2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)19 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）（含解析）新人教版必修1

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1、課時(shí)分層作業(yè)(十九) (時(shí)間：40分鐘　分值：100分) [合格基礎(chǔ)練] 一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分) 1．(多選)如圖是娛樂節(jié)目中設(shè)計(jì)的“導(dǎo)師戰(zhàn)車”．當(dāng)坐在戰(zhàn)車中的導(dǎo)師按下按鈕時(shí)，戰(zhàn)車就由靜止開始沿長(zhǎng)10 m的傾斜直軌道向下運(yùn)動(dòng)；某時(shí)刻開始減速，到達(dá)站在軌道末端的學(xué)員面前時(shí)，恰好靜止，整個(gè)過程歷時(shí)4 s．將加速、減速過程分別視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則(　　) A．戰(zhàn)車運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)師先失重后超重 B．戰(zhàn)車運(yùn)動(dòng)過程中所受外力不變 C．戰(zhàn)車加速過程中的加速度一定等于減速過程中的加速度 D．戰(zhàn)車運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為5 m/s AD　[“導(dǎo)師戰(zhàn)車”沿斜面先加速后

2、減速，戰(zhàn)車上的導(dǎo)師先失重后超重，A正確；戰(zhàn)車所受的合外力先沿斜面向下后沿斜面向上，外力不同，B錯(cuò)誤；因不知加速和減速的時(shí)間關(guān)系，故不能判斷兩個(gè)過程中加速度的大小關(guān)系，C錯(cuò)誤；設(shè)最大速度為vm，則整個(gè)過程的平均速度為，由t＝x可得vm＝5 m/s，D正確．] 2.某屋頂為半球形，一人在半球形屋頂上向上緩慢爬行(如圖所示)，他在向上爬的過程中(　　) A．屋頂對(duì)他的支持力不變 B．屋頂對(duì)他的支持力變大 C．屋頂對(duì)他的摩擦力不變 D．屋頂對(duì)他的摩擦力變大 B　[以人為研究對(duì)象，作出受力分析圖． 設(shè)此人的重力為G，根據(jù)平衡條件得： 屋頂對(duì)他的摩擦力： f＝Gsin θ 屋頂

3、對(duì)他的支持力： N＝Gcos θ 人在半球形屋頂上向上緩慢爬行的過程中，坡角θ減小，則f減小，N增大．即屋頂對(duì)他的摩擦力減小，屋頂對(duì)他的支持力增大．故選B.] 3．在離地高h(yuǎn)處，沿豎直方向同時(shí)向上和向下拋出兩個(gè)小球，它們的初速度大小均為v，不計(jì)空氣阻力，兩球落地的時(shí)間差為(　　) A.　　　　　　　　 B． C. D． A　[做豎直上拋的小球，再次回到拋出點(diǎn)之后到落到地面上的時(shí)間與向下拋出的小球落地時(shí)間相等，因此兩球落地的時(shí)間差為豎直上拋的小球從拋出到回到拋出點(diǎn)的時(shí)間，故Δt＝，選項(xiàng)A正確．] 4．(多選)如圖甲所示，豎直電梯中質(zhì)量為m的物體置于壓力傳感器P上，電腦可描繪出物

4、體對(duì)P的壓力F隨時(shí)間的變化圖線；圖乙中K、L、M、N四條圖線是電梯在四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下由電腦獲得的F-t圖線，由圖線分析電梯的運(yùn)動(dòng)情況，下列結(jié)論中正確的是(　　) A．由圖線K可知，此時(shí)電梯一定處于勻加速上升狀態(tài) B．由圖線L可知，此時(shí)電梯的加速度大小一定等于g C．由圖線M可知，此時(shí)電梯一定處于靜止?fàn)顟B(tài) D．由圖線N可知，此時(shí)電梯加速度的方向一定先向上后向下 BD　[由圖乙可知，圖線M的支持力等于重力，電梯可能處于靜止也可能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C錯(cuò)誤；圖線L的支持力FN＝2mg，由FN－mg＝ma可知，電梯的加速度a＝g方向豎直向上，B正確；由圖線K可知，物體對(duì)P的壓力大于重力且

