2020高中物理 19 用牛頓運動定律解決問題（二）（含解析）1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE13-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時分層作業(yè)（十九)（時間:40分鐘分值：100分)[合格基礎(chǔ)練]一、選擇題(本題共6小題,每小題6分，共36分）1．(多選)如圖是娛樂節(jié)目中設(shè)計的“導(dǎo)師戰(zhàn)車”．當坐在戰(zhàn)車中的導(dǎo)師按下按鈕時，戰(zhàn)車就由靜止開始沿長10m的傾斜直軌道向下運動；某時刻開始減速，到達站在軌道末端的學(xué)員面前時，恰好靜止,整個過程歷時4s．將加速、減速過程分別視為勻變速直線運動，則()A．戰(zhàn)車運動過程中導(dǎo)師先失重后超重B．戰(zhàn)車運動過程中所受外力不變C．戰(zhàn)車加速過程中的加速度一定等于減速過程中的加速度D．戰(zhàn)車運動過程中的最大速度為5m/sAD［“導(dǎo)師戰(zhàn)車"沿斜面先加速后減速,戰(zhàn)車上的導(dǎo)師先失重后超重，A正確;戰(zhàn)車所受的合外力先沿斜面向下后沿斜面向上，外力不同，B錯誤；因不知加速和減速的時間關(guān)系，故不能判斷兩個過程中加速度的大小關(guān)系,C錯誤;設(shè)最大速度為vm,則整個過程的平均速度為eq\f（vm,2)，由eq\f(vm，2)t＝x可得vm＝5m/s,D正確．］2。某屋頂為半球形，一人在半球形屋頂上向上緩慢爬行(如圖所示)，他在向上爬的過程中(）A．屋頂對他的支持力不變B．屋頂對他的支持力變大C．屋頂對他的摩擦力不變D．屋頂對他的摩擦力變大B［以人為研究對象，作出受力分析圖．設(shè)此人的重力為G，根據(jù)平衡條件得：屋頂對他的摩擦力：f＝Gsinθ屋頂對他的支持力：N＝Gcosθ人在半球形屋頂上向上緩慢爬行的過程中，坡角θ減小，則f減小，N增大．即屋頂對他的摩擦力減小，屋頂對他的支持力增大．故選B.］3．在離地高h處，沿豎直方向同時向上和向下拋出兩個小球，它們的初速度大小均為v,不計空氣阻力,兩球落地的時間差為(）A.eq\f（2v，g) B．eq\f（v，g)C.eq\f（2h,v) D．eq\f（h，v)A[做豎直上拋的小球，再次回到拋出點之后到落到地面上的時間與向下拋出的小球落地時間相等，因此兩球落地的時間差為豎直上拋的小球從拋出到回到拋出點的時間,故Δt＝eq\f(2v，g），選項A正確．］4．（多選)如圖甲所示，豎直電梯中質(zhì)量為m的物體置于壓力傳感器P上,電腦可描繪出物體對P的壓力F隨時間的變化圖線；圖乙中K、L、M、N四條圖線是電梯在四種運動狀態(tài)下由電腦獲得的F.t圖線，由圖線分析電梯的運動情況，下列結(jié)論中正確的是（）A．由圖線K可知,此時電梯一定處于勻加速上升狀態(tài)B．由圖線L可知,此時電梯的加速度大小一定等于gC．由圖線M可知，此時電梯一定處于靜止狀態(tài)D．由圖線N可知，此時電梯加速度的方向一定先向上后向下BD[由圖乙可知，圖線M的支持力等于重力，電梯可能處于靜止也可能處于勻速直線運動狀態(tài)，C錯誤；圖線L的支持力FN＝2mg，由FN－mg＝ma可知，電梯的加速度a＝g方向豎直向上，B正確;由圖線K可知,物體對P的壓力大于重力且逐漸增大，電梯的加速度一定方向豎直向上且越來越大，A錯誤；由圖線N可知，物體對P的壓力先大于mg,后小于mg，故電梯的加速度方向先豎直向上后豎直向下,D正確．］5．如圖所示，一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上，一練功隊員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為θ＝30°,且繩繃緊，則練功隊員對沙袋施加的作用力大小為（)A.eq\f(mg，2) B．