高考物理一轮复习 课时作业 第13讲 牛顿运动定律的应用 超重与失重.doc

2013届高三物理总复习精品课时作业第13讲 牛顿运动定律的应用 超重与失重1如图所示，带斜面的小车各面都光滑，车上放一均匀球，当小车向右匀速运动时，斜面对球的支持力为fn1，平板对球的支持力为fn2；当小车以加速度a向右匀加速运动时，球的位置不变化，下列说法正确的是()afn1由无到有，fn2变大bfn1由无到有，fn2变小cfn1由小到大，fn2不变dfn1由小到大，fn2变大【解析】当小车向右匀速运动时，小球仅在竖直方向受到重力和平板对小球的支持力，fn10；当小车以加速度a向右匀加速运动时，斜面对小球的支持力fn1的水平分力产生加速度，并且a越大，fn1越大故b正确【答案】b2直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示设投放箱子的初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示状态在箱子下落过程中，下列说法正确的是()a箱内物资对箱子底部始终没有压力b箱子刚从飞机上投下时，箱内物资受到的支持力最大c箱子接近地面时，箱内物资受到的支持力比刚投下时大d若下落距离足够长，则箱内物资有可能不受箱子底部的支持力而“飘起来”【解析】因为下落速度不断增大，而阻力fv2，所以阻力逐渐增大，当fmg时，物资开始匀速下落以箱子和物资为整体有：(mm)gf(mm)a，f增大则加速度a减小对物资：mgfnma，加速度减小，则支持力fn增大所以物资后来受到的支持力比开始时的要大，不可能“飘起来”【答案】c3如图所示，质量为m的小车放在光滑的水平面上小车上用细线悬吊一质量为m的小球，mm.现用一力f水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成角，细线的拉力为t；若用一力f水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a向左运动时，细线与竖直方向也成角，细线的拉力为t.则()aaa，ttbaa，ttcaa，tt daa，tt【解析】先隔离小球进行受力分析，两种情况竖直方向均有tcos mg，故tt；当f作用在小球上时，对小车有tsin ma，得agtan ，当f作用在小车上时，对小球有tsin ma得agtan ，故b正确【答案】b4如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为2 kg的物体a，处于静止状态若将一个质量为3 kg的物体b竖直向下轻放在a上的一瞬间，则a对b的压力大小为(取g10 m/s2)()a30 nb0c15 nd12 n【解析】将一个质量为3 kg的物体b竖直向下轻放在a上的一瞬间的加速度a6 m/s2，对b进行受力分析得：mbgfnma，解得：fn12 n.【答案】d5如图所示，a、b两条直线是在a、b两地分别用竖直向上的力f拉质量分别为ma、mb的物体得出的两个加速度a与力f的关系图线由图线分析可知()a两地的重力加速度gagbbmambc两地的重力加速度gagbdmamb【解析】由牛顿第二定律得：fmgma则afg在af图象中，斜率为由图象可知：，即mamb由函数关系知，af图象在纵轴上的截距表示重力加速度的大小，则gagb.【答案】b6如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体用水平细线相连，在大小恒定的拉力f作用下，先沿水平面、再沿斜面(斜面与水平面成角)、最后竖直向上加速运动则在这三个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是()a由大变小 b由小变大c始终不变 d由大变小再变大【解析】当两物体在斜面上运动时，对整体，由牛顿第二定律，有：f(m1m2)gsin (m1m2)gcos (m1m2)a对m1，由牛顿第二定律有：ftm1gsin m1gcos m1a联立解得ftf，故绳中张力的大小与夹角、动摩擦因数无关，即c正确【答案】c7如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的水平轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是mg.