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(wèn)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(wèn)題（二） 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．(浙江省金華十校2017～2018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(shù)葉緩慢向上爬行，如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是(　D　) A．蝸牛對(duì)樹(shù)葉的壓力大小等于蝸牛的重力大小 B．樹(shù)葉對(duì)蝸牛的摩擦力沿樹(shù)葉斜向下 C．樹(shù)葉受到的壓力與蝸牛受到的支持力是一對(duì)平衡力 D．樹(shù)葉對(duì)蝸牛的作用力大小等于蝸牛的重力大小 解析：蝸牛對(duì)樹(shù)葉的壓力大小小于蝸牛的重力大小，A錯(cuò)；樹(shù)葉對(duì)蝸牛的摩擦力沿樹(shù)葉向上，B錯(cuò)；樹(shù)葉受到的壓力與蝸牛受到的支持力是一對(duì)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(shuō)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mg－F C．臺(tái)秤Q的讀數(shù)為mg－2F D．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(duì)電梯地板的壓力大于地板對(duì)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(duì)電梯地板的壓力和地板對(duì)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(guò)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　) A．2M－ B．M－ C．2(M－) D．0 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： Mg＝F＋f① 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 (M－m)g＋f＝F② 由①②式解得　m＝2(M－) 5．(河北省滄州市2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，一人乘坐滑車(chē)由靜止開(kāi)始沿長(zhǎng)10m的傾斜直軌道向下加速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻開(kāi)始減速，到達(dá)軌道末端時(shí)，滑車(chē)恰好停止，整個(gè)過(guò)程歷時(shí)4s。若將滑車(chē)加速和減速過(guò)程均視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則(　CD　) A．下滑過(guò)程中乘坐滑車(chē)的人始終處于失重狀態(tài) B．下滑過(guò)程中乘坐滑車(chē)的人始終處于超重狀態(tài) C．滑車(chē)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(chē)下滑過(guò)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(chēng)得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱(chēng)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v－t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2016～2017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(guò)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θ＝60，斜面傾角α＝30，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA＝5kg，mB＝1.5kg，彈簧的勁度系數(shù)為k＝500N/m，重力加速度g＝10m/s2。求： (1)彈簧的伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)象，受力如圖并正交分解， 據(jù)平衡條件有 x：kx－Fsin60＝0 ① y：Fcos60－mBg＝0 ② 由②解得：F＝＝30N 代入①解得：x＝＝m＝m＝3cm (2)物塊A受力如圖并正交分解， 據(jù)平衡條件有 x：F－mAgsin30－f＝0 解得：f＝F－mAgsin30＝30－510N＝5N，方向：沿斜面向下。 能力提升 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．(貴州省安順市2016～2017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(shuō)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(cè)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(lè)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.G B.G C.G D.G 解析：設(shè)最底層的人對(duì)中間兩人每只腳的支持力為F1，對(duì)上面三人由平衡條件可得4F1＝3G，故F1＝G。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G＋2F1′＝2F2，其中F1′為F1的反作用力，解得F2＝G，C正確。 3．(陜西師大附中2016～2017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μ1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，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(duì)A、B整體分析，根據(jù)平衡條件，有： F＝μ2(m1＋m2)g ① 再對(duì)物體B分析，根據(jù)平衡條件，有： m2g＝μ1 F② 聯(lián)立①②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(huà)出的F－t圖線。兩圖中a～g各點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒(méi)有畫(huà)出。取重力加速度g＝10m/s2。則下列說(shuō)法中正確的是(　ABD　) A．此人的質(zhì)量約為70kg B．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(duì)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(duì)應(yīng)的加速度為0，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加速度大小為m/s2≈7.1m/s2，d點(diǎn)對(duì)應(yīng)加速度大小為m/s2≈18.6m/s2，選項(xiàng)D正確。 5．北京歡樂(lè)谷游樂(lè)場(chǎng)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(jué)的娛樂(lè)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(kāi)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(duì)手的作用力大于9.8N B．當(dāng)座艙落到離地面高度為40m的位置時(shí)，飲料瓶對(duì)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(duì)手的作用力小于9.8N D．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(duì)手的壓力為零，選項(xiàng)B正確、A錯(cuò)誤。座艙自由落體過(guò)程，有v2＝2g(H－h(huán))，座艙勻減速運(yùn)動(dòng)到地面過(guò)程，根據(jù)速度位移公式，有v2＝2ah，由以上兩式解得：a＝16.8m/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：F－mg＝ma，解得F＝26.6N，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2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量長(zhǎng)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(duì)健康秤靜止。使電動(dòng)扶梯由靜止開(kāi)始斜向上運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)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，sin37＝0.6，cos37＝0.8，某次測(cè)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(huà)出加速過(guò)程中實(shí)驗(yàn)員的受力示意圖； (2)求該次測(cè)量中實(shí)驗(yàn)員的質(zhì)量m； (3)求該次測(cè)量中電動(dòng)扶梯加速過(guò)程的加速度大小a1和減速過(guò)程的加速度大小a2。 答案：(1)見(jiàn)解析　(2)60kg　(3)0.56m/s2，0.42m/s2 解析：(1)對(duì)實(shí)驗(yàn)員受力分析，畫(huà)出示意圖如圖： (2)3～6s電梯勻速運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)員受力平衡 F＝mg＝600N， 得：m＝60kg (3)加速階段，對(duì)豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律： F1－mg＝ma1sin37 得：a1＝0.56m/s2 同理減速時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律 mg－F2＝ma2sin37 a2＝0.42m/s2