5、逐漸增大，電梯的加速度一定方向豎直向上且越來越大，A錯(cuò)誤；由圖線N可知，物體對(duì)P的壓力先大于mg，后小于mg，故電梯的加速度方向先豎直向上后豎直向下，D正確．] 5．如圖所示，一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在支架上，一練功隊(duì)員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為θ＝30°，且繩繃緊，則練功隊(duì)員對(duì)沙袋施加的作用力大小為(　　) A.　　　　　　　　 B．mg C.mg D．mg A　[如圖，建立直角坐標(biāo)系對(duì)沙袋進(jìn)行受力分析 由平衡條件有： Fcos 30°－Tsin 30°＝0 Tcos 30°＋Fsin 30°－mg＝0 聯(lián)立可解得： F＝ 故

6、選A.] 6.(多選)如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平面上，B置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與A相連接，連接B的一段細(xì)繩與斜面平行，A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)．則(　　) A．物塊B、C間的摩擦力可能為零 B．斜面體C受到水平面的摩擦力一定為零 C．水平面對(duì)C的支持力與B、C的總重力大小相等 D．不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對(duì)C的摩擦力方向一定向左 AD　[對(duì)物體B，當(dāng)mAg＝mBgsin θ時(shí)，B、C間的摩擦力為零，選項(xiàng)A正確．B、C整體受四個(gè)力(重力、地面的彈力、繩子斜向右上方的拉力、地面對(duì)C水平向左的摩擦力)的作用而處于平衡狀態(tài)，根據(jù)正交分解法，水平面

7、對(duì)C的支持力小于B、C的總重力，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤．由于繩子拉力的水平分量向右，則地面對(duì)C的摩擦力水平向左，選項(xiàng)D正確．] 二、非選擇題(14分) 7．豎直升降的電梯內(nèi)的天花板上懸掛著一只彈簧測(cè)力計(jì)，如圖所示．彈簧測(cè)力計(jì)的鉤上懸掛一個(gè)質(zhì)量m＝4 kg的物體，試分析下列各種情況下電梯具體的運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2)： (1)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)T1＝40 N，且保持不變； (2)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)T2＝32 N，且保持不變； (3)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)T3＝44 N，且保持不變．(彈簧均處于伸長(zhǎng)狀態(tài)) [解析]　(1)當(dāng)T1＝40 N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律T1－mg＝ma1，解得這時(shí)電梯

8、的加速度a1＝＝ m/s2＝0 m/s2，由此可見電梯處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． (2)當(dāng)T2＝32 N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律T2－mg＝ma2，這時(shí)電梯的加速度a2＝＝ m/s2＝－2 m/s2，即電梯的加速度方向豎直向下，電梯加速下降或減速上升． (3)當(dāng)T3＝44 N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律T3－mg＝ma3，這時(shí)電梯的加速度 a3＝＝ m/s2＝1 m/s2 即電梯的加速度方向豎直向上，電梯加速上升或減速下降． [答案]　(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (2)加速下降或減速上升 (3)加速上升或減速下降 [等級(jí)過關(guān)練] 一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分) 1

9、．圖甲中的塔吊是現(xiàn)代工地必不可少的建筑設(shè)備，圖乙為150 kg的建筑材料被吊車豎直向上提升過程的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)圖象，g取10 m/s2，下列判斷正確的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．前10 s的懸線的拉力恒為1 500 N B．46 s末塔吊的材料離地面的距離為22 m C．0～10 s材料處于失重狀態(tài) D．在30～36 s鋼索最容易發(fā)生斷裂 B　[由圖可知前10 s內(nèi)材料的加速度a＝0.1 m/s2，由F－mg＝ma可解得懸線的拉力為1 515 N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由圖象面積可得整個(gè)過程材料上升的高度是28 m，下降的高度為6 m,46 s末塔吊的材料離地面的距離為22 m，選項(xiàng)B

10、正確.0～10 s材料加速度向上，材料處于超重狀態(tài)，F(xiàn)>mg，鋼索最容易發(fā)生斷裂，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．因30～36 s材料加速度向下，材料處于失重狀態(tài)，F(xiàn)

