《用牛顿运动定律解决问题（二）》-习题集.docx

泛动课堂教学模式：助推翻转课堂，引领泛动学习用牛顿运动定律解决问题（二）习题集基础训练1一个物体在力的作用下，如果保持_状态或者_状态，我们就说这个物体处于平衡状态。共点力作用下物体的平衡条件是_。其数学表达式为F合=_或，其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力。2超重：当物体具有_的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬线的拉力）_物体所受的_的现象称为超重_。由此可知：产生超重现象的条件是物体具有_的加速度，它与物体运动速度的大小和方向_。超重现象包括_和_两种情况。3失重：当物体具有_的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_物体所受的_的现象，称为失重现象。由此可知：产生失重现象的条件是物体具有_的加速度，它与物体运动速度的大小和方向_。失重现象包括_和_两种情况。4完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于_的状态，叫做完全失重状态。产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于_时，就产生完全失重现象。5自由落体从受力的角度看，只受大小、方向都不变的_，故自由落体的加速度大小、方向也是_的；从运动的角度看，是初速度为零、竖直向下的_直线运动。6以下关于超重与失重的说法正确的是（ ）A游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B在超重现象中，物体的重力是增大的C处于完全失重状态的物体，其重力一定为零D如果物体处于失重状态，它必然有向下的加速度7下列说法中正确的是（ ）A失重就是物体的重力减小了B运动的物体惯性小，静止的物体惯性大C不论超重、失重或完全失重，物体所受重力是不变的D做实验时，给电磁打点计时器提供交流电源或直流电源，它都能正常工作8物体在共点力作用下，下列说法中正确的是（ ）A物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B一物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C物体所受合力为零，就一定处于平衡状态D物体做匀加速直线运动时，物体处于平衡状态9游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是（ ）A当升降机加速上升时，游客是处在失重状态B当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D当升降机加速下降时，游客是处在超重状态10大小不同的三个力同时作用在一个小球上，以下各组力中，可能使小球处于平衡状态的一组是（ ）A2N，3N，6NB1N，4N，6NC35N，15N，25ND5N，15N，25N11一物体放在粗糙的水平面上，质量m=5kg，物体与水平面间的动摩擦因数为=0.3，当用水平力F作用在物体上时，物体恰好做匀速直线运动，则力F应为多少？【答案】1静止；匀速直线运动；合力为零；0；0；02向上；大于；重力；现象；向上；无关；加速上升；减速下降3向下；小于；重力；向下；无关；加速下降；减速上升40；重力加速度5重力；恒定；匀加速6D7C8C9BC10C1115N【解析】F=mg=0.3510N=15N。提高训练1如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块所受的摩擦力Ff与拉力F的合力方向应该是（ ）A水平向右B竖直向上 C向右偏上D向左偏上2在完全失重的状态下，下列物理仪器还能使用的是（ ）A天平 B水银气压计C电流表D弹簧测力计3如图所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时（不计空气阻力），则（ ）AA的加速度小于gBB的加速度大于gCA、B的加速度均为gDA、B间的弹力为零4如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持O点位置和OB绳的位置不变，则在A点向上移动的过程中（ ）A绳OB的拉力逐渐增大B绳OB的拉力逐渐减小C绳OA的拉力先增大后减小D绳OA的拉力先减小后增大5跳水运动员从10m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程，以下说法正确的有（ ）A上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态B上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态C上升过程和下落过程均处于超重状态D上升过程和下落过程均处于完全失重状态6如图所示，一运送救灾物资的直升飞机沿水平方向匀速飞行。已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成角。设物资所受的空气阻力为Ff，悬索对物资的拉力为F，重力加速度为g，则（ ）AFf=mgsin BFf=mgtan CF=mgcos DF=7如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用而物体始终保持静止。当力F逐渐减小，则物体受到斜面的摩擦力（ ）A保持不变 B逐渐减小 C逐渐增大 D以上三种均有可能8在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是（ ）A晓敏同学所受的重力变小了B晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C电梯一定在竖直向下运动D电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下9质量m=2kg的木块放在水平木板上，在F1=4N的水平拉力作用下恰好能沿水平面匀速滑行（如图甲所示），则木块与木板之间的动摩擦因数为多少？若将木板垫成倾角为=37斜面（如图乙所示），要使木块仍能沿斜面匀速向上滑行，则沿平行于斜面向上的拉力F2应多大？（已知cos37=0.8，sin37=0.6，g=10N/kg）10在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大，偏角越大，通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力，那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角之间有什么样的关系呢？（试用合成法和正交分解法两种方法求解）11质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？（g取10m/s2）（1）升降机匀速上升；（2）升降机以3m/s2的加速度加速上升；（3）升降机以4m/s2的加速度加速下降。【答案】1B2CD3CD4BD5D【解析】跳水运动员在空中时无论上升还是下降，加速度方向均向下，由于不计空气阻力，故均为完全失重，故选D。6B【解析】救灾物资匀速飞行，受力平衡，它受到向下的重力mg，向右的阻力Ff和沿细绳斜向上的拉力，可得Ff=mgtan，B项正确。7A【解析】本题考查物体受力平衡、静摩擦力的特点。物体静止在斜面上，受四个力的作用：重力、斜面的支持力FN、力F及静摩擦力Ff，由受力平衡得：Ff=mgsin，因此F变化，Ff不变，A项正确。