2018_2019学年高中物理第四章牛顿运动定律4_7用牛顿运动定律解决问题二课时作业新人教版.docx

4-7 用牛顿运动定律解决问题（二）A组：合格性水平训练1平衡状态在下图中，能表示物体处于平衡状态的是()答案C解析物体处于平衡状态是指物体保持静止(F合0，v0)或匀速直线运动状态(F合0，a0，v不变)，可判断只有C正确。2超重、失重(多选)一个重为600 N的人站在电梯中，此人对电梯地板的压力为700 N，则此电梯的运动情况可能是()A加速上升 B减速上升 C加速下降 D减速下降答案AD解析由牛顿第二定律FNmgma知人处于超重状态，电梯加速度向上，故可能加速上升，也可能减速下降，A、D正确。3超重、失重下列说法正确的是()A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态答案B解析从受力上看，失重物体所受合外力向下，超重物体所受合外力向上；从加速度上看，失重物体的加速度向下，而超重物体的加速度向上。A、C、D中的各运动员所受合外力为零，加速度为零，只有B中的运动员处于失重状态。4平衡状态一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角30的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，物体能处于平衡状态的是(g10 m/s2)()A仅甲图 B仅乙图C仅丙图 D甲、乙、丙图答案B解析物体受三个力的作用：重力、支持力、沿斜面向上的力。重力沿斜面向下的分力大小为15 N，故只有乙图中能保持平衡，B正确。5超重、失重应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如：平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度答案D解析物体由静止开始向上运动时，物体和手掌先一起加速向上，物体处于超重状态，之后物体和手掌分离前，应减速向上，物体处于失重状态，故A、B错误。当物体和手分离的瞬间，二者速度相同，又因均做减速运动，故分离条件为a手a物，分离瞬间物体的加速度等于重力加速度，则手的加速度大于重力加速度，D正确，C错误。6. 动态分析如图所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止，现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且仍处于静止状态，则与原来相比()A挡板对球的弹力增大 B滑块对球的弹力增大C斜面对滑块的弹力不变 D拉力F减小答案C解析以球为研究对象，球受重力、挡板沿斜面向上的支持力和滑块对它的支持力作用。当滑块被平行于斜面向上拉过一小段距离的过程中，球始终处于平衡状态，三个力合力始终为零。当向上拉动滑块时，滑块对球的支持力的方向发生变化，挡板对球的支持力方向不变，如图所示，由图解法可知挡板对球的支持力变小，滑块对球的支持力也变小，所以A、B错误；以球和滑块进行整体受力分析：整体重力不变，所以斜面对滑块的支持力N1(mM)gcos不变；挡板沿斜面向上的支持力N2减小，根据(mM)gsinFN2不变，所以拉力F增大，所以C正确，D错误。7. 超重、失重如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)，到回到出发点的过程中，下列说法正确的是()A上升过程A、B处于超重状态，下降过程A、B处于失重状态B上升和下降过程A、B两物体均为完全失重C上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力答案B解析以A、B整体为研究对象：在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为g，方向竖直向下，故全过程A、B都处于完全失重状态，A错误，B正确。再以A为研究对象：因加速度为g，方向竖直向下，由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用，即A和B之间没有作用力，故C、D错误。8. 平衡状态如图所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.1 B2C. D1答案B解析物块受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff，已知物块处于平衡状态，根据平衡条件，有F1cos60(mgF1sin60)，F2cos30(mgF2sin30)，联立解得2。选项B正确。9综合(多选)如图所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲起立的动作时记录的力随时间变化的图线。由图线可知()A该同学体重约为650 NB该同学做了两次下蹲起立的动作C该同学做了一次下蹲起立的动作，且下蹲后约2 s起立D下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态答案AC解析由图线可知该同学体重约为650 N，A正确。人下蹲动作有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，故下蹲时应先失重再超重。起立时应先超重再失重，由对应图象可知，该同学做了一次下蹲起立的动作，B、D错误。由图象看出两次超重的时间间隔约为2 s，这就是人蹲下后持续的时间，C正确。B组：等级性水平训练10. 综合(2015重庆高考)若货物随升降机运动的vt图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是()答案B解析根据vt图象可知升降机的运动情况：加速下降匀速下降减速下降加速上升匀速上升减速上升，根据牛顿第二定律Fmgma，可判断支持力F的变化情况：失重等于重力超重超重等于重力失重，故B正确。11. 超重、失重(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空中P点由静止开始下落，如图所示，a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b点是人静止悬挂时的平衡位置，则在人从P点下落到c点的过程中()A在Pa段，人做自由落体运动，处于完全失重状态B在ab段，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C在bc段，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D在c点，人的速度为零，加速度也为零答案AB解析人从P点下落到c点的过程中，在Pa段做自由落体运动，加速度为g，方向竖直向下；在ab段做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下；在bc段，绳的拉力大于人的重力，人做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上。根据超重和失重的条件可知，选项A、B正确。12动态分析(2017全国卷)(多选) 如图所示，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中()AMN上的张力逐渐增大BMN上的张力先增大后减小COM上的张力逐渐增大DOM上的张力先增大后减小答案AD解析解法一：(正弦定理法)设重物的质量为m，绳OM中的张力为TOM，绳MN中的张力为TMN。开始时，TOMmg，TMN0。由于缓慢拉起，则重物一直处于平衡状态，两绳张力的合力与重物的重力mg等大、反向。如图甲所示，已知角不变，在绳MN缓慢拉起的过程中，角逐渐增大，则角()逐渐减小，但角不变，在三角形中，利用正弦定理得：，()由钝角变为锐角，则TOM先增大后减小，D正确；同理知，在由0变为的过程中，TMN一直增大，A正确。解法二：(作图法)由于重物重力大小方向不变，OM与MN间夹角不变，如图乙所示，以QP为弦作圆，并使弧QP所对应的圆周角为，180，以有向线段QP表示重物的重力，有向线段PM表示OM上的拉力，有向线段MQ(开始时M、Q点重合，MQ为一点)表示MN上拉力。在将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变，在OM由竖直被拉到水平的过程中，在图乙中，M点则由与Q点重合的位置沿圆周移动到与M点重合的位置。由于重物一直处于平衡状态，表示三个力的有向线段始终可构成一个矢量三角形(开始时除外)。由图乙可知，该过程中矢量三角形QPM中，MQ的长度一直在增大，且在M点位于M点时长度最大；PM的长度先增大后减小。故该过程中MN上的张力逐渐增大，且OM被拉到水平时最大；OM上的张力先增大后减小。故A、D正确。解法三：(特殊值法)令120，OM依次转过30角，受力分析如下：由图丙可以看出TMN变大，TOM先增大后减小。13. 综合质量为50 kg的人站在升降机内的体重计上。若升降机由静止上升的过程中，体重计的示数F随时间t的变化关系如图所示，g取10 m/s2。求：(1)010 s内升降机的加速度；(2)20 s时间内人上升的高度。答案(1)4 m/s2，方向向上(2)600 m解析(1)