新人教版物理必修1：用牛頓運(yùn)動定律解決問題

1、第七節(jié)用牛頓運(yùn)動定律解決問題（二）對應(yīng)學(xué)生用書P61（建議用時：30分鐘）一、選擇題1（平衡狀態(tài)）在微信、微博與QQ空間里曾經(jīng)流傳著這樣一種說法：在電子秤下面墊上泡沫箱，電子秤穩(wěn)定后示數(shù)會比物體的實(shí)重大，這是經(jīng)商者欺詐消費(fèi)者的手段。請依據(jù)所學(xué)物理知識判斷，下列說法中正確的是（）A泡沫箱質(zhì)地較軟，電子秤稱量時下陷，導(dǎo)致示數(shù)增大，因此此說法是真實(shí)的B稱量物品時電子秤與物品處于穩(wěn)定的超重狀態(tài)，示數(shù)增大，因此此說法是真實(shí)的C與所稱量物品以及泡沫厚度有關(guān)，示數(shù)可能會增大也可能減小，因此此說法是虛假的D.根據(jù)平衡知識，示數(shù)體現(xiàn)的是真實(shí)的物重，因此此說法是虛假的答案D解析當(dāng)電子秤穩(wěn)定后物體的重力大小等于對電

2、子秤的壓力大小，所以D正確。2（平衡狀態(tài)）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刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài)B. 物體相對另一物體保持靜止時，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)動時，物體處于平衡狀態(tài)答案C解析處于平衡狀態(tài)的物體，從運(yùn)動形式上是處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，從受力上來看，物體所受合力為零。某一時刻速度為零的物體，受力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，A錯誤；物體相對于另一物體靜止時，該物體不一定靜止，如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動時，該物體也做變速運(yùn)動，此物體處于非平衡狀態(tài),故B錯誤；C項(xiàng)符合平衡條件的判斷，正確

3、；物體做勻加速運(yùn)動，所受合力不為零，故不是平衡狀態(tài)，D錯誤。(平衡狀態(tài))如圖所示，三根輕繩分別系住質(zhì)量為mi、m2、m3的物體，它們的另一端分別通過光滑的定滑輪系于0點(diǎn)，整體裝置處于平衡狀態(tài)時，0A與豎直方向成30°角，0B處于水平狀態(tài)，貝U()A.mi:m2:m3=i:2:3B.mi:m2:m3=3:4:5C.mi:m2:m3=2:3:iD.mi:m2:m3=,3:2:i答案C對結(jié)點(diǎn)0受力分析，0點(diǎn)受到三根繩子的拉力如圖所示根據(jù)三角形的知識有：侍=COS30=今Fb01己=sin30根據(jù)三力平衡條件可知，F(xiàn)b和Fc的合力F與Fa等值反向，所以有Fc並Ea=2Fb1Fa=2則Fa：F

4、c：Fb=2:3:1根據(jù)定滑輪兩端拉力相等，有：Fa=mig,Fb=m3g,Fc=m2g所以：mi：m2：m3=2：,3：10故C正確。4.（超重、失重）如圖所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面的臺秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端，穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F，若彈簧秤的質(zhì)量不計，下列說法正確的是（）A甲同學(xué)處于超重狀態(tài)，乙同學(xué)處于失重狀態(tài)B臺秤P的讀數(shù)為mgFC臺秤Q的讀數(shù)為mg2FD.兩臺秤的讀數(shù)之和為2mg答案D解析由題意可知兩人均處于靜止?fàn)顟B(tài)，故兩人一定處于平衡狀態(tài)，不會超重或失重，故A錯誤；對甲受力分析，甲受重力、支持力及彈簧秤向下的拉力，則有甲受到的支持力為