11、完全失重狀態(tài)，則A對(duì)B沒有壓力，B對(duì)A也沒有支持力，故A正確，B錯(cuò)誤；若考慮空氣阻力，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得：上升過程加速度大于g，再以球A為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律分析：A受到的合力大于重力，A除受到重力外，還應(yīng)受到向下的壓力．因此B對(duì)A的壓力向下，即A對(duì)B的上板一定有壓力，C正確，D錯(cuò)誤．] 3．如圖所示，物體在水平力F作用下，靜止在斜面上，若稍微減小水平推力F，而物體仍能保持靜止，設(shè)斜面對(duì)物體的靜摩擦力為Ff，物體所受的支持力為FN，則(　　) A．Ff和FN都一定減小 B．Ff和FN都不一定減小 C．Ff不一定減小，F(xiàn)N一定減小 D．Ff一定減小，F(xiàn)N不一

12、定減小 C　[對(duì)物體受力分析如圖所示，在y軸方向上，F(xiàn)N－Fsin θ－Gcos θ＝0，由此公式可判斷出當(dāng)F減小時(shí)，F(xiàn)N一定減小，在x軸方向上，若靜摩擦力Ff沿斜面向上，則有Ff＋Fcos θ－Gsin θ＝0，可見當(dāng)F減小時(shí)，F(xiàn)f增大；若Ff沿斜面向下，則有Fcos θ－Ff－Gsin θ＝0，可見當(dāng)F減小時(shí)，F(xiàn)f減?。纱丝梢钥闯?，當(dāng)F減小時(shí)，F(xiàn)f不一定減小，故選項(xiàng)C正確．] 4．(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面，m2在空中)，力F與水平方向成θ角．則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是(　　

13、) A．FN＝m1g＋m2g－Fsin θ B．FN＝m1g＋m2g－Fcos θ C．Ff＝Fcos θ D．Ff＝Fsin θ AC　[將(m1＋m2)看作一個(gè)整體，在豎直方向上：Fsin θ＋FN－(m1＋m2)g＝0；在水平方向上：Fcos θ－Ff＝0.故A、C正確．] 二、非選擇題(本題共2小題，共26分) 5．(12分)一物體以25 m/s的初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，求： (1)經(jīng)過2 s位移大小是多少？速度是多少？ (2)經(jīng)過4 s產(chǎn)生的位移大小是多少？路程是多少？(g取10 m/s2) [解析]　(1)物體以25 m/s的初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間

14、關(guān)系公式， 有：x＝v0t－gt2＝25×2 m－×10×22 m＝30 m 根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系公式，有：v＝v0－gt＝25 m/s－10×2 m/s＝5 m/s，方向豎直向上． (2)物體上升的時(shí)間為 t0＝＝ s＝2.5 s 上升的高度為H＝gt＝×10×2.52 m＝31.25 m 下降的位移為h＝g(t1－t0)2 ＝×10×(4－2.5)2 m＝11.25 m 故位移為 x＝H－h(huán)＝31.25 m－11.25 m＝20 m 路程為s＝H＋h＝31.25 m＋11.25 m＝42.5 m. [答案]　(1)30 m　5 m/s，方向豎直向上　(2)20 m　42.

15、5 m 6．(14分)如圖所示，繩OC與豎直方向成30°角，O為質(zhì)量不計(jì)的光滑的滑輪，用一根繩連接物體A和B，已知物體B重1 000 N，物體A重400 N，物體A在空中靜止，物體B在地面上靜止．(不計(jì)繩的重力)求： (1)OC繩的拉力為多大？ (2)物體B所受地面的摩擦力和支持力分別為多大？ [解析]　(1)以滑輪為研究對(duì)象，受力分析如圖甲所示，因?yàn)橥桓K上各處拉力大小相等，故FB＝FA＝GA＝400 N， FC＝2GAcos 30°＝400 N. 甲　　　　　　　　乙 (2)對(duì)物體B受力分析，如圖乙所示，根據(jù)B受力平衡的條件有： Ff＝FB′cos 30°＝FBcos 30°＝200 N FN＝GB－FB′sin 30°＝GB－FBsin 30°＝800 N. [答案]　(1)400 N　(2)200 N　800 N - 7 -