高中物理人教版第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(二) 第4章7

第四章7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．物體在共點(diǎn)力作用下，下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684608)(C)A．物體的速度在某一時(shí)刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài)B．物體相對(duì)另一物體保持靜止時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)C．物體所受合力為零，就一定處于平衡狀態(tài)D．物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)解析：本題考查對(duì)平衡狀態(tài)的判斷。處于平衡狀態(tài)的物體，從運(yùn)動(dòng)形式上是處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從受力上來看，物體所受合力為零。某一時(shí)刻速度為零的物體，受力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，A錯(cuò)；物體相對(duì)于另一物體靜止時(shí)，該物體不一定靜止，如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該物體也做變速運(yùn)動(dòng)，此物體處于非平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)；C選項(xiàng)符合平衡條件的判斷，為正確選項(xiàng)；物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，所受合力不為零，故不是平衡狀態(tài)，D錯(cuò)。2.如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力)，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684609)(A)A．在上升和下降過程A對(duì)B的壓力一定為零B．上升過程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力C．下降過程中A對(duì)B的壓力小于A物體受到的重力D．在上升和下降過程中A對(duì)B的壓力都等于A物體受到的重力解析：不計(jì)空氣阻力，則A、B均處于完全失重狀態(tài)，在上升和下降過程中，A對(duì)B的壓力一定都為零，A正確。3．(浙江省溫州十校聯(lián)合體2023～2023學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示是教師上課做的一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，將中間開孔的兩塊圓餅狀磁鐵用一根木棒穿過，手拿住木棒(保持水平)使磁鐵保持靜止，當(dāng)手突然釋放，讓木棒和磁鐵一起下落時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩塊磁鐵向中間靠攏并吸在一起了，下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684610)(C)A．手拿住靜止時(shí)，任意一塊磁鐵所受的磁力小于木棒對(duì)它的靜摩擦力B．手拿住靜止時(shí)，任意一塊磁鐵所受的重力大于木棒對(duì)它的彈力C．放手下落時(shí)，由于失重現(xiàn)象，使木棒與磁鐵間彈力發(fā)生變化D．放手下落時(shí)，磁鐵慣性減小解析：手拿住靜止時(shí)，說明磁鐵處于平衡，故任意一塊磁鐵所受的磁力等于木棒對(duì)它的靜摩擦力，任意一塊磁鐵所受的重力等于木棒對(duì)它的彈力，故A、B錯(cuò)誤；放手下落時(shí)，加速度向下，故磁鐵處于失重狀態(tài)，由于失重現(xiàn)象，使木棒與磁鐵間彈力發(fā)生變化，故C正確；由于下落時(shí)質(zhì)量不變，故慣性不變，故D錯(cuò)誤，故選C。4.疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式，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eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684611)(C)A．eq\f(3,4)G B．eq\f(7,8)GC．eq\f(5,4)G D．eq\f(3,2)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＝eq\f(3,4)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＝eq\f(5,4)G，C正確。5.高蹺運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)新型運(yùn)動(dòng)，圖甲為彈簧高蹺。當(dāng)人抓住扶手用力蹬踏板壓縮彈簧后，人就向上彈起，進(jìn)而帶動(dòng)高蹺跳躍，如圖乙。則下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684612)(AC)A．彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對(duì)人的作用力大于人的重力B．彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對(duì)人的作用力等于人的重力C．彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，人處于超重狀態(tài)D．彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，人處于失重狀態(tài)解析：彈簧壓縮到最低點(diǎn)后，人向上彈起，加速度的方向向上，人處于超重狀態(tài)，高蹺對(duì)人的作用力大于人的重力，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。6．洗車房的內(nèi)、外地面均水平，門口有一個(gè)斜坡。一輛小車洗完車出來，空擋滑行經(jīng)歷了如圖所示的三個(gè)位置。忽略車輪所受的摩擦力，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684613)(BD)A．小車在甲位置受到的合力為零B．小車在乙位置做勻速運(yùn)動(dòng)C．小車在丙位置受到的合力為零D．小車在丙位置做加速運(yùn)動(dòng)解析：由圖可看出小車在甲位置時(shí)，后輪所受地面的彈力豎直向上，前輪所受地面的彈力垂直斜面向上，小車所受重力豎直向下，三力之合不為零，小車做加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；同理可判B、D正確，C錯(cuò)誤。二、非選擇題7.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量M＝50kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一只彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)力計(jì)下掛著一個(gè)質(zhì)量m＝5kg的物體A。當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，她看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為40N，g＝10m/s2，求：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684614)(1)升降機(jī)的加速度；(2)此時(shí)人對(duì)地板的壓力。