eq\f（\r（3），2)mgC.eq\f(\r(3),3）mg D．eq\r(3)mgA[如圖，建立直角坐標系對沙袋進行受力分析由平衡條件有:Fcos30°－Tsin30°＝0Tcos30°＋Fsin30°－mg＝0聯(lián)立可解得:F＝eq\f(mg,2)故選A.]6。(多選）如圖所示,傾角為θ的斜面體C置于水平面上,B置于斜面上,通過細繩跨過光滑的定滑輪與A相連接，連接B的一段細繩與斜面平行,A、B、C都處于靜止狀態(tài)．則（)A．物塊B、C間的摩擦力可能為零B．斜面體C受到水平面的摩擦力一定為零C．水平面對C的支持力與B、C的總重力大小相等D．不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對C的摩擦力方向一定向左AD[對物體B,當mAg＝mBgsinθ時，B、C間的摩擦力為零，選項A正確．B、C整體受四個力(重力、地面的彈力、繩子斜向右上方的拉力、地面對C水平向左的摩擦力）的作用而處于平衡狀態(tài)，根據(jù)正交分解法，水平面對C的支持力小于B、C的總重力,選項B、C均錯誤．由于繩子拉力的水平分量向右,則地面對C的摩擦力水平向左，選項D正確．］二、非選擇題（14分)7．豎直升降的電梯內(nèi)的天花板上懸掛著一只彈簧測力計，如圖所示．彈簧測力計的鉤上懸掛一個質(zhì)量m＝4kg的物體，試分析下列各種情況下電梯具體的運動(g取10m/s2）：(1)當彈簧測力計的示數(shù)T1＝40N，且保持不變;（2）當彈簧測力計的示數(shù)T2＝32N，且保持不變；(3)當彈簧測力計的示數(shù)T3＝44N，且保持不變．(彈簧均處于伸長狀態(tài))［解析］(1)當T1＝40N時，根據(jù)牛頓第二定律T1－mg＝ma1，解得這時電梯的加速度a1＝eq\f（T1－mg，m)＝eq\f(40－4×10,4)m/s2＝0m/s2，由此可見電梯處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)．(2)當T2＝32N時，根據(jù)牛頓第二定律T2－mg＝ma2，這時電梯的加速度a2＝eq\f（T2－mg，m）＝eq\f（32－40,4)m/s2＝－2m/s2，即電梯的加速度方向豎直向下，電梯加速下降或減速上升．(3)當T3＝44N時,根據(jù)牛頓第二定律T3－mg＝ma3,這時電梯的加速度a3＝eq\f（T3－mg，m)＝eq\f(44－40,4)m/s2＝1m/s2即電梯的加速度方向豎直向上，電梯加速上升或減速下降．[答案］(1）靜止或勻速直線運動狀態(tài)（2）加速下降或減速上升(3）加速上升或減速下降[等級過關(guān)練]一、選擇題（本題共4小題，每小題6分,共24分)1．圖甲中的塔吊是現(xiàn)代工地必不可少的建筑設(shè)備，圖乙為150kg的建筑材料被吊車豎直向上提升過程的簡化運動圖象,g取10m/s2,下列判斷正確的是()甲乙A．前10s的懸線的拉力恒為1500NB．46s末塔吊的材料離地面的距離為22mC．0～10s材料處于失重狀態(tài)D．在30～36s鋼索最容易發(fā)生斷裂B[由圖可知前10s內(nèi)材料的加速度a＝0.1m/s2，由F－mg＝ma可解得懸線的拉力為1515N，選項A錯誤．由圖象面積可得整個過程材料上升的高度是28m,下降的高度為6m,46s末塔吊的材料離地面的距離為22m，選項B正確.0～10s材料加速度向上,材料處于超重狀態(tài)，F(xiàn)〉mg，鋼索最容易發(fā)生斷裂，選項C錯誤．因30～36s材料加速度向下，材料處于失重狀態(tài),F<mg，在30～36s鋼索最不容易發(fā)生斷裂,選項D錯誤．］2．（多選）如圖所示，小球A放在真空容器B內(nèi)，小球的直徑恰好等于正方體B的邊長,將它們以初速度v0豎直上拋，A、B一起上升的過程中,下列說法正確的是(）A．若不計空氣阻力，A、B間一定沒有彈力B．若不計空氣阻力，A、B間一定有彈力C．