高中物理教科版第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 精品

[課時(shí)提升作業(yè)](本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)一、單項(xiàng)選擇題1．關(guān)于超重和失重的下列說法中，正確的是()A．超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減小了B．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，所以做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體不受重力作用C．物體具有向上的速度時(shí)處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時(shí)處于失重狀態(tài)D．物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化解析：物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)，超重和失重并非物體的重力發(fā)生變化，而是物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化，綜上所述，A、B、C均錯(cuò)，D正確。答案：D2.姚明成為NBA的一流中鋒，給中國人爭(zhēng)得了更多的榮譽(yù)和尊敬，讓更多的中國人熱愛上籃球這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。姚明某次跳起過程可分為下蹲、蹬地、離地上升、下落四個(gè)過程，如圖所示，下列關(guān)于蹬地和離地上升兩過程的說法中，正確的是(設(shè)蹬地的力為恒力)()A．兩個(gè)過程中姚明都處在超重狀態(tài)B．兩個(gè)過程中姚明都處在失重狀態(tài)C．前過程為超重，后過程不超重也不失重D．前過程為超重，后過程為完全失重解析：用力蹬地獲得一個(gè)向上的大于重力的支持力，故蹬地過程是一個(gè)向上加速的過程，是超重現(xiàn)象；空中上升過程中受重力作用，有向下的加速度g，是完全失重現(xiàn)象，所以D項(xiàng)正確。答案：D3.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()A．在上升和下降過程中A物體對(duì)B物體的壓力一定為零B．上升過程中A物體對(duì)B物體的壓力大于A物體受到的重力C．下降過程中A物體對(duì)B物體的壓力大于A物體受到的重力D．在上升和下降過程中A物體對(duì)B物體的壓力等于A物體受到的重力解析：A、B兩物體拋出以后處于完全失重狀態(tài)，無論是上升還是下降，A物體對(duì)B物體的壓力一定為零，A選項(xiàng)正確。答案：A4.為了節(jié)省能量，某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖所示。那么下列說法正確的是()A．顧客始終受到三個(gè)力的作用B．顧客始終處于超重狀態(tài)C．顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D．顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下解析：當(dāng)電梯勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，顧客只受兩個(gè)力的作用，即重力和支持力，故A、B都不對(duì)；由受力分析可知，加速時(shí)顧客對(duì)扶梯有水平向左的摩擦力，故此時(shí)顧客對(duì)扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時(shí)沒有摩擦力，此時(shí)方向豎直向下，故選C。答案：C5．一物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，彈簧測(cè)力計(jì)上端固定在電梯的天花板上，在下列哪種情況下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)最小()A．電梯勻加速上升，且a＝eq\f(g,3) B．電梯勻減速上升，且a＝eq\f(g,2)C．電梯勻加速下降，且a＝eq\f(g,3) D．電梯勻減速下降，且a＝eq\f(g,2)解析：A、D選項(xiàng)中物體的加速度方向向上，為超重狀態(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F>mg，B、C選項(xiàng)中物體處于失重狀態(tài)，拉力F<mg，由牛頓第二定律有mg－F＝ma，即F＝m(g－a)，可見a越大，F(xiàn)越小，B選項(xiàng)中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)最小，B正確。答案：B6.如圖所示，一人站在電梯中的體重計(jì)上，隨電梯一起運(yùn)動(dòng)。下列各種情況中，體重計(jì)的示數(shù)最大的是()A．電梯勻減速上升，加速度的大小為m/s2B．電梯勻加速上升，加速度的大小為m/s2C．電梯勻減速下降，加速度的大小為m/s2D．電梯勻加速下降，加速度的大小為m/s2解析：當(dāng)電梯勻減速上升或勻加速下降時(shí)，電梯處于失重狀態(tài)，設(shè)人受到體重計(jì)的支持力為N，體重計(jì)示數(shù)大小即為人對(duì)體重計(jì)的壓力N′。由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得mg－N＝ma，N＝N′＝m(g－a)；當(dāng)電梯勻加速上升或勻減速下降時(shí)，電梯處于超重狀態(tài)，設(shè)人受到體重計(jì)的支持力為N1，人對(duì)體重計(jì)的壓力N′1。由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得N1－mg＝ma，N1＝N′1＝m(g＋a)，代入具體數(shù)據(jù)可得B正確。答案：B二、多項(xiàng)選擇題7．某同學(xué)放學(xué)回家時(shí)，需乘坐電梯從1樓到20樓，若已知電梯在運(yùn)行過程中分加速、勻速和減速三個(gè)階段，關(guān)于這三個(gè)運(yùn)行階段，下列說法正確的是()A．加速階段，人處于超重狀態(tài)B．減速階段，由于仍向上運(yùn)動(dòng)，因此仍處于超重狀態(tài)C．勻速階段，既不超重，也不失重D．不論處于哪個(gè)階段均處于超重解析：物體有向上的加速度，超重；有向下的加速度，失重；豎直加速度為零，既不超重，也不失重，超重、失重與運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。答案：AC8.如圖所示，升降機(jī)的地板上放有重力為G的物體，它受升降機(jī)地面的支持力大小為N，它對(duì)升降機(jī)地面的壓力大小為F，下列說法正確的是()A．不管升降機(jī)怎樣運(yùn)動(dòng)，總有F＝NB．當(dāng)升降機(jī)自由下落時(shí)，N＝0，G＝0C．當(dāng)N>G時(shí)，升降機(jī)正上升D．