题目
物体甲受到10N的作用力做初速度为6m/s、加速度为0.5m/ s2 的匀减速直线运动,物体乙受到4N的作用力做初速度为3m/s,加速度为0.2m/ s2 的匀加速直线运动,关于这两个物体的惯性,下列哪个说法正确( )A.物体甲的较大B.物体乙的较大C.一样大D.无法确定
物体甲受到10N的作用力做初速度为6m/s、加速度为0.5m/ s2 的匀减速直线运动,物体乙受到4N的作用力做初速度为3m/s,加速度为0.2m/ s2 的匀加速直线运动,关于这两个物体的惯性,下列哪个说法正确( )
- A.物体甲的较大
- B.物体乙的较大
- C.一样大
- D.无法确定
题目解答
答案
解:甲物体受10N的力,产生-0.5m/s2的加速度.乙物体受4N的力,产生0.2m/s2的加速度.
根据牛顿第二定律F=ma得:甲的质量是20kg,乙的质量是20kg,
惯性的大小只与物体的质量有关,质量大的物体惯性就大,质量小的物体惯性就小.
所以两物体惯性相同,
惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,而与物体所处的环境和运动状态无关,所以分析惯性大小只看质量即可.
解析
步骤 1:计算物体甲的质量
根据牛顿第二定律 \(F = ma\),其中 \(F\) 是作用力,\(m\) 是质量,\(a\) 是加速度。对于物体甲,作用力 \(F = 10N\),加速度 \(a = -0.5m/s^2\)(负号表示减速),代入公式得:
\[m_{甲} = \frac{F}{a} = \frac{10N}{-0.5m/s^2} = -20kg\]
由于质量不能为负,这里取绝对值,即 \(m_{甲} = 20kg\)。
步骤 2:计算物体乙的质量
同样根据牛顿第二定律 \(F = ma\),对于物体乙,作用力 \(F = 4N\),加速度 \(a = 0.2m/s^2\),代入公式得:
\[m_{乙} = \frac{F}{a} = \frac{4N}{0.2m/s^2} = 20kg\]
步骤 3:比较惯性大小
惯性的大小只与物体的质量有关,质量大的物体惯性就大,质量小的物体惯性就小。由于物体甲和物体乙的质量相同,均为20kg,因此它们的惯性大小相同。
根据牛顿第二定律 \(F = ma\),其中 \(F\) 是作用力,\(m\) 是质量,\(a\) 是加速度。对于物体甲,作用力 \(F = 10N\),加速度 \(a = -0.5m/s^2\)(负号表示减速),代入公式得:
\[m_{甲} = \frac{F}{a} = \frac{10N}{-0.5m/s^2} = -20kg\]
由于质量不能为负,这里取绝对值,即 \(m_{甲} = 20kg\)。
步骤 2:计算物体乙的质量
同样根据牛顿第二定律 \(F = ma\),对于物体乙,作用力 \(F = 4N\),加速度 \(a = 0.2m/s^2\),代入公式得:
\[m_{乙} = \frac{F}{a} = \frac{4N}{0.2m/s^2} = 20kg\]
步骤 3:比较惯性大小
惯性的大小只与物体的质量有关,质量大的物体惯性就大,质量小的物体惯性就小。由于物体甲和物体乙的质量相同,均为20kg,因此它们的惯性大小相同。