人教版必修一 4.7用牛顿运动定律解决问题(二) 作业.doc

课后提升训练 用牛顿运动定律解决问题 (25分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分)1.(多选) 如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上。若三条绳长度不同,下列说法正确的有()a.三条绳中的张力都相等b.杆对地面的压力大于自身重力c.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零d.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力【解题指南】解答本题需明确以下三点:(1)由题意明确三条绳长度不同,确定绳的张力不同。(2)杆始终处于静止状态,所受合力为零。(3)根据力的平衡知识和平行四边形定则求解。【解析】选b、c。由受力分析可得,三条绳子不等长,即与地面夹角不等,故其张力不相等,a错误;杆受地面支持力与重力和绳子向下的分力平衡,故对地面的压力应与重力和绳子向下分力的和等大,b正确;杆在水平方向处于平衡状态,故三绳水平方向合力为零,c正确;杆的重力、杆受绳的拉力和地面的支持力三力平衡,d错误。2.(2017福州高一检测)如图,在粗糙的水平面上,静置一矩形木块,木块由a、b两部分组成,a的质量是b的3倍,两部分接触面竖直且光滑,夹角=30,现用一与侧面垂直的水平力f推着b木块贴着a匀速运动,a木块依然保持静止,则a受到的摩擦力大小与b受到的摩擦力大小之比为()a.3b.c.d.【解析】选c。分析b在水平面内的受力情况:推力f、水平面的摩擦力fb、a的弹力fn,如图,由平衡条件得:fn=fbtan再对a分析水平面内受力情况:b的弹力fn和静摩擦力fa,由平衡条件得:fn=fa。根据牛顿第三定律得知,fn=fn,则得fa=fbtan得到fafb=tan=tan30=,故选c。【补偿训练】如图所示,物体在水平力f作用下,静止在斜面上,若稍微减小水平推力f,而物体仍能保持静止,设斜面对物体的静摩擦力为ff,物体所受的支持力为fn,则()a.ff和fn都一定减小b.ff和fn都不一定减小c.ff不一定减小,fn一定减小d.ff一定减小,fn不一定减小【解析】选c。对物体受力分析如图所示,在y轴方向上,fn-fsin-gcos=0,由此公式可判断出当f减小时,fn一定减小,在x轴方向上,若静摩擦力ff沿斜面向上,则有ff+fcos-gsin=0,可见当f减小时,ff增大;若ff沿斜面向下,则有fcos-ff-gsin=0,可见当f减小时,ff减小。由此可以看出,当f减小时,ff不一定减小,故选项c正确。3.(多选)(2017临沂高一检测)如图所示,a、b两物块叠放在一起,当把a、b两物块同时以速度v竖直向上抛出(不计空气阻力),则抛出后()a.a对b的压力竖直向下b.b的加速度大小等于gc.b物体处于超重状态d.a物体处于失重状态【解析】选b、d。a、b抛出后只受重力,加速度a=g、方向竖直向下,a、b处于完全失重状态,故a对b无作用力,b、d正确,a、c错误。4.(多选)(2015海南高考)如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时()a.物块与斜面间的摩擦力减小b.物块与斜面间的正压力增大c.物块相对于斜面减速下滑d.物块相对于斜面匀速下滑【解析】选b、d。当升降机加速上升时,物体有竖直向上的加速度,处于超重状态,物块与斜面间的正压力增大,根据滑动摩擦力公式ff=fn可知接触面间的正压力增大,物块与斜面间的摩擦力增大,故a错误,b正确;设斜面的倾角为,物块的质量为m,当匀速运动时有mgsin=mgcos,即sin=cos。假设升降机以加速度a向上运动时,把a分解为垂直斜面方向与沿斜面方向两个分量acos、asin。垂直斜面方向上,物块与斜面相对静止,对物块分析,压力fn=m(g+a)cos,ff=m(g+a)cos,因为sin=cos,所以m(g+a)sin=m(g+a)cos,即在沿斜面方向物块的加速度为asin,所以物块的加速度也为a。故物块相对于斜面匀速下滑,c错误,d正确。故选b、d。【补偿训练】(多选)(2017广州高一检测)科技的发展正在不断地改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为g,则下列说法正确的是()a.手机受到的支持力大小为gcosb.手机受到的支持力大于gcosc.纳米材料对手机的作用力大小为gsind.纳米材料对手机的作用力竖直向上【解析】选b、d。手机处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件可知,在垂直支架方向有:fn=gcos+f吸,大于gcos,a错误、b正确;手机处于静止状态,受力平衡,受到重力和纳米材料对手机的作用力,根据平衡条件可知,纳米材料对手机的作用力大小等于重力,方向与重力方向相反,竖直向上,c错误、d正确。故选b、d。5.(多选)(2017大庆高一检测)如图所示,水平细杆上套一细环a,环a和球b间用一轻质绳相连,质量分别为ma、mb(mamb),由于b球受到水平风力作用,a环与b球一起向右匀速运动,已知细绳与竖直方向的夹角为,则下列说法正确的是()a.杆对a环的支持力随着风力的增加而保持不变b.a环受到的摩擦力的大小为mbgtanc.风力增大时,轻质绳对b球的拉力保持不变d.a环与水平细杆间的动摩擦因数为【解析】选a、b、d。对a、b整体分析可知,杆对a环的支持力fn=(ma+mb)g,与风力无关,a正确;a环受摩擦力的大小等于风力的大小,对b受力分析可知ftcos=mbg、ftsin=f风,故ft=,f风=mbgtan,a环受摩擦力的大小ff=mbgtan,b正确;风力增大,绳对b球的拉力增大,c错误;由ff=fn知=,d正确。【补偿训练】有一个直角支架aob,ao水平放置,表面粗糙;ob竖直向下,表面光滑。ao上套有小环p、ob上套有小环q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图所示。现将p环向左移动一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较,ao杆对p环的支持力fn和细绳上的拉力t的变化情况是()a.fn不变,t变大b.fn不变,t变小c.fn变大,t变大d.fn变大,t变小【解析】选b。方法一(隔离法):设pq与oa的夹角为,随p环左移而增大。对p有mg+tsin=fn,对q有tsin=mg,所以fn=2mg,t=,故fn不变,t变小。方法二(先整体后隔离):选p、q整体为研究对象,在竖直方向上受到的合外力为零,直接可得fn=2mg,再选p或q中任意一个为研究对象,受力分析可求出t=,故选b。二、非选择题(15分)6.(2017无锡高一检测)某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置c(图中=37)时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是37,如图所示。已知小球的质量为m=4.8kg,该同学(含磁铁)的质量为m=50kg,(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2)求此时:(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?【解析】(1)对小球根据平衡原理,2fcos37=mg解得f=30n(2)以人为研究对象水平方向f=fsin37=18n竖直方向fn=fcos37+mg=524n答案:(1)30n(2)18n524n【补偿训练】如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为o,轻绳ob水平且b端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳oa与竖直方向的夹角=37,物体甲、乙均处于静止状态。(已知sin37=0.6,cos37=0.8,tan37=0.75,g取10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:(1)轻绳oa、ob受到的拉力是多大?(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若物体乙的质量为m2=4kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量