用牛頓運動定律解決問題每課一練

用牛頓運動定律解決問題(二)題組一共點力的平衡1．如圖1所示，在斜面上，木塊A與B的接觸面是水平的，繩子呈水平狀態(tài)，兩木塊均保持靜止．則關(guān)于木塊A和木塊B的受力個數(shù)不可能的是()A．2個和4個圖1B．3個和4個C．4個和4個D．4個和5個答案B2.物體受到與水平角的拉力FT的作用，向左做勻速直線運動，如圖2所示，則物體受到的拉力FT與地面對物體的摩擦力的合力方向是()圖2A．向上偏左B．向上偏右C．豎直向上D．豎直向下答案C解析物體受力FT、支持力FN和摩擦力Ff共同作用處于平衡狀態(tài)，則四個力的合力為零，即有Ff與FT的合力的大小等于重力和支持力的合力的大小，方向相反．3.用三根輕繩將質(zhì)量為m空中，如圖3所示．已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為30°和60°，則ac繩和bc繩中的拉力分別為()\f(\r(3),2)mg，eq\f(1,2)mg\f(1,2)mg，eq\f(\r(3),2)mg圖3\f(\r(3),4)mg，eq\f(1,2)mg\f(1,2)mg，eq\f(\r(3),4)mg答案A解析分析結(jié)點c的受力情況如圖到的拉力為F1、bc繩受到的拉力為F2，根據(jù)平衡條件知F1、F2的合力F與重力mg等大、反向，由幾何知識得F1＝Fcos30°＝eq\f(\r(3),2)mgF2＝Fsin30°＝eq\f(1,2)mg選項A正確．4．如圖4所示，光固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點，設滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ，下列關(guān)系正確的是()A．F＝eq\f(mg,tanθ)B．F＝mgtanθ圖4C．FN＝eq\f(mg,tanθ)D．FN＝mgtanθ答案A解析對滑塊進行受力分析如圖，mg、支持力FN、水平推力F三個力作用．由共點力的平衡條件知，F(xiàn)與mg的合力F′與FN等大、反向．根據(jù)平行四邊形定則可知FN、mg和合力F′構(gòu)成直角三角形，解直角三角形可求得：F＝eq\f(mg,tanθ)，F(xiàn)N＝eq\f(mg,sinθ).所以正確選項為A.題組二超重與失重5．跳水運動員從10躍起，先向上運動一段距離達到最高點后，再自由下落進入水池，不計空氣阻力，關(guān)于運動員在空中上升過程和下落過程以下說法正確的有()A．上升過程處于超重狀態(tài)，下落過程處于失重狀態(tài)B．上升過程處于失重狀態(tài)，下落過程處于超重狀態(tài)C．上升過程和下落過程均處于超重狀態(tài)D．上升過程和下落過程均處于完全失重狀態(tài)答案D解析跳水運動員在空中時無論上升還是下落，加速度方向均向下，由于不計空氣阻力，故均為完全失重狀態(tài)，故選D.6.某實驗小梯的天花板上固定一個彈簧秤，使其測量掛鉤向下，并在鉤上懸掛一個重為10N的鉤碼．彈簧秤彈力隨時間變化的規(guī)律可通過一傳感器直接得出，如圖5所示．則下列分析正確的是()圖5A．從t1到t2，鉤碼處于失重狀態(tài)B．從t3到t4，鉤碼處于超重狀態(tài)C．電梯可能開始在1樓，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在3樓D．電梯可能開始在3樓，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在1樓答案ABD解析從t1到t2，由圖象可知鉤拉力小于鉤碼的重力，鉤碼處于失重狀態(tài)，加速度向下，電梯向下加速運動或向上減速運動，選項A正確；從t3到t4，由圖象可知鉤碼對傳感器的拉力大于鉤碼的重力，鉤碼處于超重狀態(tài)，加速度向上，電梯向下減速運動或向上加速運動，選項B正確；綜合得出，選項C錯誤，選項D正確．7.“蹦極”是一項非常刺激的體身系彈性繩自高空P點自由下落，圖6中a點是彈性繩的原長位置，c點是人能到達的最低點，b點是人靜止懸吊著時的平衡位置，人在從P點下落到最低點c的過程中()A．人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B．人在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C．人在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)圖6D．