人教新課標(biāo)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題精簡(jiǎn)精煉 市賽獲獎(jiǎng)2

課后集訓(xùn)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.(2022廣東汕頭模擬二)一根不可伸縮、不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩一端固定于天花板上，另一端系一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球.為使小球處于平衡狀態(tài)且細(xì)繩與豎直方向成45°角，對(duì)小球施加的最小力為（）C.mgD.mg答案：B2.金屬小筒的下部有一小孔，當(dāng)筒內(nèi)盛水時(shí)，水會(huì)從小孔中流出.如果讓裝滿水的小筒從高處自由下落，不計(jì)空氣阻力，則在小筒自由下落的過(guò)程中（）A.水繼續(xù)以相同的速度從小孔中噴出B.水不再?gòu)男】字袊姵鯟.水將以較小的速度從小孔中噴出D.水將以更大的速度從小孔中噴出解析：裝滿水的小筒從高處自由下落時(shí)，水處于完全失重狀態(tài)，對(duì)跟它接觸的小筒筒壁不再產(chǎn)生壓力作用，不會(huì)從小孔中噴出.答案：B3.如圖4-7-12所示，用一根細(xì)繩和一根輕直桿組成三角支架，繩的一端繞在手指上，桿的一端頂在掌心.當(dāng)A處掛上重物時(shí)，繩與桿對(duì)手指和手掌均有作用力，對(duì)這兩個(gè)作用力的方向判斷完全正確的是圖4-7-13中的（）圖4-7-12圖4-7-13解析：根據(jù)牛頓第三定律可作出它們的反作用力，對(duì)A點(diǎn)受力進(jìn)行分析，應(yīng)當(dāng)滿足合力為零.答案：D4.關(guān)于超重和失重，下列說(shuō)法中正確的是（）A.超重就是物體受的重力增加了B.失重就是物體受的重力減小了C.完全失重就是物體一點(diǎn)重力都不受了D.不論超重或失重，物體所受重力是不變的解析：超重是視重大于實(shí)重，失重是視重小于實(shí)重，完全失重是視重為零了，無(wú)論是超重還是失重，物體的重力都不會(huì)改變.答案：D5.前蘇聯(lián)時(shí)期在空間建立了一座實(shí)驗(yàn)室，至今仍在地球上空運(yùn)行.已知這座空間站中所有物體都處于完全失重狀態(tài)，則在其中可以完成下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)（）A.用天平稱量物體的質(zhì)量B.做托里拆利實(shí)驗(yàn)C.驗(yàn)證阿基米德定律D.用兩個(gè)彈簧秤驗(yàn)證牛頓第三定律解析：處于完全失重狀態(tài)的物體對(duì)水平支持面沒(méi)有壓力，對(duì)豎直懸掛物沒(méi)有拉力，因此，ABC三個(gè)實(shí)驗(yàn)都無(wú)法完成.答案：D6.用一根細(xì)繩將一重物吊在電梯的天花板上，在下列四種情況中，繩的拉力最大的是（）A.電梯勻速上升B.電梯勻速下降C.電梯加速上升D.電梯加速下降解析：勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的拉力大小等于物體重力大小；加速上升時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，繩子拉力大于物體的重力；加速下降時(shí)，物體處于失重狀態(tài)，繩子拉力小于物體的重力.答案：C綜合運(yùn)用7.(2022全國(guó)高考理綜Ⅱ，15)如圖4-7-14，位于水平桌面上的物塊P，由跨過(guò)定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的.已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是μ，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì).若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為（）圖4-7-14μmgμmgμmgD.μmg解析：對(duì)P物體進(jìn)行受力分析，受到地面給它的水平向左的滑動(dòng)摩擦力2μmg，繩子給它的水平向左的拉力T，Q物體給它的水平向左的滑動(dòng)摩擦力μmg，P物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，所以F=T+μmg+2μmg，又Q物體勻速向左運(yùn)動(dòng)，受到拉力和滑動(dòng)摩擦力，二力平衡，所以T=μmg.因此F=μmg+μmg+2μmg=4μmg，所以A選項(xiàng)正確.答案：A8.升降機(jī)以m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機(jī)里的人質(zhì)量是50kg.（1）人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多大?（2）如果人站在升降機(jī)里的測(cè)力計(jì)上，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是多大?