高中物理1課時(shí)訓(xùn)練22用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題 含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精課時(shí)訓(xùn)練22用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二)題組一共點(diǎn)力作用下的平衡1。物體在共點(diǎn)力作用下,下列說(shuō)法中正確的是（)A.物體的速度在某一時(shí)刻等于零時(shí),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。物體所受合力為零時(shí)，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)解析: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(lái)看，物體所受合外力為零。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)。答案:C2.如圖所示，兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平，所受重力為G，左右兩繩的拉力大小分別為（)A.G和G B。G和GC。G和G D.G和G解析：由對(duì)稱性可知兩繩的拉力大小應(yīng)相等,所以排除C選項(xiàng)；由平衡條件可知豎直方向上2Fcos45°=G，F(xiàn)=G,選項(xiàng)B正確。答案:B3.（多選)如圖所示,電燈懸掛于兩墻壁之間,更換水平繩OA使連接點(diǎn)A向上移動(dòng)，而保持O點(diǎn)的位置不變，則A點(diǎn)向上移動(dòng)時(shí)()A。繩OB的拉力逐漸增大B.繩OB的拉力逐漸減小C.繩OA的拉力先增大后減小D.繩OA的拉力先減小后增大解析：該題是動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，取結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象,繩OA、OB的拉力的合力F與燈的重力G大小相等、方向相反,始終不變.由平行四邊形定則畫(huà)出矢量圖如圖所示。由圖可知,在A點(diǎn)上移的過(guò)程中,先變小后增大,一直減小,故選B、D.答案：BD題組二超重和失重4.下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，能在繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙中完成的是（)A.用天平測(cè)量物體的質(zhì)量B。用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體的重力C。用溫度計(jì)測(cè)艙內(nèi)的溫度D.用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)解析：繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙處于完全失重狀態(tài),處于其中的物體也處于完全失重狀態(tài),物體對(duì)水平支持物沒(méi)有壓力,對(duì)懸掛物沒(méi)有拉力.用天平測(cè)量物體質(zhì)量時(shí)，利用的是物體和砝碼對(duì)盤(pán)的壓力產(chǎn)生的力矩,壓力為0時(shí),力矩也為零,因此在太空實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)不能完成。同理,水銀氣壓計(jì)也不能測(cè)出艙內(nèi)壓強(qiáng)。物體處于失重狀態(tài)時(shí)，對(duì)懸掛物沒(méi)有拉力，因此彈簧測(cè)力計(jì)不能測(cè)出物體的重力。溫度計(jì)是利用了熱脹冷縮的性質(zhì)，因此可以測(cè)出艙內(nèi)溫度.故只有選項(xiàng)C正確。答案：C5。下列說(shuō)法中正確的是()A。體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B。蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過(guò)程中都處于失重狀態(tài)C.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D。游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)解析:當(dāng)加速度方向豎直向下時(shí),物體處于失重狀態(tài)；當(dāng)加速度方向豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài).蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下降的過(guò)程中加速度方向均豎直向下,且a=g，為完全失重狀態(tài)，所以B項(xiàng)正確。而A、C、D三項(xiàng)中運(yùn)動(dòng)員均為平衡狀態(tài),F=mg，既不超重也不失重。答案:B6。