高中物理 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）課后跟蹤訓(xùn)練 新人教版必修1

第4章7基礎(chǔ)夯實(shí)1．下列物體中處于平衡狀態(tài)的是()A．“神舟號(hào)”飛船勻速落到地面的過程B．汽車在水平路面上啟動(dòng)或剎車的過程C．汽車停在斜面上D．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)在剛開始下落的一瞬間答案：AC2．物體在共點(diǎn)力作用下，下列說法中正確的是()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)答案：C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)．3．(保定市09－10學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，一同學(xué)站在傾角為θ的電梯上，隨電梯一起以加速度a勻加速向斜下方運(yùn)動(dòng)(a<g)，關(guān)于該同學(xué)的有關(guān)說法中正確的是()A．處于失重狀態(tài)B．處于超重狀態(tài)C．受電梯施加的靜摩擦力作用D．不受電梯摩擦力作用答案：AC4．如下圖所示，一個(gè)盛水的容器底部有一小孔．靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水，假設(shè)容器在下述運(yùn)動(dòng)中始終保持平動(dòng)，且忽略空氣阻力，則()A．容器自由下落時(shí)，小孔向下漏水B．將容器豎直向上拋出，容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔向下漏水；容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔不向下漏水C．將容器水平拋出，容器在運(yùn)動(dòng)中小孔向下漏水D．將容器斜向上拋出，容器在運(yùn)動(dòng)中小孔不向下漏水答案：D解析：將容器拋出后，容器和容器中的水處于完全失重狀態(tài)，液面下任何一點(diǎn)的壓強(qiáng)都等于0，小孔不會(huì)向下漏水．5．如圖所示，在升降機(jī)內(nèi)的彈簧下端吊一物體A，其質(zhì)量為m，體積為V，全部浸在水中．當(dāng)升降機(jī)由靜止開始以加速度a(a<g)勻加速下降時(shí)，該彈簧的長(zhǎng)度將()A．不變 B．伸長(zhǎng)C．縮短 D．無法確定答案：C解析：此題很容易出錯(cuò)．欲用計(jì)算方法求得正確的答案是比較困難的，原因在于當(dāng)升降機(jī)勻加速下降時(shí)，物體A和水均處于失重狀態(tài)，不大容易給出正確的方程求解．如果我們采用極限分析的方法，假設(shè)a＝g，物體處于自由落體狀態(tài)．物體A的視重為零，水對(duì)A的浮力也為零．問題再明顯不過了，彈簧的拉力將是零，故彈簧將恢復(fù)原長(zhǎng)．因此當(dāng)升降機(jī)由靜止開始以加速度a勻加速下降時(shí)，該彈簧一定要縮短．6．有一小甲蟲，在半徑為r的半球碗中向上爬，設(shè)蟲足與碗壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.75.試問它能爬到的最高點(diǎn)離碗底多高？答案：0.2r解析：如圖所示，F(xiàn)f＝μmgcosθ①由受力平衡知Ff＝mgsinθ②由①②式解得θ＝37°∴離地面高度h＝r－rcos37°＝0.2r7．某人在地面上最多能舉起60kg的重物，當(dāng)此人站在以5m/s2的加速度加速上升的升降機(jī)中，最多能舉起多重的物體．(g取10m/s2)答案：40kg解析：當(dāng)人在地面上舉起杠鈴時(shí)，對(duì)杠鈴分析，由牛頓第二定律得F－mg＝0在升降機(jī)內(nèi)舉起杠鈴時(shí)，由于升降機(jī)具有豎直向上的加速度，故杠鈴也具有相同的豎直向上的加速度，而人對(duì)外提供的最大力是不變的，對(duì)杠鈴由牛頓第二定律得F－m′g＝m′a所以，在加速上升的升降機(jī)內(nèi)，人能舉起的杠鈴的最大質(zhì)量為40kg.能力提升1．大小不同的三個(gè)力同時(shí)作用在一個(gè)小球上，以下各組力中，可能使小球平衡的一組是()A．2N,3N,6N B．1N,4N,6NC．35N,15N,25N D．5N,15N,25N答案：C解析：由于兩個(gè)力的合力范圍為|F1－F2|≤F12≤F1＋F2.在給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有C項(xiàng)符合要求，因?yàn)镃項(xiàng)中任意兩個(gè)力的合力都可以與第三個(gè)力大小相等、方向相反．2．在靜止的升降機(jī)中有一天平，將天平左邊放物體，右邊放砝碼，調(diào)至平衡(如下圖所示)，如果()①升降機(jī)勻加速上升，則天平右傾②升降機(jī)勻減速上升，則天平仍保持平衡③升降機(jī)勻加速下降，則天平左傾④升降機(jī)勻減速下降，則天平仍保持平衡那么以上說法正確的是()A．①② B．③④C．②④ D．①③答案：C解析：升降機(jī)靜止時(shí)，根據(jù)天平的測(cè)量原理，砝碼質(zhì)量與左盤物體質(zhì)量相等，砝碼和物體對(duì)托盤壓力相等，天平平衡；當(dāng)升降機(jī)加速或減速時(shí)，物體和砝碼對(duì)托盤壓力同比例變化，故天平仍平衡．3．(山東濟(jì)南09模擬)在電梯中，把一重物置于臺(tái)秤上，臺(tái)秤與力的傳感器相連，當(dāng)電梯從靜止加速上升，然后又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，最后停止運(yùn)動(dòng)；傳感器的屏幕上顯示出其受的壓力與時(shí)間的關(guān)系圖象，如圖所示，則()A．