（3）如果升降機(jī)是靜止的或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力又是多大?解析：(1)人和升降機(jī)以共同的加速度上升，因而人的加速度就是升降機(jī)的加速度.運(yùn)用隔離法，以人作為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析.人在升降機(jī)中受到兩個(gè)力：重力G和地板的支持力F，升降機(jī)地板對(duì)人的支持力和人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是一對(duì)作用力和反作用力，據(jù)牛頓第三定律，只要求出前者就可以知道后者.取豎直向上為正方向，則F、a均取正值，G取負(fù)值.依牛頓第二定律得：F-G=ma則F=G+ma代入數(shù)值得F＝515N，所以，人對(duì)地板的壓力為515N.(2)如果人站在升降機(jī)里的測(cè)力計(jì)上，測(cè)力計(jì)的示數(shù)也是515N.比較上述兩種情況，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力大于人的重力.(3)若靜止或勻速運(yùn)動(dòng)，則F＝G，所以人對(duì)地板的壓力與重力相等，也是500N.9.一個(gè)質(zhì)量為50kg的人，站在豎直向上運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)地板上.他看到升降機(jī)上掛著一個(gè)重物的彈簧秤上的示數(shù)為40N，如圖4-7-15所示，該重物的質(zhì)量為5kg.這時(shí)人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多大?（g取10m/s2）圖4-7-15解析：以物體為研究對(duì)象，物體受向下的重力mg、向上的彈簧拉力F，物體隨升降機(jī)一起向上運(yùn)動(dòng).由于物體的重力大于彈簧秤的示數(shù)，因此可知升降機(jī)的加速度方向應(yīng)向下，即升降機(jī)減速上升，由牛頓第二定律有：mg-F=ma所以a==m/s2=2m/s2再以人為研究對(duì)象求人對(duì)升降機(jī)地板的壓力，人受到重力Mg、地板的支持力F，由牛頓第二定律有Mg-FN＝Ma得FN＝Mg-Ma＝400N由牛頓第三定律知，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力也為400N.答案：人對(duì)升降機(jī)地板的壓力為400N.10.某人在a＝2m/s2勻加速下降的升降機(jī)中最多能舉起m1＝75kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多大質(zhì)量的物體?若此人在一勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起m2＝50kg的物體，則此升降機(jī)上升的加速度為多大?（g取10m/s2）解析：當(dāng)升降機(jī)以加速度a1=2m/s2勻加速下降時(shí)，對(duì)物體有：m1g-F=m1a1，F(xiàn)=m1（g-a1）得F=75×（10-2）N=600N設(shè)人在地面上最多可舉起質(zhì)量為m0的物體，則F=m0g，m0==kg=60kg當(dāng)升降機(jī)以a2勻加速上升時(shí)，對(duì)物體有：F-m2g=m2a2，a2=-g=（-10）m/s2=2m/s2所以升降機(jī)勻加速上升的加速度為2m/s2.答案：60kg2m/s211.某鋼繩所能承受的最大拉力是4×104N，如果用這條鋼繩使t的貨物勻加速上升，則物體在7s內(nèi)發(fā)生的速度改變不能超過(guò)多大?（g取10m/s2）解析：要求速度改變量的最大值，根據(jù)加速度的定義式可知，在時(shí)間確定的情況下，實(shí)際上就是要求加速度的最大值.而由牛頓第二定律知，在質(zhì)量確定的前提下，求加速度的最大值，實(shí)際上就是求合力的最大值.取方向向上為正.F合＝T-mg＝4×104×103×10N＝5×103N由牛頓第二定律F合＝ma得：a==m/s2=m/s2由加速度的定義式a=得：Δv=aΔt=×7m/s=10m/s.答案：10m/s拓展探究12.如圖4-7-16所示，底座A上裝有m的直立桿，其總質(zhì)量為kg，桿上套有質(zhì)量為m＝kg的小環(huán)B，它與桿有摩擦.當(dāng)環(huán)從底座上以4m/s的速度飛起時(shí)，剛好能到達(dá)桿的頂端，g取10m/s2.求：圖4-7-16（1）在環(huán)升起過(guò)程中，底座對(duì)水平面壓力為多大?（2）環(huán)從桿頂落回底座需多少時(shí)間?解析：（1）對(duì)環(huán)受力分析，環(huán)在上升過(guò)程中受到豎直向下的重力和豎直向下的摩擦力，mg+f=ma，再由v02=2ah，聯(lián)立解得f=N，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)對(duì)桿有豎直向上的摩擦力，大小為N.底座