當(dāng)N>G時(shí)，物體超重，升降機(jī)的加速度一定向上解析：F與N是一對(duì)相互作用力，所以不管升降機(jī)怎樣運(yùn)動(dòng)，總有F＝N，故A正確。當(dāng)升降機(jī)自由下落時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，a＝g，重力不變，N＝0，故B錯(cuò)誤。當(dāng)N>G，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度方向向上，升降機(jī)可能向上加速運(yùn)動(dòng)，可能向下減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤。當(dāng)N>G時(shí)，物體超重，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度方向一定向上，故D正確。答案：AD9．幾位同學(xué)為了探究電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化情況，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。用照相機(jī)進(jìn)行了相關(guān)記錄，如圖所示。圖1為電梯靜止時(shí)體重計(jì)的照片。圖2、圖3、圖4和圖5分別為電梯運(yùn)動(dòng)過程中體重計(jì)的照片。根據(jù)照片推斷正確的是()A．根據(jù)圖2推斷電梯一定處于加速上升過程，電梯內(nèi)同學(xué)可能處于超重狀態(tài)B．根據(jù)圖3推斷電梯一定處于減速下降過程，電梯內(nèi)同學(xué)可能處于失重狀態(tài)C．根據(jù)圖4推斷電梯可能處于減速上升過程，電梯內(nèi)同學(xué)一定處于失重狀態(tài)D．根據(jù)圖5推斷電梯可能處于減速下降過程，電梯內(nèi)同學(xué)一定處于超重狀態(tài)解析：由圖1可知該同學(xué)體重約為46kg，圖2和圖5體重計(jì)的讀數(shù)約為50kg，大于該同學(xué)體重，則一定具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，電梯可能加速向上，也可能減速向下，故A項(xiàng)錯(cuò)、D項(xiàng)對(duì)。圖3和圖4中體重計(jì)讀數(shù)約為42kg，小于該同學(xué)的體重，說明電梯具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，可能是加速下降或減速上升，故B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對(duì)，故選C、D。答案：CD10．“蹦極”是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動(dòng)。某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落，圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置，c點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn)，b點(diǎn)是人靜止懸吊時(shí)的平衡位置。則人在從P點(diǎn)下落到最低點(diǎn)c的過程中()A．人在Pa段做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)B．在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C．在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)D．在c點(diǎn)，人的速度為零，其加速度為零解析：判斷人是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，只需要看人的加速度方向。Pa段人做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為g，人處于完全失重狀態(tài)；人從a到b的過程中，人的重力大于彈力，合力方向向下，加速度方向向下，人處于失重狀態(tài)；b點(diǎn)，人的重力等于彈力，加速度為零；由b到c，人的重力小于彈力，合力方向向上，加速度方向向上，人處于超重狀態(tài)；當(dāng)彈性繩伸長到c點(diǎn)時(shí)，物體處于最大超重狀態(tài)，加速度不為零。本題易錯(cuò)選D，原因是把速度為零誤認(rèn)為處于平衡狀態(tài)而得到加速度為零的錯(cuò)誤結(jié)論。答案：AB三、非選擇題11．某人在地面上最多能舉起60kg的物體，而在一個(gè)加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體。求：(1)此電梯的加速度為多大？(2)若電梯以此加速度上升，則此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少？(g取10m/s2)解析：人舉物體時(shí)，其最大舉力是確定的，由于電梯做加速運(yùn)動(dòng)，物體有“超重”和“失重”兩種情況，其運(yùn)動(dòng)可由牛頓第二定律分析。加速下降時(shí)，合外力向下，對(duì)物體而言，重力大于舉力。反之，重力小于舉力。(1)站在地面上的人，最大舉力為F＝m1g＝60×10N＝600N。在加速下降的電梯內(nèi)，人的最大舉力F仍為600N，由牛頓第二定律得m2g－F＝m2a，所以加速度a＝g－eq\f(F,m2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10－\f(600,80)))m/s2＝m/s2。(2)在加速上升的電梯里，人的舉力不變，同理得F－m3g＝m3a，所以m3＝eq\f(F,g＋a)＝eq\f(600,kg＝48kg。答案：(1)m/s2(2)48kg12．(2023·江蘇宿遷高一聯(lián)考)在某游樂場(chǎng)有一巨型娛樂器械，將座艙用升降機(jī)送到離地面75m的高處，然后讓其自由落下。座艙落到離地面25m高時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)開始啟動(dòng)，座艙做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)剛好靜止。若座艙中某人用手托著重50N的鉛球，g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：(1)座艙離地面35m時(shí)，手對(duì)球的支持力；(2)從開始下落到著地經(jīng)歷的總時(shí)間；(3)座艙離地面15m時(shí)，球?qū)κ值膲毫?。解析?1)座艙離地面35m時(shí)，座艙處于完全失重狀態(tài)，所以手對(duì)球的支持力為零。(2)由h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)和座艙做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝eq\r(\f(2h1,g))＝eq\r(\f(2×50,10))s＝eq\r(10)s；座艙自由落體的末速度v1＝gt1＝10eq\r(10)m/s，座艙勻減速的加速度a＝eq\f(0－v\o\al(2,1),2h2)＝e