如圖所示,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)容器在下述幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持平動(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)中小孔不向下漏水解析:題中幾種運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體分析，都只受重力作用,運(yùn)動(dòng)加速度為g,方向向下，容器中的水處于完全失重，對(duì)容器底部無(wú)壓力。故在底部的小孔處水不會(huì)漏出。答案：D7。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：(1)站在地面上的人，最大舉力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—=(10-)m/s2=2。5m/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=kg=48kg.答案：(1)2.5m/s2（2)48kg（建議用時(shí)：30分鐘）1.(多選)下列幾種情況中,物體處于平衡狀態(tài)的是(）A。靜止在粗糙平面上的物體B.沿光滑斜面自由下滑的物體C.豎直上拋的物體在到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)D.在不光滑的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的木塊解析:物體處于平衡狀態(tài)的條件是所受合力為零,其表現(xiàn)為靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，因而A、D兩項(xiàng)正確.又因沿斜面自由下滑的物體，其加速度為a=gsinθ;上拋運(yùn)動(dòng)的物體在最高點(diǎn)時(shí)v=0，但a=g,并非平衡狀態(tài)，故B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：AD2。如圖所示,粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑,斜劈保持靜止,則地面對(duì)斜劈的摩擦力()A.等于零B。不為零，方向向右C。不為零,方向向左D.不為零，v0較大時(shí)方向向左，v0較小時(shí)方向向右解析：物塊勻速下滑,由平衡條件可知物體受到斜劈的作用力的合力豎直向上,根據(jù)牛頓第三定律可知物塊對(duì)斜劈的作用力的合力豎直向下,故斜劈沒(méi)有相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，即不受地面對(duì)它的摩擦力，選項(xiàng)A正確.答案:A3.某物體受四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),保持其他三個(gè)力的大小和方向均不變，使另一個(gè)大小為F的力的方向轉(zhuǎn)過(guò)90°,則欲使物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須再加上一個(gè)大小為多少的力（）A.F B。F C。2F D。3F解析：物體受四個(gè)力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，F(xiàn)與其余三個(gè)力的合力等大、反向，設(shè)為F’,當(dāng)F轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，F(xiàn)'與F夾角為90°,又F’=F，兩力的合力F合=F,故需加一個(gè)大小為F的力。答案：B4.如圖所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī)。三腳架的三根輕質(zhì)支架等長(zhǎng)，與豎直方向均成30°角,則每根支架承受的壓力大小為(）A.mg B。mgC.mg D。mg解析:設(shè)每根支架對(duì)照相機(jī)的支持力大小均為FN,由受力平衡得3FNcos30°=mg,解得FN=mg,由牛頓第三定律可知支架承受的壓力大小也為mg,選項(xiàng)D正確。答案：D5。如圖所示,在托盤(pán)測(cè)力計(jì)上放一個(gè)重力為5N的斜木塊，斜木塊的斜面傾角為37°，現(xiàn)將一個(gè)重量為5N的小鐵塊無(wú)摩擦地從斜面頂端滑下，在小鐵塊下滑的過(guò)程中,測(cè)力計(jì)的示數(shù)為（g取10N/kg）(）A。8。2N B。7N C。7。4N D.10N解析:小鐵塊對(duì)斜面壓力的豎直分量和斜面的重力之和是對(duì)托盤(pán)的壓力FN=G·cos37°·sin37°+Mg=(5×0.8×0。6+5）N=7.4N,小鐵塊對(duì)斜面壓力的水平分量產(chǎn)生對(duì)托盤(pán)的水平方向的靜摩擦力,從而在托盤(pán)與測(cè)力計(jì)的水平的接觸桿間產(chǎn)生彈力,而不能測(cè)量，甚至影響測(cè)量,故C正確.答案:C6.(多選)在由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)的電梯里，某同學(xué)把一測(cè)量加速度的小探頭(重力不計(jì))固定在一個(gè)質(zhì)量為1kg的手提包上進(jìn)入電梯，到達(dá)某一樓層后停止。該同學(xué)將采集到的數(shù)據(jù)分析處理后列在下表中:物理模型勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間段（s）3。