電梯啟動(dòng)階段約經(jīng)歷了2.5s的加速上升過程B．電梯在啟動(dòng)階段約經(jīng)歷了4s加速上升過程C．電梯的最大加速度約為6.7m/s2D．電梯的最大加速度約為16.7m/s2答案：BC4．如圖所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中沿著長(zhǎng)為12m的豎立在地面上的鋼管往下滑．這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60kg，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時(shí)速度恰好為零．如果加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，下滑的總時(shí)間為3s，那么該消防隊(duì)員下滑過程中的最大速度為________m/s，加速下滑和減速下滑時(shí)，消防員與鋼管間的摩擦力大小分別為f1和f2，則f1∶f2＝________.(g＝10m/s2)．答案：8；1∶7解析：整個(gè)過程的平均速度v＝s/t＝4m/s.由勻變速的特點(diǎn)v平均＝(v0＋v1)/2，可知vmax＝8m/s.由a1＝2a2和速度公式可得a1＝8m/s2，a2＝4m/s2加速下滑時(shí)mg－f1＝ma1，減速下滑時(shí)f2－mg＝ma2，解得f1∶f2＝1∶7.5．如圖所示，質(zhì)量為m的球被一塊擋板擋?。F(xiàn)使擋板繞與斜面的交點(diǎn)緩慢逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，判斷G的兩個(gè)分力N1、N2的變化情況．答案：N1逐漸減小；N2先減小后增大．解析：當(dāng)擋板緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以認(rèn)為球始終處于平衡狀態(tài)，那么，重力的兩個(gè)分力隨之而變．N2始終和擋板垂直，N1方向不變，所以左邊N1的平行線也不變，那么N2的變化如圖所示，可得其先減小后增大．N1逐漸減?。?．一位同學(xué)的家住在一座25層的高樓內(nèi)，他每天乘電梯上樓，隨著所學(xué)物理知識(shí)的增多，有一天他突然想到，能否用所學(xué)物理知識(shí)較為準(zhǔn)確地測(cè)出這座樓的高度呢？在以后的一段時(shí)間內(nèi)他進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量，步驟如下：經(jīng)過多次仔細(xì)觀察和反復(fù)測(cè)量，他發(fā)現(xiàn)電梯啟動(dòng)后的運(yùn)動(dòng)速度符合如圖所示的規(guī)律，他就根據(jù)這一特點(diǎn)在電梯內(nèi)用臺(tái)秤、重物和停表測(cè)量這座樓房的高度．他將臺(tái)秤放在電梯內(nèi)，將重物放在臺(tái)秤的托盤上，電梯從第一層開始啟動(dòng)，經(jīng)過不間斷的運(yùn)行，最后停在最高層．在整個(gè)過程中，他記錄了臺(tái)秤中不同時(shí)間段內(nèi)的示數(shù)，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示．但由于0～3.0s段的時(shí)間太短，他沒有來得及將臺(tái)秤的示數(shù)記錄下來，假設(shè)在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)臺(tái)秤的示數(shù)都是穩(wěn)定的，重力加速度g取10m/s2.時(shí)間/s臺(tái)秤示數(shù)/kg電梯啟動(dòng)前5.00～3.03.0～13.05.013.0～19.04.619.0以后5.0(1)電梯在0～3.0s時(shí)間段內(nèi)臺(tái)秤的示數(shù)應(yīng)該是多少？(2)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算該樓房每一層的平均高度．答案：(1)5.8kg(2)2.9m解析：(1)電梯啟動(dòng)前，臺(tái)秤示數(shù)為5.0kg，則物體重力G＝mg＝50N由于表中各段時(shí)間內(nèi)臺(tái)秤的示數(shù)恒定，所以在時(shí)間t1(0～3.0s)內(nèi)，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t2(3.0s～13.0s)內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t3(13.0s～19.0s)內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng).19.0s末速度減為零．在13.0s～19.0s內(nèi)，物體所受的支持力FN3＝46N，根據(jù)牛頓第二定律mg－FN3＝ma3得在時(shí)間t3內(nèi)物體的加速度a3＝eq\f(mg－FN3,m)＝0.8m/s213．0s末物體的速度v2＝a3t3＝4.8m/s.而由于電梯在13.0s末的速度與3.0s末的速度相同．因此根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，物體在0～3.0s內(nèi)的加速度a1＝eq\f(v2,t1)＝1.6m/s2根據(jù)牛頓第二定律FN1－mg＝ma1解得：FN1＝58N，即臺(tái)秤的示數(shù)為5.