2020-2021學(xué)年高一物理人教版必修1課時(shí)分層作業(yè)19　用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二） Word版含解析

1、課時(shí)分層作業(yè)(十九)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題(二)(時(shí)間：40分鐘分值：100分)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(lè)節(jié)目中設(shè)計(jì)的“導(dǎo)師戰(zhàn)車(chē)”當(dāng)坐在戰(zhàn)車(chē)中的導(dǎo)師按下按鈕時(shí)，戰(zhàn)車(chē)就由靜止開(kāi)始沿長(zhǎng)10 m的傾斜直軌道向下運(yùn)動(dòng)；某時(shí)刻開(kāi)始減速，到達(dá)站在軌道末端的學(xué)員面前時(shí)，恰好靜止，整個(gè)過(guò)程歷時(shí)4 s將加速、減速過(guò)程分別視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則()a戰(zhàn)車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)師先失重后超重b戰(zhàn)車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受外力不變c戰(zhàn)車(chē)加速過(guò)程中的加速度一定等于減速過(guò)程中的加速度d戰(zhàn)車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為5 m/sad“導(dǎo)師戰(zhàn)車(chē)”沿斜面先加速后減速，戰(zhàn)車(chē)上的導(dǎo)師先失重后超重，a正確；戰(zhàn)車(chē)所受的

2、合外力先沿斜面向下后沿斜面向上，外力不同，b錯(cuò)誤；因不知加速和減速的時(shí)間關(guān)系，故不能判斷兩個(gè)過(guò)程中加速度的大小關(guān)系，c錯(cuò)誤；設(shè)最大速度為vm，則整個(gè)過(guò)程的平均速度為，由tx可得vm5 m/s，d正確2如圖所示的四腳支架經(jīng)常使用在架設(shè)高壓線路、通信的基站塔臺(tái)等領(lǐng)域現(xiàn)有一質(zhì)量為m的四腳支架置于水平地面上，其四根鐵質(zhì)支架等長(zhǎng)，與豎直方向均成角，重力加速度為g，則地面對(duì)每根支架的作用力大小為()a b cmgtan dmgb由結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性可知，四根支架的作用力大小相等，與豎直方向的夾角均為，根據(jù)力的合成與分解知識(shí)可得4fcos mg，解得f，b正確3在離地高h(yuǎn)處，沿豎直方向同時(shí)向上和向下拋出兩個(gè)小球，

3、它們的初速度大小均為v，不計(jì)空氣阻力，兩球落地的時(shí)間差為()a b c da做豎直上拋的小球，再次回到拋出點(diǎn)之后到落到地面上的時(shí)間與向下拋出的小球落地時(shí)間相等，因此兩球落地的時(shí)間差為豎直上拋的小球從拋出到回到拋出點(diǎn)的時(shí)間，故t，選項(xiàng)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(duì)p的壓力f隨時(shí)間的變化圖線；圖乙中k、l、m、n四條圖線是電梯在四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下由電腦獲得的f­t圖線，由圖線分析電梯的運(yùn)動(dòng)情況，下列結(jié)論中正確的是()a由圖線k可知，此時(shí)電梯一定處于勻加速上升狀態(tài)b由圖線l可知，此時(shí)電梯的加速度大小一定等于gc由圖線m可知，此時(shí)電梯一

4、定處于靜止?fàn)顟B(tài)d由圖線n可知，此時(shí)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，c錯(cuò)誤；圖線l的支持力fn2mg，由fnmgma可知，電梯的加速度ag方向豎直向上，b正確；由圖線k可知，物體對(duì)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(lái)越大，a錯(cuò)誤；由圖線n可知，物體對(duì)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(zhǎng)的輕繩懸掛在支架上，一練功隊(duì)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30°，且繩繃緊，則練功隊(duì)員對(duì)沙袋施

5、加的作用力大小為()a bmg cmg dmga如圖，建立直角坐標(biāo)系對(duì)沙袋進(jìn)行受力分析由平衡條件有：fcos 30°tsin 30°0 tcos 30°fsin 30°mg0聯(lián)立可解得： f，故選a.6如圖所示，用完全相同的輕彈簧a、b、c將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧a與豎直方向的夾角為30°，彈簧c水平，則彈簧a、c的伸長(zhǎng)量之比為()a.4b4c12d21d以?xún)汕蚝蛷椈蒪為整體作為研究對(duì)象，整體受重力g、輕彈簧a的彈力fa和輕彈簧c的彈力fc三個(gè)力的作用如圖所示，根據(jù)平衡條件可知，水平方向上有fasin 30°

6、fc，在豎直方向有facos 30°g，又根據(jù)胡克定律可知fakxa，fckxc聯(lián)立解得，選項(xiàng)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(cè)力計(jì)，如圖所示彈簧測(cè)力計(jì)的鉤上懸掛一個(gè)質(zhì)量m4 kg的物體，試分析下列各種情況下電梯具體的運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2)：(1)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)t140 n，且保持不變；(2)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)t232 n，且保持不變；(3)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)t344 n，且保持不變(彈簧均處于伸長(zhǎng)狀態(tài))解析(1)當(dāng)t140 n時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律t1mgma1，解得這時(shí)電梯的加速度a1 m/s20 m/s2，由此可見(jiàn)電梯處于靜止或勻速直