人在c點，人的速度為零，其加速度為零答案AB解析人在Pa段只受重力作用，失重，A正確；人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加速度向下，失重，B正確；人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加速度向上，超重，C錯誤；人到c點時，拉力最大，合力最大，加速度最大，D錯誤．8.利用傳感器和計力的大小變化情況，實驗時讓某同學從桌子上跳下，自由下落H后雙腳觸地，他順勢彎曲雙腿，他的重心又下降了h.計算機顯示該同學受到地面支持力FN隨時間變化的圖象如圖7所示．根據(jù)圖象提供的信息，以下判斷錯誤的是()A．在0至t2時間內(nèi)該同學處于失重狀態(tài)圖7B．在t2至t3時間內(nèi)該同學處于超重狀態(tài)C．t3時刻該同學的加速度為零D．在t3至t4時間內(nèi)該同學的重心繼續(xù)下降答案C解析由圖象可以看2時間內(nèi)該同學受到的地面支持力小于重力，由牛頓第二定律可知該同學處于失重狀態(tài)，而在t2至t3時間內(nèi)支持力大于重力，該同學處于超重狀態(tài)，A、B正確；t3時刻該同學受到的支持力最大，且F1大于重力，由牛頓第二定律可知a≠0，C錯誤；在t3至t4時間內(nèi)該同學受到的支持力逐漸減小，但仍大于重力，故重心繼續(xù)下降，D正確．9.某人在地面上用彈簧測力計稱90N．他將彈簧測力計移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時間段內(nèi)彈簧測力計的示數(shù)如圖8所示，則電梯運行的v－t圖象可能是(取電梯向上運動的方向為正)()圖8答案A解析t0～t1時間段內(nèi)，人減速或向下加速，B、C錯；t1～t2時間段內(nèi)，人勻速或靜止；t2～t3時間段內(nèi)，人超重，應向上加速或向下減速，A對，D錯．10．一個質(zhì)量是60kg的人站板上，升降機的頂部懸掛了一個彈簧秤，彈簧秤下面掛著一個質(zhì)量為m＝5kg的物體A，當升降機向上運動時，他看到彈簧秤的示數(shù)為40N，g取10m/s2，求：(1)此時升降機的加速度的大??；(2)此時人對地板的壓力．答案(1)2m/s2(2)480N解析(1)彈簧秤對物體的拉力FT＝40N對物體由牛頓第二定律可得：FT－mg＝ma解得：a＝eq\f(FT－mg,m)＝eq\f(40－5×10,5)m/s2＝－2m/s2故升降機加速度大小為2m/s2，方向豎直向下．(2)設地板對人的支持力為FN對人由牛頓第二定律可得：FN－Mg＝Ma解得FN＝Mg＋Ma＝60×10N＋60×(－2)N＝480N由牛頓第三定律可得人對地板的壓力為480N題組三從動力學看自由落體和豎直上拋11．以35m/s的初速度豎直向上拋出一個小球．不計空氣阻力，g＝10m/s2，以下判斷正確的是()A．小球到達最大高度時的速度為0B．小球到達最大高度時的加速度為0C．小球上升的最大高度為mD．小球上升階段所用的時間為s答案ACD解析小球到的速度一定為零，否則該點不是最大高度，A正確；小球上拋過程中只受重力作用，故加速度始終為g，B錯；由v2－veq\o\al(2,0)＝2(－g)h?h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)＝m，C正確；由v＝v0－gt?t＝eq\f(v0,g)＝s，D正確．12．豎直上拋的物體，初速度是，經(jīng)過s、s，物體的位移分別是多大？通過的路程分別是多長？s、s末的速度分別是多大？(g取10m/s2，忽略空氣阻力)答案見解析解析上升的最大高度H＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)＝eq\f(302,2×10)m＝45m由x＝v0t－eq\f(1,2)gt2得當t1＝s時，位移x1＝30×m－eq\f(1,2)×10×m＝40m，小于H，所以路程s1＝40m速度v1＝v0－gt1＝30m/s－10×m/s＝10m/s當t2＝2＝30×m－eq\f(1,2)×10×m＝40m，小于H，所以路程s2＝45m＋(45－40)m＝50m速度v2＝v0－gt2＝30m/s－10×m/s＝－10m/s，負號表示速度與初速度方向相反．13．圖9甲是我蹦床比賽中的一個情景．設這位蹦床運動員僅在豎直方向上運動，運動員的腳在接觸蹦床過程中，蹦床對運動員的彈力F隨時間t的變化規(guī)律通過傳感器用計算機繪制出來，如圖乙所示．取g＝10m/s2，根據(jù)F—t圖象求：圖9(1)運動員的質(zhì)量；(2)運動員在運動過程中的最大加速度；(3)在不計空氣阻力情況下，運動員離開蹦床上升的最大高度．答案(1)50kg(2)40m/s2(3)m解析(1)由圖象可知，剛站上去的時候彈力等于重力，故運動員所受重力為500N，設運動員質(zhì)量為m，則m＝eq\f(G,g)＝50kg(2)由圖象可知蹦床對運動員的最大彈力為Fm＝2500