人民教育出版必修一46《用牛頓定律解決問題目一》同步試題目6

1、希望中學(xué)2010-2011高中物理同步練習(xí)3.2 兩類動力學(xué)問題 超重和失重1在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學(xué)站在體重計上，體重計示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動過程中，某一段時間內(nèi)小芳同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖1所示，在這段時間內(nèi)下列說法中正確的是() 圖1A小芳同學(xué)所受的重力變小了B小芳對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C電梯一定在豎直向下運(yùn)動D電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下解析：曉敏在這段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對體重計的壓力變小了，而曉敏的重力沒有改變，A選項錯；曉敏對體重計的壓力與體重計對曉敏的支持力是一對作用力與反作用力，大小一定相等，B選項錯，以豎

2、直向下為正方向，有：mgFma，即50g40g50a，解得ag/5，方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，C選項錯，D選項正確答案：D22008年9月25日，“神舟七號”載人飛船成功發(fā)射，設(shè)近地加速時，飛船以5g的加速度勻加速上升，g為重力加速度則質(zhì)量為m的宇航員對飛船底部的壓力為()A6mg B5mg C4mg Dmg解析：以人為研究對象，進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可知，F(xiàn)mgma，則Fm(ga)6mg，再由牛頓第三定律可知，人對飛船底部的壓力為6mg.答案：A3圖2在箱式電梯里的臺秤秤盤上放著一物體，在電梯運(yùn)動過程中，某人在不同時刻拍了甲、乙和丙三張照片，如圖2所示，

3、乙圖為電梯勻速運(yùn)動的照片。從這三張照片可判定()A拍攝甲照片時，電梯一定處于加速下降狀態(tài)B拍攝丙照片時，電梯一定處于減速上升狀態(tài)C拍攝丙照片時，電梯可能處于加速上升狀態(tài)D拍攝甲照片時，電梯可能處于減速下降狀態(tài)答案：D4(2010·江蘇阜寧中學(xué)調(diào)研)如圖3所示為學(xué)校操場上一質(zhì)量不計的豎直滑桿，滑桿上端固定，下端懸空，為了研究學(xué)生沿桿的下滑情況，在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可顯示桿頂端所受拉力的大小，現(xiàn)有一學(xué)生(可視為質(zhì)點)從上端由靜止開始滑下，5 s末滑到桿底時速度恰好為零，從學(xué)生開始下滑時刻計時，傳感器顯示拉力隨時間變化情況如圖328所示，g取10 m/s2，求：(1)該學(xué)生下滑過程

4、中的最大速率；(2)圖中力F1的大?。?3)滑桿的長度解析：(1)由于人靜止后受拉力F500 N，可知，mg500 N.在01 s內(nèi)，人受拉力F380 N，人做加速運(yùn)動，由牛頓第二定律可得：mgFma1，a12.4 m/s2，v1a1t12.4 m/s.(2)1 s5 s內(nèi)人做減速運(yùn)動，a2t2a1t1，a20.6 m/s2，由牛頓第二定律可得：F1mgma2，F(xiàn)1530 N.(3)La1ta2t6 m.答案：(1)2.4 m/s(2)530 N(3)6 m5.圖4如圖4所示為某鋼鐵廠的鋼錠傳送裝置，斜坡長為 L20 m，高為h2 m，斜坡上緊排著一排滾筒長為l8 m、質(zhì)量為m1×1

5、03 kg的鋼錠ab放在滾筒上，鋼錠與滾筒間的動摩擦因數(shù)為0.3，工作時由電動機(jī)帶動所有滾筒順時針勻速轉(zhuǎn)動，使鋼錠沿斜坡向上移動，滾筒邊緣的線速度均為v4 m/s.假設(shè)關(guān)閉電動機(jī)的瞬時所有滾筒立即停止轉(zhuǎn)動，鋼錠對滾筒的總壓力近似等于鋼錠的重力取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭10 m/s2.試求：(1)鋼錠從坡底(如圖4所示位置)由靜止開始運(yùn)動，直到b端到達(dá)坡頂所需的最短時間(2)鋼錠從坡底(如圖4所示位置)由靜止開始運(yùn)動，直到b端到達(dá)坡頂?shù)倪^程中電動機(jī)至少要工作多長時間？解析：(1)鋼錠開始受到的滑動摩擦力為Ffmg3×103 N由牛頓第二定律有Ffmgsin ma1，解得a12 m/s2鋼錠做

