新教材-高二物理下學期暑假訓練6牛頓運動定律

Page96牛頓運動定律暑假訓練暑假訓練06牛頓運動定律例1．一個箱子放在水平地面上，箱內有一固定的豎直桿，在桿上套著一個環(huán)，箱與桿的質量為M，環(huán)的質量為m，如圖所示．已知環(huán)沿桿勻加速下滑時，環(huán)與桿間的摩擦力大小為f，則此時箱子對地面的壓力大小為()A．Mg＋fB．Mg－fC．Mg＋mgD．Mg－mg2．(多選)一物體被吊車用鋼索豎直向上提升過程的圖象如圖所示．下列判斷正確的是()A．物體在加速過程中被吊起的高度為10mB．0～10s內的平均速度大于30～35s內的平均速度C．30～35s內物體處于超重狀態(tài)D．前10s內鋼索最容易發(fā)生斷裂1．如圖所示，一個盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛和拴住一只鐵球和一只乒乓球。容器中的水和鐵球、乒乓球都處于靜止狀態(tài)。當容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動狀況是(以小車為參考系)()A．鐵球向左，乒乓球向右B．鐵球向右，乒乓球向左C．鐵球和乒乓球都向左D．鐵球和乒乓球都向右2．如圖所示，質量為m的物體放在質量為M、傾角為θ的斜面體上，斜面體置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物體使其沿斜面向下勻速運動，斜面體始終靜止，則下列說法正確的是()A．地面對斜面體的摩擦力大小為FcosθB．地面對斜面體的支持力為(M＋m)gC．物體對斜面體的摩擦力的大小為FD．斜面體對物體的作用力豎直向上3．(多選)如圖所示是我國首次立式風洞跳傘實驗，風洞噴出豎直向上的氣流將實驗者加速向上“托起”。此過程中()A．地球對人的吸引力和人對地球的吸引力大小相等B．人受到的重力和人受到氣流的力是一對作用力與反作用力C．人受到的重力大小等于氣流對人的作用力大小D．人被向上“托起”時處于超重狀態(tài)4．如圖甲、乙所示，兩車都在光滑的水平面上，小車的質量都是M，人的質量都是m，甲圖人推車、乙圖人拉繩(繩與輪的質量和摩擦均不計)的力都是F。關于甲、乙兩圖中車的加速度大小，說法正確的是()A．甲圖中車的加速度大小為eq\f(F,M)B．甲圖中車的加速度大小為eq\f(F,M＋m)C．乙圖中車的加速度大小為eq\f(2F,M＋m)D．乙圖中車的加速度大小為eq\f(F,M)5．(多選)如圖所示，輕質彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小球，電梯中有質量為50kg的乘客，在電梯運行時乘客發(fā)現(xiàn)輕質彈簧的伸長量始終是電梯靜止時的四分之三。已知重力加速度g取10m/s2，由此可判斷()A．電梯可能加速下降，加速度大小為5m/s2B．電梯可能減速上升，加速度大小為2.5m/s2C．乘客處于超重狀態(tài)D．乘客對電梯地板的壓力大小為375N6．如圖所示，幾條足夠長的光滑直軌道與水平面成不同角度，從P點以大小不同的初速度沿各軌道發(fā)射小球，若各小球恰好在相同的時間內到達各自的最高點，則各小球最高點的位置()A．在同一水平線上B．在同一豎直線上C．在同一拋物線上D．在同一圓周上7．“兒童蹦極”中，拴在腰間左右兩側的是懸點等高、完全相同的兩根橡皮繩。如圖所示，質量為m的小明靜止懸掛時，兩橡皮繩的夾角為60°，則()A．每根橡皮繩的拉力為eq\f(1,2)mgB．若將懸點間距離變小，則每根橡皮繩所受拉力將變小C．若此時小明左側橡皮繩在腰間斷裂，則小明此時加速度a＝gD．若拴在腰間左右兩側的是懸點等高、完全相同的兩根輕繩，則小明左側輕繩在腰間斷裂時，小明的加速度a＝g8．如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質桿連接，物塊3、4間用輕質彈簧相連，物塊1、3質量為m，2、4質量為M，兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g，則有()A．a1＝a2＝a3＝a4＝0B．a1＝a2＝a3＝a4＝gC．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋M,M)gD．a1＝g，a2＝eq\f(m＋M,M)g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋M,M)g9．二十一世紀新能源環(huán)保汽車在設計階段要對其各項性能進行測試．某次新能源汽車性能測試中，如圖甲顯示的是牽引力傳感器傳回的實時數(shù)據(jù)隨時間變化的關系，但由于機械故障，速度傳感器只傳回了第25s以后的數(shù)據(jù)，如圖乙所示．已知汽車質量為1500kg，若測試平臺是水平的，且汽車由靜止開始做直線運動，設汽車所受阻力恒定．(1)18s末汽車的速度是多少？(2)前25s內的汽車的位移是多少？

