2018年秋高中物理 第4章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 7 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1.doc

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第四章7 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二） 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(14題為單選題，5、6題為多選題)1(浙江省金華十校20172018學(xué)年高一上學(xué)期期末)夏天雨后的早晨，一只蝸牛沿著一片傾斜的樹葉緩慢向上爬行，如圖所示。下列說法中正確的是(D)A蝸牛對樹葉的壓力大小等于蝸牛的重力大小B樹葉對蝸牛的摩擦力沿樹葉斜向下C樹葉受到的壓力與蝸牛受到的支持力是一對平衡力D樹葉對蝸牛的作用力大小等于蝸牛的重力大小解析：蝸牛對樹葉的壓力大小小于蝸牛的重力大小，A錯(cuò)；樹葉對蝸牛的摩擦力沿樹葉向上，B錯(cuò)；樹葉受到的壓力與蝸牛受到的支持力是一對作用力與反作用力，C錯(cuò)；由共點(diǎn)力的平衡知選項(xiàng)D正確。2如圖所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面的臺(tái)秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端，穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F，若彈簧秤的質(zhì)量不計(jì)，下列說法正確的是(D)A甲同學(xué)處于超重狀態(tài)，乙同學(xué)處于失重狀態(tài)B臺(tái)秤P的讀數(shù)等于mgFC臺(tái)秤Q的讀數(shù)為mg2FD兩臺(tái)秤的讀數(shù)之和為2mg解析：甲、乙同學(xué)處于平衡狀態(tài)，D選項(xiàng)正確。3某同學(xué)乘坐電梯時(shí)，突然感到背上的背包變輕了，這一現(xiàn)象表明(B)A電梯一定在上升B該同學(xué)處于失重狀態(tài)C電梯的加速度方向向上D該同學(xué)對電梯地板的壓力大于地板對該同學(xué)的支持力解析：突然感到背上的背包變輕了，所以人和物體處于失重狀態(tài)，則電梯的加速度的方向向下，電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng)，也可能向上減速運(yùn)動(dòng)。故B正確，C錯(cuò)誤；該同學(xué)對電梯地板的壓力和地板對該同學(xué)的支持力是作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反。故D錯(cuò)誤。4一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，設(shè)氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為g，現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需要從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為(C)A2MBMC2(M)D0解析：設(shè)氣球所受阻力為f，當(dāng)氣球勻速下降時(shí)，由物體的平衡條件知：MgFf當(dāng)從氣球吊籃中減少質(zhì)量為m的物體后，氣球勻速上升，此時(shí)，有(Mm)gfF由式解得m2(M)5(河北省滄州市20172018學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，一人乘坐滑車由靜止開始沿長10m的傾斜直軌道向下加速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻開始減速，到達(dá)軌道末端時(shí)，滑車恰好停止，整個(gè)過程歷時(shí)4s。若將滑車加速和減速過程均視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則(CD)A下滑過程中乘坐滑車的人始終處于失重狀態(tài)B下滑過程中乘坐滑車的人始終處于超重狀態(tài)C滑車加速階段的平均速度和減速階段的平均速度大小相等D滑車下滑過程中的最大速度為5m/s解析：人加速下滑時(shí)處于失重狀態(tài)，減速下滑時(shí)處于超重狀態(tài)，故A、B錯(cuò)；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知選項(xiàng)C、D正確。6某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運(yùn)行的vt圖可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?(AD)解析：由圖可知，t0至t1時(shí)間段彈簧秤的示數(shù)小于G，故物體可能向下加速，也可能向上減速；t1至t2時(shí)間段彈力等于重力，故合力為零，物體可能勻速也可能靜止；而t2至t3時(shí)間段內(nèi)合力向上，故物體加速度向上，電梯可能向上加速也可能向下減速；AD均符合題意；故選AD。二、非選擇題7(四川成都七中20162017學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，放在粗糙斜面上的物塊A和懸掛的物塊B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，輕繩AO繞過光滑的定滑輪與輕質(zhì)彈簧的右端及輕繩BO的上端連接于O點(diǎn)。輕質(zhì)彈簧中軸線沿水平方向，輕繩的OC段與豎直方向的夾角60，斜面傾角30，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA5kg，mB1.5kg，彈簧的勁度系數(shù)為k500N/m，重力加速度g10m/s2。求：(1)彈簧的伸長量x；(2)物塊A受到的摩擦力f的大小和方向。答案：(1)彈簧的伸長量x為3cm；(2)物塊A受到的摩擦力f的大小為5N，方向沿斜面向下。解析：(1)以結(jié)點(diǎn)O為研究對象，受力如圖并正交分解，據(jù)平衡條件有x：kxFsin600y：Fcos60mBg0由解得：F30N代入解得：xmm3cm(2)物塊A受力如圖并正交分解，據(jù)平衡條件有x：FmAgsin30f0解得：fFmAgsin3030510N5N，方向：沿斜面向下。 能力提升 一、選擇題(13題為單選題，4、5題為多選題)1(貴州省安順市20162017學(xué)年高一上學(xué)期期末)幾位同學(xué)為了探究電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大小，他們將體重計(jì)放在電梯中。