若考慮空氣阻力，A對B的上板一定有壓力D．若考慮空氣阻力,A對B的下板一定有壓力AC［若不計空氣阻力，整體做豎直上拋運動，處于完全失重狀態(tài)，則A對B沒有壓力，B對A也沒有支持力，故A正確，B錯誤；若考慮空氣阻力，以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得:上升過程加速度大于g，再以球A為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律分析：A受到的合力大于重力,A除受到重力外,還應(yīng)受到向下的壓力．因此B對A的壓力向下，即A對B的上板一定有壓力，C正確,D錯誤．]3．如圖所示，物體在水平力F作用下，靜止在斜面上，若稍微減小水平推力F，而物體仍能保持靜止，設(shè)斜面對物體的靜摩擦力為Ff，物體所受的支持力為FN，則(）A．Ff和FN都一定減小B．Ff和FN都不一定減小C．Ff不一定減小，F(xiàn)N一定減小D．Ff一定減小，F(xiàn)N不一定減小C[對物體受力分析如圖所示,在y軸方向上，F(xiàn)N－Fsinθ－Gcosθ＝0，由此公式可判斷出當F減小時，F(xiàn)N一定減小，在x軸方向上，若靜摩擦力Ff沿斜面向上，則有Ff＋Fcosθ－Gsinθ＝0,可見當F減小時,Ff增大；若Ff沿斜面向下，則有Fcosθ－Ff－Gsinθ＝0，可見當F減小時，F(xiàn)f減?。纱丝梢钥闯觯擣減小時，F(xiàn)f不一定減小,故選項C正確．]4．（多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接,在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(m1在地面,m2在空中)，力F與水平方向成θ角．則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是（)A．FN＝m1g＋m2g－FsinθB．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．Ff＝FcosθD．Ff＝FsinθAC[將(m1＋m2)看作一個整體，在豎直方向上：Fsinθ＋FN－（m1＋m2)g＝0；在水平方向上：Fcosθ－Ff＝0。故A、C正確．］二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．（12分)一物體以25m/s的初速度做豎直上拋運動,求：(1）經(jīng)過2s位移大小是多少？速度是多少？(2）經(jīng)過4s產(chǎn)生的位移大小是多少？路程是多少?(g取10m/s2）［解析］(1)物體以25m/s的初速度做豎直上拋運動,根據(jù)位移時間關(guān)系公式，有：x＝v0t－eq\f（1,2）gt2＝25×2m－eq\f(1,2)×10×22m＝30m根據(jù)速度時間關(guān)系公式，有：v＝v0－gt＝25m/s－10×2m/s＝5m/s，方向豎直向上．(2）物體上升的時間為t0＝eq\f(v0，g)＝eq\f（25,10)s＝2。5s上升的高度為H＝eq\f(1,2）gteq\o\al（2，0）＝eq\f（1,2)×10×2。52m＝31。25m下降的位移為h＝eq\f(1，2)g（t1－t0）2＝eq\f(1,2)×10×（4－2。5）2m＝11。25m故位移為x＝H－h(huán)＝31.25m－11.25m＝20m路程為s＝H＋h＝31.25m＋11.25m＝42.5m。［答案］（1）30m5m/s，方向豎直向上(2)20m42.5m6．(14分)如圖所示,繩OC與豎直方向成30°角,O為質(zhì)量不計的光滑的滑輪，用一根繩連接物體A和B,已知物體B重1000N，物體A重400N，物體A在空中靜止，物體B在地面上靜止．(不計繩的重力)求:（1）OC繩的拉力為多大？(2)物體B所受地面的摩擦力和支持力分別為多大？［解析］（1）