6、勻加速運(yùn)動的時間t12 s，位移x1a1t4 m要使b端到達(dá)坡頂所需要的時間最短，需要電動機(jī)一直工作，鋼錠先做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)它的速度等于滾筒邊緣的線速度后，做勻速直線運(yùn)動鋼錠做勻速直線運(yùn)動的位移x2Llx18 m，做勻速直線運(yùn)動的時間t22 s，所需最短時間tt1t24 s.(2)要使電動機(jī)工作的時間最短，鋼錠的最后一段運(yùn)動要關(guān)閉電動機(jī)，鋼錠勻減速上升，b端到達(dá)坡頂時速度剛好為零勻減速上升時Ffmgsin ma2，解得a24 m/s2.勻減速運(yùn)動時間t31 s，勻減速運(yùn)動位移x3t32 m，勻速運(yùn)動的位移x4Llx1x36 m，電動機(jī)至少要工作的時間tt13.5 s.答案：(1)4 s(2

7、)3.5 s 1.圖5汶川大地震后，為解決災(zāi)區(qū)群眾的生活問題，黨和國家派出大量直升機(jī)空投救災(zāi)物資有一直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有物資的箱子，如圖5所示設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)在箱子下落過程中，下列說法正確的是()A箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力B箱子剛投下時，箱內(nèi)物體受到的支持力最大C箱子接近地面時，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大D若下落距離足夠長，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”解析：因為下落速度不斷增大，而阻力fv2，所以阻力逐漸增大，當(dāng)fmg時，物體開始勻速下落以箱和物體為整體：(Mm)gf(Mm)a，f

8、增大則加速度a減小對物體：MgFNma，加速度減小，則支持力FN增大所以物體后來受到的支持力比開始時要增大，不可能“飄起來”答案：C2.圖6某物體做直線運(yùn)動的vt圖象如圖6所示，據(jù)此判斷下圖(F表示物體所受合力，x表示物體的位移)四個選項中正確的是()解析：從vt圖象中可以看出，物體在02 s內(nèi)做初速度為零的勻加速運(yùn)動，合力與速度方向一致且為恒力，在2 s6 s內(nèi)加速度方向與前2 s內(nèi)速度方向相反，合外力方向與前2 s內(nèi)速度方向相反，故A錯誤、B正確；由于加速度a恒定，所以勻加速運(yùn)動范圍內(nèi)位移x與時間是二次函數(shù)關(guān)系，且4 s末的位移不為0，故C、D項錯答案：B3.圖72008北京奧運(yùn)會取得了舉

9、世矚目的成功，某運(yùn)動員(可看作質(zhì)點)參加跳板跳水比賽，t0是其向上起跳瞬間，其速度與時間關(guān)系圖象如圖7所示，則()At1時刻開始進(jìn)入水面 Bt2時刻開始進(jìn)入水面Ct3時刻已浮出水面 D0t2的時間內(nèi)，運(yùn)動員處于失重狀態(tài)解析：跳水運(yùn)動員離開跳板向上跳起，做減速運(yùn)動，到達(dá)最高點后，開始向下做勻加速運(yùn)動，直到剛進(jìn)入水面，速度達(dá)到最大，進(jìn)入水面后，又受到水的阻力，開始做減速運(yùn)動，直至速度減小到零，根據(jù)圖象可知，t2時刻速度最大，所以t2時刻開始進(jìn)入水面，故A項錯誤，B項正確；t3時刻速度為零，是在水中減速結(jié)束的時刻，故C項錯誤；跳水運(yùn)動員離開跳板到剛開始進(jìn)入水中時，都是只受重力，加速度等于重力加速度，

10、方向向下，處于失重狀態(tài)，故D項正確答案：BD4質(zhì)量為1噸的汽車在平直公路上以10 m/s的速度勻速行駛，阻力大小不變從某時刻開始，汽車牽引力減少2 000 N，那么從該時刻起經(jīng)過6 s，汽車行駛的路程是()A50 m B42 m C25 m D24 m答案：C5.圖8如圖8所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙傳送帶上，物體距傳送帶左端的距離為L，穩(wěn)定時繩與水平方向的夾角為，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度作逆時針轉(zhuǎn)動時(v1v2)，繩中的拉力分別為F1、F2；若剪斷細(xì)繩時，物體到達(dá)左端的時間分別為t1、t2，則下列說法正確的是()AF1F2 BF1F2Ct1一定大于t2 Dt1可能等于t2