答案：(1)2m/s2，方向向下(2)400N解析：(1)對(duì)A受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：mg－F彈＝ma得a＝g－eq\f(F彈,m)＝10－eq\f(40,5)＝2m/s2，則升降機(jī)的加速度為2m/s2，方向向下。(2)對(duì)人分析，根據(jù)牛頓第二定律得：Mg－FN＝Ma解得：FN＝Mg－Ma＝50×(10－2)N＝400N，則由牛頓第三定律知人對(duì)升降機(jī)地板的壓力大小為400N，豎直向下。能力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．(山東泰安2023～2023學(xué)年高一上學(xué)期三校聯(lián)考)質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O，如圖所示。用T表示繩OA段拉力的大小，在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過程中eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684615)(A)A．F逐漸變大，T逐漸變大B．F逐漸變大，T逐漸變小C．F逐漸變小，T逐漸變大D．F逐漸變小，T逐漸變小解析：動(dòng)態(tài)平衡問題，F(xiàn)與T的變化情況如圖：可得：F→F′→F″↑T→T′→T→″↑2．(沈陽(yáng)東北育才學(xué)校2023～2023學(xué)年高一上學(xué)期檢測(cè))一學(xué)生利用一彈簧測(cè)力計(jì)把質(zhì)量為m＝1kg的物體懸吊在豎直電梯的天花板下，測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨時(shí)間變化如圖所示，t＝0時(shí)電梯靜止，取g＝10m/s2，他想通過測(cè)力計(jì)的示數(shù)來判斷電梯的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684616)(B)A．電梯全程處于上行狀態(tài)B．電梯全程處于下行狀態(tài)C．電梯先向下后向上運(yùn)動(dòng)D．電梯先減速接著勻速最后加速運(yùn)動(dòng)解析：電梯在0－3s內(nèi)的加速度為：a1＝eq\f(mg－F1,m)＝eq\f(1×10－5,1)＝5m/s2，加速度的方向與重力加速度的方向相同，所以電梯向下做加速運(yùn)動(dòng)；3s－6s測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于重力，則物體做勻速運(yùn)動(dòng)；6s－9s內(nèi)物體的加速度：a2＝eq\f(mg－F3,m)＝－5m/s2，加速度的方向與重力加速度的方向相反，所以電梯向下做減速運(yùn)動(dòng)，所以電梯先加速接著勻速最后減速運(yùn)動(dòng)，全程處于下行狀態(tài)，故B正確，ACD錯(cuò)誤。3．人在平地上靜止站立時(shí)，受到的支撐力等于人的重力。做原地縱跳時(shí)，在快速下蹲和蹬伸的過程中，人體受到的支撐力發(fā)生變化(如圖，G為重力，F(xiàn)為支撐力)。下列曲線能正確反映該變化的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684617)(D)解析：人從靜止站立快速下蹲，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，F(xiàn)<G，在向上蹬伸的過程中，人有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，F(xiàn)>G，當(dāng)速度最大到騰空之前，重力大于支撐力，騰空后，支撐力為零。D選項(xiàng)正確。4.(陜西省西安一中2023～2023學(xué)年高一上學(xué)期月考)如圖所示，物塊A放在傾斜的木板上，改變木板與水平面之間的夾角θ，發(fā)現(xiàn)當(dāng)θ＝30°和θ＝45°時(shí)物塊A所受的摩擦力大小恰好相等，則物塊A與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684618)(B)A．eq\f(1,2) B．eq\f(\r(2),2)C．eq\f(\r(3),2) D．eq\r(2)解析：θ＝30°時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，靜摩擦力和重力的下滑分力相等，即：Ff＝mgsin30°θ＝45°時(shí)物體沿斜面下滑，滑動(dòng)摩擦力為：Ff＝μFN＝μmgcos45°由mgsin30°＝μmgcos45°解得：μ＝eq\f(\r(2),2)，故選B。5．如圖所示，A、B、C、D四個(gè)人做雜技表演，B站在A的肩上，雙手拉著C和D，A撐開雙手水平支持著C和D。若四個(gè)人的質(zhì)量均為m，他們的臂長(zhǎng)相等，重力加速度為g，不計(jì)A手掌與C、D身體間的摩擦。則下列結(jié)論正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684619)(ABC)A．A受到地面的支持力為4mgB．B受到A的支持力為3mgC．B受到C的拉力約為eq\f(2\r(3),3)mgD．C受到A的推力約為eq\f(2\r(3),3)mg解析：把四人看成整體，分析受力，由二力平衡可知A受到地面支持力為4mg。把BCD看成整體，分析受力，由二力平衡可知B受到A的支持力為3mg。由題圖可知，B手臂與豎直方向的夾角大約為30°，設(shè)B對(duì)C的拉力為F1，A對(duì)C的推力為F2，對(duì)C分析受力，由受力分析和力的平衡條件可得，F(xiàn)1cos30°＝mg，解得F1＝eq\f(2\r(3),3)mg。F1sin30°＝F2，解得F2＝mgtan30°＝eq\f(\r(3),3)mg，故選項(xiàng)ABC正確，D錯(cuò)誤。二、非選擇題6．滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)非常刺激的水上運(yùn)動(dòng)。研究表明，在進(jìn)行滑板運(yùn)動(dòng)時(shí)，水對(duì)滑板的作用力FN垂直于板面，大小為kv2，其中v為滑板速率(水可視為靜止)。某次運(yùn)動(dòng)中，在水平牽引力作用下，當(dāng)滑板和水面的夾角θ＝37°時(shí)(如圖)，滑板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的k＝54kg/m，人和滑板的總質(zhì)量為108kg，試求(重力加速度g取10m/s2，sin37°取eq\f(3,5)，忽略空氣阻力)：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684620)(1)水平牽引力的大??；(2)滑板的速率。答案：(1)810N(2)5m/s解析：(1)以滑板和運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，其受力如圖所示由共點(diǎn)力平衡條件可得FNcosθ＝mg①FNsinθ＝F②由①、②聯(lián)立，得F＝810N(2)FN＝mg/cosθFN＝kv2得v＝eq\r(\f(mg,kcosθ))＝5m/s7．(北京市昌平區(qū)臨川學(xué)校2023～2023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)扶梯由靜止開始斜向上運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程可分為三個(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°＝，cos37°＝，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。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)99684621)(1)畫出加速過程中實(shí)驗(yàn)員的受力示意圖；(2)求該次測(cè)量中實(shí)