2018-2019版高中物理第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律4.7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(二)習(xí)題新人教

1、7 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一二）基礎(chǔ)鞏固1（多選）一種巨型娛樂器械可以讓人體驗(yàn)超重和失重的感覺。一個(gè)可乘十多個(gè)人的環(huán)形座艙套在豎直柱子上，由升降機(jī)構(gòu)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落。下落一定高度后，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng),座艙做減速運(yùn)動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下。下列判斷正確的是（）A. 座艙在自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)B. 座艙在自由下落的過程中人處于失重狀態(tài)C. 座艙在減速運(yùn)動(dòng)的過程中人處于失重狀態(tài)D. 座艙在減速運(yùn)動(dòng)的過程中人處于超重狀態(tài)解析：人隨座艙自由下落時(shí)，加速度為重力加速度，座艙支持力為零，人處于完全失重狀態(tài)，選項(xiàng) A 錯(cuò) 誤，選項(xiàng) B 正確；人隨座艙減速下降時(shí)，座艙支持力大于人的重力，

2、人處于超重狀態(tài)，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤，選 項(xiàng) D 正確。答案:BD#2 在索契冬奧會(huì)自由式滑雪女子空中技巧比賽中，中國選手徐夢(mèng)桃以 83. 50 分奪得銀牌。比賽場地可簡化為如圖所示的助滑區(qū)、弧形過渡區(qū)、著陸區(qū)、減速區(qū)等組成。若將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)，且忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）I | I豪形過渡區(qū)A. 運(yùn)動(dòng)員在助滑區(qū)加速下滑時(shí)處于超重狀態(tài)B. 運(yùn)動(dòng)員在弧形過渡區(qū)運(yùn)動(dòng)過程中處于失重狀態(tài)C. 運(yùn)動(dòng)員在跳離弧形過渡區(qū)至在著陸區(qū)落地的過程中處于完全失重狀態(tài)D. 運(yùn)動(dòng)員在減速區(qū)減速過程中處于失重狀態(tài) 答案:C3 某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在電梯的天花板上固定一個(gè)彈簧測力計(jì)，使其測量掛鉤（跟彈簧相連的 掛鉤）向下

3、,并在鉤上懸掛一個(gè)重為 10N 的鉤碼。彈簧測力計(jì)彈力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示 ,根 據(jù)F-t圖象,下列分析正確的是（ ）A. 從時(shí)刻ti到12,鉤碼處于超重狀態(tài)B. 從時(shí)刻t3到t4,鉤碼處于失重狀態(tài)C. 電梯可能開始停在 15 樓，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在 1 樓D. 電梯可能開始停在 1 樓，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在 15 樓解析：0t1階段，物體處于平衡（靜止或勻速）狀態(tài)；t1t2階段，物體處于失重（加速下降或減速上升）狀態(tài)；t2t3階段，物體處于平衡狀態(tài)；t3t4階段，物體處于超重（加速上升或減速下降）狀態(tài)，選項(xiàng) C 正 確。答案:C4 如

4、圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，0為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止在P點(diǎn)。設(shè)滑塊所受支持力為FN,0P與水平方向的夾角為mgAFtanf?mg解析:對(duì)小滑塊受力分析如圖所示，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可得F A 正確。0。下列關(guān)系正確的是（mgCF聞 fFZ 豳閒白CFNmg答案:A 5 如圖所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m 的照相機(jī)。三腳架的三根輕質(zhì)支架等長與豎直方向均成 30角，則每根支架承受的壓力大小為（）解析：設(shè)每根支架對(duì)照相機(jī)的支持力大小均為FN,由受力平衡得3FNCOS30 =mg解得2層2 i3=曲由牛頓第二定律可知支架承受的壓力大小也為-也 0 選項(xiàng)F

5、ND正確.答案:D如圖所示，兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45 ,日光燈保持水平,所受重力為G左右兩繩的拉力大小分別為*iFA.G和G解析：設(shè)繩子中拉力為F,日光燈受力如圖所示。則F=Gin 45 -B 正確。答案:B匕 7 如圖所示，A、B兩球完全相同,質(zhì)量為m用兩根等長的細(xì)線懸掛在0點(diǎn),兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，靜止不動(dòng)時(shí)，彈簧位于水平方向，兩根細(xì)線之間的夾角為0,則彈簧的長度被 壓縮了（）mgtunO 2mgtdn&A-解析:AB、D 錯(cuò)誤。答案:C8 滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)非常刺激的水上運(yùn)動(dòng)，研究表明，在進(jìn)行滑板運(yùn)動(dòng)時(shí)，水對(duì)滑板的作用力于板面

6、，大小為kv2,其中v為滑板速率(水可視為靜止)。某次運(yùn)動(dòng)中，在水平牽引力的作用下 板和水面的夾角0=37時(shí)，滑板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的k=54 kg/m，人和滑板的總質(zhì)量為試求(重力加速度g取 10 m/s2,sin 37 =0.6,忽略空氣阻力):(1) 水平牽引力的大小(2) 滑板的速率。解析：(1)以滑板和運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，其受力如圖所示由共點(diǎn)力平衡條件可得FNCOS0=mg FNSin0=F 由聯(lián)立，得F=810 N。mgFN:又FN=kv2對(duì)A球受力分析如圖所示，由平衡條件得F=mgan9又-F=kx,則x-八C正確,選項(xiàng)FN垂直,當(dāng)滑108 kg,m/s。答案：(1)810 N

