ 和 $NL$。在 $\triangle BMP$ 和 $\Delta CNP$ 中,$\angle \mathrm{M}=\angle \mathrm{N}$$\angle \mathrm{BPM}=\angle \mathrm{CPN}$           (对顶角)因此,根据 AA 相似性,$\Delta \mathrm{BMP} \sim \Delta \mathrm{CNP}$这意味着,$\frac{\mathrm{BM}}{\mathrm{CN}}=\frac{\mathrm{PM}}{\mathrm{PN}}$在 $\triangle \mathrm{BML}$ 和 $\Delta \mathrm{LNC}$ 中,$\frac{\mathrm{BM}}{\mathrm{CN}}=\frac{\mathrm{PM}}{\mathrm{PN}}$$\angle \mathrm{B}=\angle \mathrm{C}$          (内错角)$\triangle \mathrm{BML} \sim \Delta \mathrm{LMC}$这意味着,$\frac{\mathrm{ML}}{\mathrm{LN}}=\frac{\mathrm{BL}}{\mathrm{LC}}$$\mathrm{BL}=\mathrm{LC}$这意味着,$\frac{\mathrm{BL}}{\mathrm{LC}}=1$$\frac{\mathrm{ML}}{\mathrm{LN}}=1$$\mathrm{ML}=\mathrm{LN}$得证。 阅读更多

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