083.0加速度（m/s2）0.400-0.40為此,該同學(xué)在計(jì)算機(jī)上畫(huà)出了很多圖象,請(qǐng)你根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學(xué)知識(shí)判斷下列所示的圖象(設(shè)F為手提包受到的拉力,g取9。8m/s2）中正確的是(）解析：由題意可知，電梯在14s內(nèi)一直向上運(yùn)動(dòng),位移x一直增大,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；前3s做勻加速直線運(yùn)動(dòng),最后3s做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小不隨時(shí)間改變,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)A正確；由F1—mg=ma1，F(xiàn)1=m(g+a1）=10.2N,中間8s內(nèi)，F(xiàn)2=mg=9。8N，最后3s內(nèi)，F(xiàn)3—mg=ma2，F(xiàn)3=m（g+a2）=9.4N,故選項(xiàng)C正確。答案:AC7。（多選)原來(lái)做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)，有一被伸長(zhǎng)的彈簧拉住的具有一定質(zhì)量的物體A，物體A靜止在地板上，如圖所示?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)物體A突然被彈簧拉向右方,由此可判斷，此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況可能是(）A.加速上升 B.減速上升C.加速下降 D。減速下降解析:升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體A靜止在升降機(jī)的地板上，說(shuō)明物體A受到的靜摩擦力與彈簧的拉力平衡。物體A突然被彈簧拉向右方，說(shuō)明摩擦力減小，其原因只能是物體A與地板間的正壓力減小，物體A處于失重狀態(tài),具有向下的加速度,即升降機(jī)可能減速上升或加速下降.答案：BC8.半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的豎直擋板MN，在P和MN之間放有一個(gè)光滑均勻的小圓柱體Q，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示是這個(gè)裝置的截面圖，若用外力使MN保持豎直且緩慢地向右移動(dòng)，在Q落到地面以前,發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止.在此過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（)A。MN對(duì)Q的彈力逐漸減小B。Q所受的合力逐漸增大C。地面對(duì)P的摩擦力逐漸增大D。P、Q間的彈力先減小后增大解析：對(duì)Q進(jìn)行受力分析如圖所示，Q受重力（G)、P對(duì)它的支持力(FN)、擋板對(duì)它的彈力（F）。FN=，F(xiàn)=Gtanα。當(dāng)MN保持豎直且緩慢地向右移動(dòng)時(shí)，α變大,FN、F均變大，但Q所受合力為0，故選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò);將P、Q看作一個(gè)整體,因水平方向擋板對(duì)它們的彈力F變大,故地面對(duì)P的摩擦力逐漸增大,選項(xiàng)C正確。答案:C9。某人在a=2m/s2勻加速下降的升降機(jī)中最多能舉起m1=75kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多大質(zhì)量的物體？若此人在一勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起m2=50kg的物體,則此升降機(jī)上升的加速度為多大?(g取10m/s2）解析：設(shè)此人在地面上的最大“舉力"是F,那么他在以不同的加速度運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中最大“舉力”仍為F，以物體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,物體的受力示意圖如圖所示，且物體運(yùn)動(dòng)的加速度和升降機(jī)相同.當(dāng)升降機(jī)以加速度a1=2m/s2勻加速下降時(shí),對(duì)物體有m1g-F=m1a1,F=m1（g-a1)，得F=75×(10-2）N=600N。設(shè)人在地面上最多可舉起質(zhì)量為m0的物體，則F=m0g，m0=kg=60kg。當(dāng)升降機(jī)以a2勻加速上升時(shí),對(duì)物體有F—m2g=m2a2，a2=-g=m/s2=2m/s2。所以升降機(jī)勻加速上升的加速度大小為2m/s2。答案:60kg2m/s210.如圖所示，用不可伸長(zhǎng)的輕繩AC和BC吊起一質(zhì)量不計(jì)的沙袋,繩AC和BC與天花板的夾角分別為60°和30°.現(xiàn)緩慢往沙袋中注入沙子。重力加速度g取10m/s2.（1)當(dāng)注入沙袋中的沙子質(zhì)量m=10kg時(shí),求繩AC和BC上的拉力大小FAC和FBC。（2）若繩AC能承受的最大拉力為150N，繩BC能承受的最大拉力為100N，為使繩不斷裂,求注入沙袋中沙子質(zhì)量的最大值M。解析:裝置受力圖如圖