2019_2020学年高中物理第四章7用牛顿运动定律解决问题（二）练习（含解析）新人教版必修1.docx

7用牛顿运动定律解决问题(二)基础巩固1.我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景如图所示。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是()A.火箭加速上升时,宇航员处于失重状态B.飞船加速下落时,宇航员处于失重状态C.飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力小于其重力D.火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力小于其重力解析只要火箭或飞船的加速度竖直向上,宇航员就处于超重状态;加速度竖直向下,宇航员就处于失重状态,选项A、C、D错误,B正确。答案B2.如图所示,物体M处于静止状态,三条细绳中的拉力之比FT1FT2FT3为()A.123B.123C.543D.211解析由题意得FT3=Mg,物体处于静止状态,合力为零,FT1=FT3cot60,FT2=FT3sin60。即FT1FT2FT3=123,B正确。答案B3.(多选)如图所示,氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为,在细绳被剪断的瞬间,气球所受外力的合力为(氢气球的重力忽略不计)()A.与原来绳子的拉力大小相等,方向相反B.沿风力方向,大小等于风力C.沿竖直方向向上,大小等于气球所受的浮力D.与原来绳子的拉力方向相反,大小等于风力与浮力的合力解析氢气球受到三个力的作用:竖直向上的浮力、风力、沿着绳子方向的拉力,三个力的合力为零,故风力和浮力的合力与绳子的拉力等大反向;当把绳子剪断后,氢气球受到的风力和浮力和没剪断之前相等,所以两者的合力沿着绳子的反方向,故A、D正确,B、C错误。答案AD4.滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力垂直于滑板面。如图所示,运动员在水平牵引力作用下,滑板面与水平面之间的夹角=37,滑板匀速运动,人和滑板的总质量为100 kg,忽略空气阻力,g取10 m/s2,则水平牵引力为(sin 37=0.6)()A.1 250 NB.1 000 NC.750 ND.500 N解析把人与滑板看作一整体,对其受力分析知:F=mgtan37=100100.75=750N,C正确。答案C5.如图所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v-t图象,则()A.物体在02 s内处于失重状态B.物体在24 s内处于超重状态C.物体在45 s内处于失重状态D.由于物体的质量未知,所以无法判断超重、失重状态解析从加速度的角度看,02s内加速度为正,表示方向竖直向上,物体处于超重状态,A错误;24s内升降机匀速上升,加速度为零,物体既不超重也不失重,B错误;45s内升降机做减速上升,加速度竖直向下,物体处于失重状态,C正确;不知道物体的质量,也可以通过加速度的方向来判断物体处于失重还是超重状态,D错误。故选C。答案C6.一个质量是50 kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶端悬挂了一个弹簧测力计,弹簧测力计下面挂着一个质量为m=5 kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧测力计的示数为40 N,g取10 m/s2,求此时人对地板的压力大小。解析以A为研究对象,对A进行受力分析如图所示,选向下的方向为正方向,由牛顿第二定律可得mAg-FT=ma所以a=mAg-FTmA=510-405m/s2=2m/s2再以人为研究对象,他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN。仍选向下的方向为正方向,同理由牛顿第二定律可得m人g-FN=m人a所以FN=m人g-m人a=400N由牛顿第三定律可知,人对地板的压力大小为400N。答案400 N能力提升1.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)。下列说法正确的是()A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力解析对于A、B整体只受重力作用,做竖直上抛运动,处于完全失重状态,不论上升还是下降过程,A对B均无压力,选项A正确。答案A2.如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2-3B.36C.33D.32解析F水平时,有F=mg;当保持F的大小不变,而方向与水平面成60角时,则Fcos60=(mg-Fsin60),联立解得=33,故选C。答案C3.(多选)某人在地面上用弹簧秤称得体重为490 N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内,弹簧秤的示数如图,电梯运行的v-t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)()解析由题图可知,在t0到t1时间内,弹簧秤示数小于重力,是失重,电梯有向下的加速度,向上减速或向下加速,B、C错;在t2到t3时间内,弹簧秤示数大于重力超重,电梯有向上的加速度,向上加速或向下减速,因此A、D正确。答案AD4.不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛一物体,从抛出至回到抛出点的时间为t,物体上升的最大高度为h。现在离抛出点3h4处设置一块挡板,物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()A.0.5tB.0.4tC.0.3tD.0.2t解析根据竖直上抛运动的对称性可知,放置挡板前,物体下降时间为0.5t,故上升高度为h=12gt22,则物体自由落体运动14h过程,有14h=12gt2,t=h2g=t4。放置挡板后,物体上升和下降的总时间t=t-2t=t-2t4=0.5t,选项A正确。答案A5.(2019浙江,12)如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,木水铁)()A.A球将向上运动,B、C球将向下运动B.A、B球将向上运动,C球不动C.A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动解析小球受到重力、弹力以及浮力作用,处于静止状态.A球的重力大于浮力,所受弹力向上。B、C两球的重力小于浮力,所受弹力向下。剪断绳以后,重力全部用来改变运动状态,浮力消失。A、B、C三球及水杯的重力在竖直方向产生相同的加速度,相对运动由弹力产生,A球所受弹力向上,相对于杯底向上运动,B球所受弹力向下,相对于杯底向下运动,C球所受弹力瞬间消失,相对于杯底无运动,故选D。答案D6.将一个物体以初速度20 m/s竖直向上抛出,忽略空气阻力,求物体到达距抛出点上方15 m处时所用的时间。(g取10 m/s2)解析由于忽略空气阻力,物体只受重力作用,故上升、下降的加速度都是g。根据h=v0t-12gt2,将v0=20m/s,h=15m代入得:t1=1s,t2=3s物体上升过程中至距抛出点15m处所用时间为1s;物体从抛出点上升到最高点,然后自由下落至距抛出点15m处所用的时间为3s。答案1 s或3 s7.甲图甲是某运动员在蹦床比赛中的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图乙所示。g取10 m/s2,根据F-t图象求:乙 (1)运动员的质量。(2)运动员在运动过程中的最大加速度。(3)在不计空气阻力情况下,运动员离开蹦床上升的最大高度。解析(1)由题图乙可知,刚站上去的时候弹力等于重力,故运动员所受重力为500N,设运动员质量为m,则m=Gg=50kg。(2)由题图乙可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm=2500N,设运动员的最大加速度为am,则Fm-mg=mamam=Fm-mgm=2500-50050m/s2=40m/s2。(3