5、mg+F，故B錯誤；對乙分析，乙受到的拉力向上，故臺秤的示數(shù)為mgF，故C錯誤；將兩人做為整體分析，整體受重力、支持力,故兩臺秤的示數(shù)之和為2mg，故D正確。5.（超重、失重）（多選）如圖所示，升降機(jī)的水平底面上放有重為G的物體，升降機(jī)底面對它的支持力大小為N,它對升降機(jī)底面的壓力大小為F，下列說法正確的是（）A不管升降機(jī)怎樣運(yùn)動，總有F>NB當(dāng)升降機(jī)自由下落時，N=0,F=0C當(dāng)N>G時，物體超重，升降機(jī)的速度一定向上D當(dāng)N>G時，物體超重，升降機(jī)的加速度一定向上答案BD解析不管升降機(jī)怎樣運(yùn)動，總有F二N,故A錯誤；當(dāng)升降機(jī)自由下落時,a=g,處于完全失重狀態(tài)，N=0，F(xiàn)=

6、0,故B正確；N>G，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度方向向上，升降機(jī)可能向上做加速運(yùn)動，也可能向下做減速運(yùn)動，故C錯誤，D正確，故選B、D（動態(tài)平衡）（多選）如圖所示，小球用細(xì)繩系住放置在傾角為B的光滑斜面上，當(dāng)細(xì)繩由水平方向逐漸向上偏移時，細(xì)繩上的拉力F2和斜面對小球的支持力Fi將（）A. Fi逐漸增大BFi逐漸減小C.F2先增大后減小D.F2先減小后增大答案BD解析以小球?yàn)檠芯繉ο?，小球受到重力G、斜面的支持力Fi和細(xì)繩的拉力F2三個力作用，畫出受力分析圖，作出支持力Fi和拉力F2的合力，根據(jù)平衡條件可知它們的合力與重力大小相等、方向相反，保持不變，分別作出細(xì)繩在1、2、3三個位置力的合

7、成圖，由圖可知：細(xì)繩的拉力F2先減小后增大，斜面的支持力Fi逐漸減小，B、D正確。（超重、失重）（多選）如圖所示，站在自動扶梯上的人隨扶梯斜向上做加速運(yùn)動，關(guān)于人受到的作用力，以下說法正確的是（）A摩擦力為零B. 摩擦力方向水平向右C. 支持力等于重力D支持力大于重力答案BD解析人隨扶梯加速向上運(yùn)動，即人的加速度沿扶梯斜面向上，此加速度可分解為水平向右和豎直向上的分加速度ai和a2,如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律，人在水平方向上的合力水平向右，此力即為人受到的摩擦力，A錯誤，B正確。人有豎直向上的加速度a2,故他處于超重狀態(tài)，所受支持力大于重力，C錯誤，D正(超重、失重)如圖所示，質(zhì)量為mi=2k

8、g的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為M=5kg的箱子B相連，箱子底板上放一質(zhì)量為m2=1kg的物體C,不計定滑輪的質(zhì)量和一切阻力，在箱子加速下落的過程中，取g=10m/s2,下列說法正確的是()A物體A處于失重狀態(tài)，加速度大小為10m/s2B物體A處于超重狀態(tài)，加速度大小為20m/s2C物體C處于失重狀態(tài)，對箱子的壓力大小為5ND輕繩對定滑輪的作用力大小為80N答案C解析以A為研究對象，由牛頓第二定律得：Ftmig=mia，以B、C整體為研究對象得：(M+m2)gFt'=(M+m2)a'，又Ft'=Ft，a'=a，由以上2一幾式得(M+m2)gmig=(M+mi

9、+m2)a，則加速度為a=5m/s，A、B錯誤；隔離C，對于C有m2gFn=m2a，即Fn=5N，根據(jù)牛頓第三定律，C對箱子的壓力Fn'=Fn=5N,C正確；隔離A，對于A有Ftmig=mia，即Ft=30N，輕繩對定滑輪的作用力大小為F=2Ft=60N，D錯誤、非選擇題(按照題目要求作答，計算題須寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計算的題注明單位)9. (動態(tài)分析)如圖所示，三角形輕支架ABC的邊長AB=20cm，BC=15cm。在A點(diǎn)通過細(xì)繩懸掛一個重為G=30N的物體，則AB桿所受拉力大小為多少？AC桿所受壓力大小為多少？答案40N50N解析物體受重力G和細(xì)繩的拉