7、(2)5 m/s能力提升如圖所示，小球靠在豎直固定擋板上與斜面保持靜止，不計(jì)摩擦，當(dāng)緩慢增大斜面的傾角時(shí)，小球?qū)醢宓膹椓NI和小球?qū)π泵娴膹?1-A.FN1變大,FN2變大B.FN1變大,FN2變小CFN1變小，F(xiàn)N2變小D.FNI變小，F(xiàn)N2變大解析:按照力的分解原則，將小球的重力G沿垂直于擋板和垂直于斜面方向分解為Fl和F2，I1，由于斜面傾角 a 在緩慢變大，故力F2在緩慢地改變大小和方向而Fl方向不變，大小緩慢變化，但無論如何變化，F(xiàn)l與F2、Fl與F2、Fl與F2的合力始終為重 力G即對(duì)角線一定）,由圖可知，傾角a增大時(shí)，F(xiàn)NI、FN2均是增大，故選項(xiàng) A 正確。答案:A2 若貨

8、物隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示（豎直向上為正）,貝慣物受到升降機(jī)的支持力F與時(shí)間t關(guān)系的圖象可能是（）hnH H :問江1丁卄i L1n nH H 1和內(nèi)I 1911血由.0r 0AEt ocID解析 根據(jù)題圖可知，對(duì)于時(shí)間軸下面的圖象，電梯先向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，再勻速，后勻減速運(yùn)動(dòng)，則 根據(jù)牛頓第二定律可知，貨物隨電梯先失重，再處于平衡狀態(tài)，后超重，則支持力先小于重力，再等于重力，后大于重力；對(duì)于時(shí)間軸上面的圖象，電梯向上先做勻加速運(yùn)動(dòng)、再勻速、后勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí) 同理可知支持力先大于重力、再等于重力、后小于重力，選項(xiàng) B 正確。答案 B3 如圖所示，用完全相同的輕彈簧A B C將兩個(gè)相同的小

9、球連接并懸掛彈簧A與豎直方向的夾角為30，彈簧C水平，則彈簧A C的伸長量之比為（）解析：對(duì)兩小球組成的整體，受到整體重力G輕彈簧A的彈力FA、輕彈簧C的彈力FC三個(gè)力的作用根據(jù)平衡條件可得，水平方向有FASin 30 =FC，根據(jù)胡克定律可得FA=kxA，F(xiàn)c=kxc，聯(lián)立D 正確。答案:D物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則（），小球處于靜止?fàn)顟B(tài)（多選）如圖所示，物塊A B的質(zhì)量均為m，水平地面和豎直墻面均光滑，在水平推力F的作用下，兩A.B受到的摩擦力大小等于mgB. B受到的摩擦力大小等于 2mgC. B對(duì)地面的壓力大小等于mgD.B對(duì)地面的壓力大小等于 2mg解析：分析A B整體的受力，如圖甲所示

10、，由平衡條件可知，F(xiàn)NB=2mg即B對(duì)地面的壓力大小等于 2mg選項(xiàng)D 正確；再隔離物塊A對(duì)其受力如圖乙所示,由平衡條件可知，RBA=mg根據(jù)牛頓第三定律,A對(duì)B的摩擦力大小也等于mg選項(xiàng) A 正確。答案:AD5 如圖所示,質(zhì)量 m=5 kg 的物體置于一粗糙斜面上，用一平行于斜面、大小等于30 N 的力F推物體，使物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，斜面體質(zhì)量m=10 kg，且始終靜止，求地面對(duì)斜面的摩擦力及支2持力的大小。(g取 10 m/s )解析:$一_ _xv _利用平衡條件，在水平方向和豎直方向分別有Ff=Fcos 30 =3026 N，F(xiàn)N=(m+mg-Fsin1x 30=(10+5)X10

11、 N-30 - N=135 N,即地面對(duì)斜面的摩擦力大小為26 N,地面對(duì)斜面的支持力大小為 135 N。答案:26 N 135 N6 質(zhì)量為 200 kg 的物體，置于升降機(jī)內(nèi)的臺(tái)秤上，從靜止開始上升。運(yùn)動(dòng)過程中臺(tái)秤的示數(shù)F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。求升降機(jī)在7 s 內(nèi)上升的高度。（g取 10 m/s2）解析：由圖象可知,升降機(jī)在 02 s 內(nèi)加速上升,25 s 內(nèi)勻速上升，57 s 內(nèi)減速上升。設(shè)加速上升和減速上升時(shí)的加速度大小分別為ai和a3。則加速時(shí)有Fi-mg=ma2代入數(shù)據(jù)解得ai=5 m/s此過程升降機(jī)上升的高度升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v=aiti=5X2 m/s=10 m/s此過程

12、升降機(jī)上升的高度h2=vt2=10X3m=30 m減速時(shí)有mg-R=ma代入數(shù)據(jù)解得a3=5 m/s2此過程升降機(jī)上升的高度121=33 = X 5 X 22h3m=10 m所以升降機(jī)在 7s 內(nèi)上升的高度h=h+h2+h3=10 m+30 m+10 m=50 m。丄屮-殳5X22him=10m答案:50 m 7 如圖所示，質(zhì)量為m的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為Q輕繩0B水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m的物體乙相連,輕繩QA與豎直方向的夾角0=37 ,物體甲、乙均處2于靜止?fàn)顟B(tài)。（已知 sin 37 =0.6,cos 37 =0.8,tan 37 =0.75,g取 10 m/s ,設(shè)最大靜摩擦力等(2)物體乙受到的摩擦力是多大？方向如何？若物體乙的質(zhì)量為m=4 kg,物體乙與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩=0.3