8D【解析】晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，A选项错；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B选项错；以竖直向下为正方向，有：mg-F=ma，即50g-40g=50a，解得a=g/5，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C选项错；D选项正确。90.2；15.2N10mgtan【解析】取金属球为研究对象，有风时，它受到三个力的作用：重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力FT，如图所示。这三个力是共点力，在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态，则这三个力的合力为零，根据任意两力的合力与第三个力等大反向求解，也可以用正交分解法求解。解法一：力的合成法如图甲所示，风力F和拉力FT的合力与重力等大反向，由平行四边形定则可得F=mgtan。解法二：正交分解法以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立坐标系，如图乙所示。由水平方向的合力F合x和竖直方向的合力F合y分别等于零，即：F合x=FTsin-F=0，F合y=FTcos-mg=0解得F=mgtan。由所得结果可见，当金属球的质量m一定时，风力F只跟偏角有关。因此，偏角的大小就可以指示出风力的大小。11（1）600N（2）780N（3）360N【解析】人站在升降机中的体重计上，受力情况如图所示。（1）当升降机匀速上升时，由牛顿第二定律得：F合=FN-G=0所以人受到的支持力：FN=G=mg=600N根据牛顿第三定律，人对体重计的压力的大小就等于体重计的示数，即600N。（2）当升降机以3m/s2的加速度加速上升时，由牛顿第二定律得FN-G=ma，FN=G+ma=m（g+a）=780N，由牛顿第三定律得，此时体重计的示数为780N，大于人的重力，人处于超重状态。（3）当升降机以4m/s2的加速度加速下降时，由牛顿第二定律得：G-FN=ma，FN=G-ma=m（g-a）=360N，由牛顿第三定律得，此时体重计的示数为360N，小于人的重力600N，处于失重状态。拓展训练1某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490N。他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧测力计的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是下图中的（取电梯向上运动的方向为正）（ ）2某实验小组，利用DIS系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为20N的物块，如图甲所示，实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系，如图乙所示。以下根据图象分析得出的结论中正确的是（ ）A从时刻t1到t2，物块处于失重状态B从时刻t3到t4，物块处于失重状态C电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速上升，再减速向上，最后停在高楼层D电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层3用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。斜面倾角为30，如图所示。则物体所受摩擦力（ ）A等于零B大小为mg，方向沿斜面向下C大小为mg，方向沿斜面向上D大小为mg，方向沿斜面向上4为了测量A、B两物体之间的滑动摩擦力，某同学设计了如图所示四个实验方案。在实验操作过程中，当测力计读数稳定时，认为其读数即为滑动摩擦力的大小，则测力计测得的滑动摩擦力最准确的方案是（ ）5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（ ）A1 B2 C D16几位同学为了探究电梯起动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层。用照相机进行了相关记录，如图所示。图1为电梯静止时体重计的照片，图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片。根据照片推断正确的是（ ）A根据图2推断电梯一定处于加速上升过程，电梯内同学可能处于超重状态B根据图3推断电梯一定处于减速下降过程，电梯内同学可能处于失重状态C根据图4推断电梯可能处于减速上升过程，电梯内同学一定处于失重状态D根据图5推断电梯可能处于减速下降过程，电梯内同学一定处于超重状态7如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为。下列关系正确的是（ ）AF= BF=mgtan CFN= DFN=mgtan8如图所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上，若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为（ ）A加速下降B加速上升C减速上升D减速下降9L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木块P的受力个数为（ ）A3 B4 C5 D610某人在以加速度a=2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1=75kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起50kg的物体，则此升降机上升的加速度是多大？（g取10m/s2）11如图所示，一轻弹簧AB原长为35cm，现A端固定于一个放在倾角为30的斜面、重50N的物体上，手执B端，使弹簧与斜面平行。当弹簧和物体沿斜面匀速下滑时，弹簧长变为40cm；当匀速上滑时，弹簧长变为50cm。求：（1）弹簧的劲度系数k；（2）物体跟斜面间的动摩擦因数。【答案】1AD【解析】在t0t1时间段内，人失重，应向上减速或向下加速，B、C错；t1t2时间段内，人匀速或静止，t2t3时间段内，人超重，应向上加速或向下减速，A、D都有可能对。2BC【解析】由图可知在0t1、t2t3及t4之后，传感器所受压力大小等于物块的重力大小；t1t2时间段内，传感器所受压力大小大于物块重力，处于超重状态，加速度向上；t3t4时间段内，压力小于物块重力，处于失重状态，加速度向下。综上所述选项B、C正确。3A【解析】竖直悬挂时mg=kL 沿斜面拉2m物体时，设物体受摩擦力为Ff，方向沿斜面向下，则：kL=2mgsin30+Ff 由得Ff=0。4C【解析】A与B选项很难保证物体A匀速运动，D选项中测力计示数为F与摩擦力的合力，选C。5B【解析】由力的平衡条件，F1cos60=（mg-F1sin60）；F2cos30=（mg+F2sin30）；再由F1=F2解得=2-。故B项正确。6CD【解析】由图1可知该同学体重约为46kg，图2和图5体重计的读数约为50kg，大于该同学体重，则一定具有向上的加速度，处于超重状态，电梯可能加速向上，也可能减速向下运动，故A项错、D项对；图3和图4中体重计读数约为42kg，小于该同学的体重，说明电梯具有向下的加速度，处于失重状态，可能是加速下降或减速上升运动，故B项错，C项对；故选C、D。7A【解析】物体受力情况如图所示，由物体的平衡条件可得FNsin=mg，FNcos=F，联立解得FN=mg/sin，F=mg/tan，故只有A正确。8BD【解析】本题考查物体的受力分析和牛顿运动定律，意在考查考生对物体受力、运动状态等的综合分析能力。因为木箱静止时弹簧处于压缩状态，且木箱压在顶板上，则有：FT=mg+FN，某时间内物块对顶板刚好无压力，说明弹簧的长度