答案與解析答案與解析例1．【答案】A【解析】環(huán)在豎直方向上受重力及箱子的桿給它的豎直向上的摩擦力f，受力情況如圖甲所示，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應給桿一個豎直向下的摩擦力f′，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對它的支持力N及環(huán)給它的摩擦力f′，受力情況如圖乙所示，由于箱子處于平衡狀態(tài)，可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg.根據(jù)牛頓第三定律，箱子對地面的壓力大小等于地面對箱子的支持力，即N′＝Mg＋f，故A正確。2．(多選)【答案】AD【解析】0～10s內物體加速上升．由v－t圖象與時間軸圍成的面積表示位移，可知，物體在加速過程中被吊起的高度為h＝eq\f(2×10,2)m＝10m，1．【答案】A【解析】因為小車突然向右運動，鐵球和乒乓球都有向右運動的趨勢，但由于與同體積的“水球”相比，鐵球質量大，慣性大，鐵球的運動狀態(tài)難改變，即速度變化慢，而同體積的水球的運動狀態(tài)容易改變，即速度變化快，而且水和車一起加速運動，所以小車加速運動時鐵球相對小車向左運動。同理，由于乒乓球與同體積的“水球”相比，質量小，慣性小，乒乓球相對小車向右運動。2．【答案】A【解析】由于斜面體和物體都處于平衡狀態(tài)，將斜面體和物體看成一個整體，由受力情況可得，地面對斜面體的摩擦力大小為Fcosθ，地面對斜面體的支持力大小為(M＋m)g＋Fsinθ，故A對，B錯；隔離物體進行受力分析，斜面體對物體的摩擦力大小為F＋mgsinθ，由牛頓第三定律知，物體對斜面體的摩擦力的大小為F＋mgsinθ，故C錯；將斜面體作為施力物體，則斜面體對物體的作用力即為物體受到的支持力與摩擦力的合力，由力的合成可知斜面體對物體的作用力與物體的重力和F的合力大小相等、方向相反，故斜面體對物體的作用力不在豎直方向上，D錯。3．(多選)【答案】AD【解析】地球對人的吸引力和人對地球的吸引力是一對相互作用力，等大反向，A正確；相互作用力是兩個物體間的相互作用，而人受到的重力和人受到氣流的力涉及人、地球、氣流三個物體，不是一對相互作用力，B錯誤；由于風洞噴出豎直向上的氣流將實驗者加速向上“托起”，在豎直方向上合力不為零，所以人受到的重力大小不等于氣流對人的作用力大小，C錯誤；人被向上“托起”時加速度向上，處于超重狀態(tài)，D正確。4．【答案】C【解析】對甲圖以車和人為研究對象，系統(tǒng)不受外力作用，故甲圖中車的加速度為零，A、B錯誤；乙圖中人和車受繩子的拉力作用，以人和車為研究對象，受力大小為2F，所以乙圖中車的加速度a＝eq\f(2F,M＋m)，C正確，D錯誤。5．(多選)【答案】BD【解析】電梯靜止不動時，小球受力平衡，有mg＝kx，電梯運行時彈簧的伸長量比電梯靜止時小，說明彈力變小了，根據(jù)牛頓第二定律，有mg－eq\f(3,4)kx＝ma，即eq\f(1,4)mg＝ma，a＝2.5m/s2，加速度向下，電梯可能加速下降或減速上升，乘客處于失重狀態(tài)，A、C錯誤，B正確；電梯地板對乘客的支持力大小為FN＝m′g－m′a＝500N－125N＝375N，由牛頓第三定律知乘客對電梯地板的壓力大小為375N，D正確。6．【答案】D【解析】設某一直軌道與水平面成θ角，末速度為零的勻減速直線運動可逆向看成初速度為零的勻加速直線運動，則小球在直軌道上運動的加速度a＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ，由位移公式得l＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)gsinθ·t2，即eq\f(l,sinθ)＝eq\f(1,2)gt2，不同的傾角θ對應不同的位移l，但eq\f(l,sinθ)相同，即各小球最高點的位置在直徑為eq\f(1,2)gt2的圓周上，D正確。7．【答案】B【解析】根據(jù)平行四邊形定則知2Fcos30°＝mg，得F＝eq\f(\r(3),3)mg，故A錯誤；根據(jù)共點力平衡得2Fcosθ＝mg，當懸點間的距離變小時，θ變小，cosθ變大，可知橡皮繩的拉力變小，故B正確；當左側橡皮繩斷裂，斷裂的瞬間，右側橡皮繩的拉力不變，則重力和右側橡皮繩拉力的合力與左側橡皮繩初始時的拉力大小相等，方向相反，合力大小為eq\f(\r(3),3)mg，加速度為eq\f(\r(3),3)g，故C錯誤；當兩側為輕繩時，左側繩斷裂瞬間，右側繩上拉力發(fā)生突變，將重力沿繩方向和垂直于繩方向正交分解，合力為mgsin30°，加速度為eq\f(1,2)g，方向沿垂直于右側繩的方向斜向下，故D錯誤。8．【答案】C【解析】在抽出木板的瞬間，物塊1、2與剛性輕桿接觸處的形變立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛頓第二定律知a1＝a2＝g；而物塊3、4間的輕彈簧的形變還來不及改變，此時彈簧對物塊3向上的彈力大小和對物塊4向下的彈力大小仍為mg，因此物塊3滿足mg＝F，a3＝0；由牛頓第二定律得物塊4滿足a4＝eq\f(F＋Mg,M)＝eq\f(M＋m,M)g，所以C對。9．【解析】(1)0～6s內由牛頓第二定律得：F1－f＝ma16s末車速為：v1＝a1t1在6～18s內，由牛頓第二定律得：F2－f