7、線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(2)當(dāng)t232 n時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律t2mgma2，這時(shí)電梯的加速度a2 m/s22 m/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(dāng)t344 n時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律t3mgma3，這時(shí)電梯的加速度a3 m/s21 m/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(yùn)動(dòng)狀態(tài)(2)加速下降或減速上升(3)加速上升或減速下降一、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150 kg的建筑材料被吊車(chē)豎直向上提升過(guò)程的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)圖象，g取10 m/s2，下列判斷正確的是()甲乙a前10

8、s的懸線的拉力恒為1 500 nb46 s末塔吊的材料離地面的距離為22 mc010 s材料處于失重狀態(tài)d在3036 s鋼索最容易發(fā)生斷裂b由圖可知前10 s內(nèi)材料的加速度a0.1 m/s2，由fmgma可解得懸線的拉力為1 515 n，選項(xiàng)a錯(cuò)誤由圖象面積可得整個(gè)過(guò)程材料上升的高度是28 m，下降的高度為6 m,46 s末塔吊的材料離地面的距離為22 m，選項(xiàng)b正確.010 s材料加速度向上，材料處于超重狀態(tài)，f>mg，鋼索最容易發(fā)生斷裂，選項(xiàng)c錯(cuò)誤因3036 s材料加速度向下，材料處于失重狀態(tài)，f<mg，在3036 s鋼索最不容易發(fā)生斷裂，選項(xiàng)d錯(cuò)誤2(多選)如圖所示，小球a放

9、在真空容器b內(nèi)，小球的直徑恰好等于正方體b的邊長(zhǎng)，將它們以初速度v0豎直上拋，a、b一起上升的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()a若不計(jì)空氣阻力，a、b間一定沒(méi)有彈力b若不計(jì)空氣阻力，a、b間一定有彈力c若考慮空氣阻力，a對(duì)b的上板一定有壓力d若考慮空氣阻力，a對(duì)b的下板一定有壓力ac若不計(jì)空氣阻力，整體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，則a對(duì)b沒(méi)有壓力，b對(duì)a也沒(méi)有支持力，故a正確，b錯(cuò)誤；若考慮空氣阻力，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得：上升過(guò)程加速度大于g，再以球a為研究對(duì)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(duì)a的壓力向下，即a對(duì)b的上板

10、一定有壓力，c正確，d錯(cuò)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(duì)物體的靜摩擦力為ff，物體所受的支持力為fn，則()aff和fn都一定減小bff和fn都不一定減小cff不一定減小，fn一定減小dff一定減小，fn不一定減小c對(duì)物體受力分析如圖所示，在y軸方向上，fnfsin gcos 0，由此公式可判斷出當(dāng)f減小時(shí)，fn一定減小，在x軸方向上，若靜摩擦力ff沿斜面向上，則有fffcos gsin 0，可見(jiàn)當(dāng)f減小時(shí)，ff增大；若ff沿斜面向下，則有fcos ffgsin 0，可見(jiàn)當(dāng)f減小時(shí)，ff減小由此可以看出，當(dāng)f減小時(shí)，ff不一

11、定減小，故選項(xiàng)c正確4如圖所示，100個(gè)大小相同、質(zhì)量均為m且光滑的小球，靜止放置于兩個(gè)相互垂直且光滑的平面上平面ab與水平面的夾角為30°.則第2個(gè)小球?qū)Φ?個(gè)小球的作用力大小為()ab48mgc49mgd98mgc以第3個(gè)到第100個(gè)這98個(gè)小球的整體為研究對(duì)象，這個(gè)整體受到三個(gè)力的作用，即重力、斜面的支持力和第2個(gè)小球?qū)Φ?個(gè)小球的作用力，由于整體處于平衡狀態(tài)，那么沿斜面方向的受力應(yīng)平衡，所以有f2398mgsin 30°49mg，故c選項(xiàng)正確二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5(12分)一物體以25 m/s的初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，求：(1)經(jīng)過(guò)2 s位移大小是多

12、少？速度是多少？(2)經(jīng)過(guò)4 s產(chǎn)生的位移大小是多少？路程是多少？(g取10 m/s2)解析(1)物體以25 m/s的初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式，有：xv0tgt225×2 m×10×22 m30 m根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系公式，有：vv0gt25 m/s10×2 m/s5 m/s，方向豎直向上(2)物體上升的時(shí)間為t0 s2.5 s上升的高度為hgt×10×2.52 m31.25 m下降的位移為hg(t1t0)2×10×(42.5)2 m11.25 m故位移為xhh31.25 m11.25 m20 m路程為shh31.25 m11.25 m42.5 m.答案(1)30 m5 m/s，方向豎直向上(2)20 m42.5 m 6(14分)如圖甲所示，風(fēng)箏是借助于風(fēng)對(duì)其作用力和牽線對(duì)其拉力的作用，才得以在空中處于平衡狀態(tài)的如圖乙所示風(fēng)箏平面ab與水平面的夾角為30°，牽線與風(fēng)箏平面ab的夾角為53°，風(fēng)箏質(zhì)量為300 g，求風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力的大小(設(shè)風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力與風(fēng)箏平面垂直，