10、力F平衡，故F=G=30No由于A點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，故A點(diǎn)所受細(xì)繩的拉力F、桿AB的拉力Fi、桿AC的支持力F2合力FiabF2ACAB20為零。由于abcs/ade，則=bc，f=BC，解得Fi=Bcf=30n=40n,F2=AcF=ABBBCF=1|x30N=50N。貝UAB桿所受拉力大小Fi'=Fi=40N,AC桿所受壓力大小F2'=F2=50No10. （平衡狀態(tài)）有一小甲蟲，在半徑為r的半球殼形碗中向上爬，設(shè)蟲足與碗壁間的動摩擦因數(shù)為尸0.75。貝尼能爬到的最高點(diǎn)離碗底多高？解析答案對甲蟲爬到最高點(diǎn)時進(jìn)行受力分析，如圖所示,Ff=yF=口nmg）s由受力平衡知Ff=mg

11、sin0由式解得0=37離碗底咼度h=rrcos37=0.2r。11. （超重、失重）某人在地面上最多能舉起60kg的重物，則當(dāng)此人站在以5m/s2的加速度加速上升的升降機(jī)中，最多能舉起的物體的質(zhì)量是多少？（g取10m/s)答案40kg解析當(dāng)人在地面上舉起重物時，對重物分析，由牛頓第二定律得F-mg=0,在升降機(jī)內(nèi)舉起物體時，由于升降機(jī)具有豎直向上的加速度，故物體也具有相同的豎直向上的加速度，而人對外提供的最大力是不變的，對物體由牛頓第二定律得Fm'g=m'a，解得m'=40kg。所以，在加速上升的升降機(jī)內(nèi)，人能舉起的物體的最大質(zhì)量為40kg。序平笊引力p12.(綜合)

12、滑板運(yùn)動是一項(xiàng)非常刺激的水上運(yùn)動。研究表明，在進(jìn)行滑板運(yùn)動時，水對滑板的作用力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)動中，在水平牽引力F作用下，當(dāng)滑板和水面的夾角A37°寸(如圖)，滑板做勻速直線運(yùn)動，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=0.6,忽略空氣阻力)水平牽引力的大??；(2)滑板的速率。答案(1)810N(2)5m/s解析(1)以滑板和人為研究對象，其受力如圖所示由共點(diǎn)力平衡條件可得Fncos0=mgFNsinF由聯(lián)立得：F=810N(2)Fn=m°且Fn=kv2,得v

13、=氣/.mg=5m/s。cosB'':kcosB13.(綜合)某大型游樂場內(nèi)，有一種能使人體驗(yàn)超重、失重感覺的大型娛樂設(shè)施。該設(shè)施用電梯將乘坐有十多人的座艙懸停在幾十米的高空處，然后讓座艙從高空自由落下(此時座艙受到的阻力極小，可忽略)，當(dāng)落至一定位置時，良好的制動系統(tǒng)開始工作，使座艙落至地面時剛好停止。假設(shè)座艙開始下落時的高度為80m,當(dāng)下落至距地面30m時，開始對座艙進(jìn)行制動，并認(rèn)為座艙的制動過程是勻減速運(yùn)動。(1) 當(dāng)座艙從開始下落了20m時，質(zhì)量是60kg的人對座艙的壓力為多大？試說明理由。(2) 當(dāng)座艙下落到距離地面10m位置時，人對座艙的壓力與人所受到的重力之比是多少？(g取10m/s2)答案見解析(2)8:3解析設(shè)座艙距地面30m時速度為v，E=50m，h2=30m。(1) 開始自由下落