现用水平拉力f拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为()a.b.c.d3mg【解析】对右边一组物体进行受力分析，当拉力最大时，m和2m之间的摩擦力为最大静摩擦力，由牛顿第二定律，结合整体法、隔离法可得：f6ma，fmg2ma，mgtma，联立解得t，即b正确【答案】b8如图所示，一些商场安装了智能化的自动扶梯为了节约能源，在没有乘客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速运行，当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行则电梯在运送乘客的过程中()a乘客始终受摩擦力作用b乘客经历先超重再失重c乘客对扶梯的作用力先指向右下方，再竖直向下d扶梯对乘客的作用力始终竖直向上【解析】当人和扶梯匀速运动时，人只受到重力和支持力的作用，不受摩擦力，且既不超重也不失重，a、b都不对；当人和扶梯加速运动时，加速度沿扶梯斜向上，故人受到的合力沿左上方，根据牛顿第三定律可知，乘客对扶梯的作用力先指向右下方，故c正确，d错误【答案】c9如图所示，用固定挡板p将质量为m的小球挡在光滑斜面上处于静止状态已知斜面体的质量为m，倾角为，斜面体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g.问至少以多大的水平恒力f向右拉动斜面体时，小球才能做自由落体运动到地面？【解析】设小球自由落体运动到地面上下落的高度为h，则斜面体至少水平向右运动的位移xhcot 对小球：hgt2对斜面体：xat2联立解得：agcot 以斜面体为研究对象，有：fmgma所以fmgmgcot (cot )mg.【答案】(cot )mg10一个物块放置在粗糙的水平地面上，受到的水平拉力f随时间t变化的关系如图甲所示，速度v随时间t变化的关系如图乙所示求：(取g10 m/s2)(1)1 s末物块所受摩擦力的大小f1.(2)物块在前6 s内的位移大小s.(3)物块与水平地面间的动摩擦因数.【解析】(1)从图甲中可以读出，当t1 s时，f1f14 n.(2)由图乙可知，物块在前6 s内的位移大小s m12 m.(3)从图乙中可以看出，在t2 s至t4 s的过程中，物块做匀加速运动，加速度大小为：a m/s22 m/s2由牛顿第二定律得f2mgma又f3f3mg所以m kg2 kg0.4.【答案】(1)4 n(2)12 m(3)0.411如图所示，一质量m100 kg的车子停在水平路面上，车身的平板离地面的高度h1.25 m，将一质量m50 kg的物体置于车的平板上，它到车尾端的距离l1.00 m，与车板间的动摩擦因数0.20.现突然启动车子，使它以恒定的牵引力向前行驶，结果物体从车板上滑落，物体刚离开车板的时刻，车向前行驶的距离s02.0 m求物体落地时，落地点到车尾的水平距离s.(不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦，取g10 m/s2)【解析】设作用于车的水平牵引力恒为f，从车启动至物体离开车板经历的时间为t，在这个过程中，车的加速度为a1，物体的加速度为a2.则有：fmgma1a2g2 m/s2由运动学公式：s0a1t2，s0la2t2由以上几式得a14 m/s2车子所受的牵引力f500 n物体开始离开车板时刻，物体和车的速度分别为v1和v2，则v12 m/s，v24 m/s物体离开车板后做平抛运动，其水平速度为v1，所经历的时间为t1，走过的水平距离为s1，则有：s1v1t1，hgt，则s11 m在这段时间内车的加速度a5 m/s2车运动的距离：s2v2t1at2.625 m则物体落地点到车尾的水平距离ss2s12.625 m1 m1.625 m.【答案】1.625 m12如图所示，一水平传送装置由轮半径均为r m的主动轮q1和从动轮q2及传送带等构成两轮轴心相距lab8.0 m，轮与传送带不打滑现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数0.4，这袋面粉中的面粉可不断地从袋中渗出(g取10 m/s2)(1)当传送带以4.0 m/s的速度匀速运动时，将这袋面粉由左端q2正上方的a点轻放在传送带上后，这袋面粉由a端运送到q1正上方的b端所用的时间为多少？(2)要想尽快将这袋面粉由a端送到b端(设初速度仍为零)，主动轮q1的转速至少应为多大？(3)由于面粉的渗漏，在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色痕迹，这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有多长(设袋的初速度仍为零)？此时主动轮的转速应满足何种条件？【解析】设面粉袋的质量为m，其在与传送带产生相对滑动的过程中所受的摩擦力fmg故而其加速度为：ag4.0 m/s2.(1)若传送带的速度v带4.0 m/s，则：面粉袋加速运动的时间t11.0 s在t1时间内面粉袋的位移s1at2.0 m其后以v4.0 m/s的速度做匀速运动s2labs1vt2解得：t21.5 s故这袋面粉运动的总时间为：tt1t22.5 s.(2)要想时间最短，面粉袋应一直向b端做加速运动，由labat2可得：t2.0 s此时传送带的运转速度最小为：vat8.0 m/svr2nr可得：转速的最小值n240 r/min(或4