11、解析：皮帶以不同的速度運(yùn)動，物體所受的滑動摩擦力相等，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故F1F2.物體在兩種不同速度下運(yùn)動時有可能先加速再勻速，也可能一直加速，故t1可能等于t2.答案：BD6.圖9質(zhì)量為M的光滑圓槽放在光滑水平面上，一水平恒力F作用在其上促使質(zhì)量為m的小球靜止在圓槽上，如圖3214所示，則()A小球?qū)A槽的壓力為B小球?qū)A槽的壓力為C水平恒力F變大后，如果小球仍靜止在圓槽上，小球?qū)A槽的壓力增加D水平恒力F變大后，如果小球仍靜止在圓槽上，小球?qū)A槽的壓力減小解析：利用整體法可求得系統(tǒng)的加速度為a，對小球利用牛頓第二定律可得：小球?qū)A槽的壓力為 ，可知只有C選項正確答案：C7圖10(201

12、0·濰坊高三教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖3215所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為，以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)tan ，則圖10中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是()解析：對m開始時加速度a1gcos gsin .達(dá)到共同速度時，物體的摩擦力方向由沿斜面向下變?yōu)檠匦泵嫦蛏弦院笪矬w運(yùn)動的加速度a2gsin gcos ，顯然a1>a2，只有圖象D正確答案：D8.圖11如圖11是一種升降電梯的示意圖，A為載人箱，B為平衡重物，它們的質(zhì)量均為M，上下均由跨過滑輪的鋼索系住，在電動機(jī)的牽引下使電梯上下運(yùn)動如果電梯中人的

13、總質(zhì)量為m，勻速上升的速度為v，電梯即將到頂層前關(guān)閉電動機(jī)，依靠慣性上升h高度后停止，在不計空氣和摩擦阻力的情況下，h為()A. B.C. D.解析：關(guān)閉電動機(jī)后，載人箱A受到B對A的向上的拉力為Mg，A及人的總重力為(Mm)g，載人箱A加速度大小為ag，由2ahv2得h，選項B正確設(shè)B對A拉力FT對B：FTMgMa對A：FT(Mm)g(Mm)a，a由V22ah得h，D選項正確答案：BD9.圖12兩個完全相同的物塊A、B，質(zhì)量均為m0.8 kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度從同一位置開始運(yùn)動圖12中的兩條直線分別表示A物塊受到水平拉力F作用和B物塊不受拉力作用的vt圖象，求：(1)物塊A所

14、受拉力F的大?。?2)8 s末物塊A、B之間的距離x.解析：(1)設(shè)A、B兩物塊的加速度分別為a1、a2，由vt圖象可得：a1 m/s20.75 m/s2a2 m/s21.5 m/s2負(fù)號表示加速度方向與初速度方向相反對A、B兩物塊分別由牛頓第二定律得：FFfma1Ffma2由式可得：F1.8 N.(2)設(shè)A、B兩物塊8 s內(nèi)的位移分別為x1、x2由圖象得：x1×(612)×872 m，x2×6×412 m，所以xx1x260 m.答案：(1)1.8 N(2)60 m10.圖13如圖3218為一滑梯的示意圖，滑梯的長度AB為L5.0 m，傾角37

15、6;.BC段為與滑梯平滑連接的水平地面一個小孩從滑梯頂端由靜止開始滑下，離開B點后在地面上滑行了s2.25 m后停下小孩與滑梯間的動摩擦因數(shù)為0.3.不計空氣阻力取g10 m/s2.已知sin 37°0.6，cos 37°0.8.求：(1)小孩沿滑梯下滑時的加速度a的大?。?2)小孩滑到滑梯底端B時的速度v的大??；(3)小孩與地面間的動摩擦因數(shù).解析：(1)小孩受力如右圖所示由牛頓運(yùn)動定律得mgsin FNma，F(xiàn)Nmgcos 0解得agsin gcos 3.6 m/s2.(2)由v22aL，求出v6 m/s.(3)由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得0v22as，由牛頓第二定律得mgm

16、a，解得0.8.答案：(1)3.6 m/s2(2)6 m/s(3)0.811.圖14如圖14所示，長L1.5 m，高h(yuǎn)0.45 m，質(zhì)量M10 kg的長方體木箱，在水平面上向右做直線運(yùn)動當(dāng)木箱的速度v03.6 m/s時，對木箱施加一個方向水平向左的恒力F50 N，并同時將一個質(zhì)量m1 kg的小球輕放在距木箱右端的P點(小球可視為質(zhì)點，放在P點時相對于地面的速度為零)，經(jīng)過一段時間，小球脫離木箱落到地面木箱與地面的動摩擦因數(shù)為0.2，其他摩擦均不計取g10 m/s2.求：(1)小球從離開木箱開始至落到地面所用的時間；(2)小球放在P點后，木箱向右運(yùn)動的最大位移；(3)小球離開木箱時木箱的速度解析：(1)小球從離開木箱開始至落到地面所用的時間由hgt2，t s0.3 s.(2)小球放到