一位同學(xué)站在體重計(jì)上，然后乘坐電梯從1層直接到10層，之后又從10層直接回到1層，并用照相機(jī)進(jìn)行了記錄，如圖所示，圖1為電梯啟動(dòng)前，圖2至圖5中箭頭方向表示電梯運(yùn)動(dòng)方向，下列說法中正確的是(D)A圖2表示電梯向上減速B圖3 表示電梯向上加速C圖4表示電梯向下減速D根據(jù)圖1和圖5可估測出圖5中電梯的加速度解析：圖2示數(shù)大于靜止時(shí)體重計(jì)的示數(shù)，所以電梯是向上加速，故A錯(cuò)誤；圖3示數(shù)小于靜止時(shí)體重計(jì)的示數(shù)，根據(jù)牛頓第二定律得這位同學(xué)加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，電梯向上減速，故B錯(cuò)誤；圖4示數(shù)小于靜止時(shí)體重計(jì)的示數(shù)，所以電梯在向下加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)圖1示數(shù)可以求出同學(xué)的質(zhì)量，根據(jù)圖5示數(shù)運(yùn)用牛頓第二定律可以求出圖5中電梯的加速度，故D正確。2.疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式，也是一種高難度的雜技。圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型，假設(shè)每個(gè)人的重力均為G，下面五人的背部均呈水平狀態(tài)，則最底層正中間的人的一只腳受到水平地面的支持力約為(C)A.GB.GC.GD.G解析：設(shè)最底層的人對中間兩人每只腳的支持力為F1，對上面三人由平衡條件可得4F13G，故F1G。設(shè)最底層中間的人每只腳受到的支持力為F2 ，由平衡條件得G2F12F2，其中F1為F1的反作用力，解得F2G，C正確。3(陜西師大附中20162017學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動(dòng)，B剛好不下滑，已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A與B的質(zhì)量之比為(B)A.B.C.D.解析：對A、B整體分析，根據(jù)平衡條件，有：F2(m1m2)g再對物體B分析，根據(jù)平衡條件，有：m2g1F聯(lián)立解得：故選B。4圖甲是某人站在力傳感器上做下蹲起跳動(dòng)作的示意圖，中間的“”表示人的重心。圖乙是根據(jù)傳感器畫出的Ft圖線。兩圖中ag各點(diǎn)一一對應(yīng)，其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒有畫出。取重力加速度g10m/s2。則下列說法中正確的是(ABD)A此人的質(zhì)量約為70kgB此人重心在b點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)C此人重心在d點(diǎn)時(shí)的加速度方向向下D在a、b、d三點(diǎn)中，此人重心在d點(diǎn)時(shí)加速度最大解析：題圖中a表示人處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)力傳感器示數(shù)約為700N，則此人質(zhì)量約為70kg，選項(xiàng)A正確。b點(diǎn)對應(yīng)的力小于人的重力，故人處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)B正確。d點(diǎn)人處于超重狀態(tài)，加速度方向向上，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。a點(diǎn)對應(yīng)的加速度為0，b點(diǎn)對應(yīng)的加速度大小為m/s27.1m/s2，d點(diǎn)對應(yīng)加速度大小為m/s218.6m/s2，選項(xiàng)D正確。5北京歡樂谷游樂場天地雙雄是雙塔太空梭。它是能體驗(yàn)強(qiáng)烈失重、超重感覺的娛樂設(shè)施，先把乘有十多人的座艙，送到76m高的地方，讓座艙自由落下，當(dāng)落到離地面28m時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)開始啟動(dòng)，座艙勻減速運(yùn)動(dòng)到地面時(shí)剛好停止。若某游客手中托著質(zhì)量為1kg的飲料瓶進(jìn)行這個(gè)游戲，g取9.8m/s2，則(BD)A當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時(shí)，飲料瓶對手的作用力大于9.8NB當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時(shí)，飲料瓶對手的作用力為零C當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時(shí)，飲料瓶對手的作用力小于9.8ND當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時(shí)，手要用26.6N的力才能托住飲料瓶解析：當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，故飲料瓶對手的壓力為零，選項(xiàng)B正確、A錯(cuò)誤。座艙自由落體過程，有v22g(Hh)，座艙勻減速運(yùn)動(dòng)到地面過程，根據(jù)速度位移公式，有v22ah，由以上兩式解得：a16.8m/s2，當(dāng)座艙落到離地面高度為15m的位置時(shí)，飲料瓶處于超重狀態(tài)，有：Fmgma，解得F26.6N，即當(dāng)座艙落到離地面高度為15m時(shí)，手要用26.6N的力才能托住飲料瓶，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。二、非選擇題6(北京市昌平區(qū)臨川學(xué)校20162017學(xué)年高一上學(xué)期期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測量長距離電動(dòng)扶梯加速度的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，將一電子健康秤置于水平的扶梯臺(tái)階上，實(shí)驗(yàn)員站在健康秤上相對健康秤靜止。使電動(dòng)扶梯由靜止開始斜向上運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程可分為三個(gè)階段，先加速、再勻速、最終減速停下，已知電動(dòng)扶梯與水平方向夾角為37，重力加速度g取10m/s2，sin370.6，cos370.8，某次測量的三個(gè)階段中電子健康秤的示數(shù)F隨時(shí)間t的變化關(guān)系，如圖2所示。(1)畫出加速過程中實(shí)驗(yàn)員的受力示意圖；(2)求該次測量中實(shí)驗(yàn)員的質(zhì)量m；(3)求該次測量中電動(dòng)扶梯加速過程的加速度大小a1和減速過程的加速度大小a2。答案：(1)見解析(2)60kg(3)0.56m/s2，0.42m/s2解析：(1)對實(shí)驗(yàn)員受力分析，畫出示意圖如圖：(2)36s電梯勻速運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)員受力平衡Fmg600N，得：m60kg(3)加速階段，對豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律：F1mgma1sin37得：a10.56m/s2同理減速時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律mgF2ma2sin37a20.42m/s2