高中物理 第四章 牛顿运动定律 第7节 用牛顿运动定律解决问题(二) 达标检测 新人教版必修1

用心 爱心 专心1 高中物理高中物理 第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 第第 7 节节 用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题 二二 达标检测达标检测 新人教版必修新人教版必修 1 本栏目内容 在学生用书中以活页形式分册装订 1 如右图所示 一物体在四个力 F1 F2 F3 F4作用下处于静止状态 若 F4的方向 沿逆时针方向转过 60 而保持其大小不变 其余三个力的大小和方向均保持不变 则此时 物体所受到的合力大小为 A B 0 F4 2 C F4 D F4 3 解析解析 由共点力的平衡条件可知 F1 F2 F3 F4的合力应为零 F1 F2 F3的合力应 与 F4等值反向 当 F4的方向沿逆时针方向转过 60 而保持其大小不变时 F1 F2 F3的合力 的大小仍为 F4 但方向与 F4成 120 由平行四边形法则可得 此时物体所受的合力大小仍 为 F4 方向沿由 F4的原方向逆时针转过 120 所以本题的正确选项应为 C 答案答案 C 2 悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子挂着质量为 m 的物体 电梯静止时弹簧 测力计的示数为 G mg 下列说法中 正确的是 A 当电梯匀速上升时 弹簧测力计的示数增大 电梯匀速下降时 弹簧测力计的示 数减小 B 只有电梯加速上升时 弹簧测力计的示数才会增大 只有电梯加速下降时 弹簧 测力计的示数才会减小 C 不管电梯向上或向下运动 只要加速度的方向竖直向上 弹簧测力计的示数一定 增大 D 不管电梯向上或向下运动 只要加速度的方向竖直向下 弹簧测力计的示数一定 减小 解析解析 超重是加速度方向向上 示数大于重力 失重是加速度方向向下 示数小于 重力 与运动方向无关 因此选项 A B 错误 C D 正确 答案答案 CD 用心 爱心 专心2 3 姚明成为了 NBA 的一流中锋 给中国人争得了更多的荣誉和更多的尊敬 让更多 的中国人热爱上篮球这项运动 姚明某次跳起过程可分为下蹲 蹬地 离地上升 下落四 个过程 如右图所示 下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是 设蹬地的力为恒 力 A 两个过程中姚明都处在超重状态 B 两过程中姚明都处在失重状态 C 前过程为超重 后过程不超重也不失重 D 前过程为超重 后过程为完全失重 解析解析 用力蹬地获得一个向上的大于重力的支持力 故蹬地过程是一个向上加速的 过程 是超重现象 空中上升过程中受重力作用 有向下的加速度 g 是完全失重现象 所以 D 项正确 答案答案 D 4 如右图所示 是一种测定风作用力的仪器的原理图 它能自动随着风的转向而转向 使风总从图示方向吹向小球 P P 是质量为 m 的金属球 固定在一细长钢性金属丝下端 能绕悬挂点 O 在竖直平面内转动 无风时金属丝自然下垂 有风时金属丝将偏离竖直方向 一定角度 角 大小与风力大小有关 下列关于风力 F 风 绳拉力 F 拉与角度 的关 系式正确的是 A F风 mgsin B F风 mgtan C F拉 mgcos D F拉 mg cos 解析解析 由平衡条件可得 F拉cos mg F拉sin F风 可以看出 B D 正确 答案答案 BD 5 长方体木块静止在倾角为 的斜面上 那么木块对斜面作用力的方向 A 沿斜面向下 B 垂直斜面向下 C 沿斜面向上 D 竖直向下 用心 爱心 专心3 解析解析 木块受力如右图所示 其中 FN F 分别为斜面对木块的支持力和摩擦力 木块受到三个力的作用处于平衡状态 则 FN F 的合力与 G 等大 反向 即方向竖直向 上 由牛顿第三定律可知木块对斜面的作用力与 F N F 的合力等大 反向 方向竖直 向下 故只有选项 D 正确 答案答案 D 6 蹦极 是一项非常刺激的体育运动 某人身系弹性绳自高空 P 点自由下落 右图中 a 点是弹性绳的原长位置 c 点是人能到达的最低点 b 点是人静止悬吊着时的平衡位置 人在从 P 点落下到最低点 c 的过程中 A 人在 Pa 段做自由落体运动 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 其加速度为零 答案答案 AB 7 2009 年安徽卷 为了节省能量 某商场安装了智能化的电动扶梯 无人乘行时 扶梯运转得很慢 有 人站上扶梯时 它会先慢慢加速 再匀速运转 一顾客乘扶梯上楼 恰好经历了这两个过 程 如右图所示 那么下列说法中正确的是 A 顾客始终受到三个力的作用 B 顾客始终处于超重状态 C 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方 再竖直向下 D 顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方 再竖直向下 解析解析 当电梯匀速运转时 顾客只受两个力的作用 即重力和支持力 故 A B 都不 用心 爱心 专心4 对 由受力分析可知 加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力 故此时顾客对扶梯作用力的 方向指向左下方 而匀速时没有摩擦力 此时方向竖直向下 故选 C 答案答案 C 8 如右图所示 质量均为 m 的甲 乙两同学 分别静止于水平地面的台秤 P Q 上 他 们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端 稳定后弹簧秤的示数为 F 若弹簧秤的质量不计 下列说法正确的是 A 甲同学处于超重状态 乙同学处于失重状态 B 台秤 P 的读数等于 mg F C 台秤 Q 的读数为 mg 2F D 两台秤的读数之和为 2mg 解析解析 甲乙两同学都处于平衡状态 没有向上或向下的加速度 不是超重状态 也 不是失重状态 A 不正确 由平衡条件知 台秤 P 的读数是 mg F 台秤 Q 的读数是 mg F 两个台秤的读数之和是 2mg D 正确 答案答案 D 9 如右图所示 A 球和 B 球用轻绳相连 静止在光滑的圆柱面上 若 A 球的质量为 m 则 B 球的质量为 A m B m 3 4 2 3 C m D 3 5 m 2 解析解析 用心 爱心 专心5 球很小 可认为绳拉球的方向在大圆的切线方向上 分别对 A B 受力分析 对 A mgsin 37 FTA 对 B Mgsin 53 FTB 又 FTA FTB 由 得 M m 故选 A 3 4 答案答案 A 10 某人在以加速度 a 2 m s2匀加速下降的升降机中最多能举起 m1 75 kg 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 50 kg 的物体 则此升降机上升的加速度是多大 g 取 10 m s2 解析解析 设此人在地面上的最大 举力 为 F 那么他在以不同加速度运动的升降 机中最大的 举力 仍然是 F 以物体为研究对象进行受力分析 物体的受力示意图如右图 所示 且物体的加速度与升降机相同 当升降机以加速度 a 2 m s2 匀加速下降时 对物体有 m1g F m1a F m1 g a 得 F 75 10 2 N 600 N 设人在地面上最多可举起质量为 m 的物体 则 F m0g m0 F g kg 60 kg 当升降机以加速度 a 匀加速上升时 对物体有 F m2g m2a a F m2 g m s2 2 m s2 所以升降机匀加速上升的加速度为 2 m s2 答案答案 60 kg 2 m s2 用心 爱心 专心6 11 如右图所示为一攀岩运动员 正在竖直岩壁上攀登 由于身背很重的行装 重心 上移至肩部的 O 点 总质量为 75 kg 此时手臂与身体垂直 手臂与岩壁夹角 为 60 求 此时手受到的拉力和脚受到的作用力 设手受到的拉力和脚受到的作用力均通过重心 O g 取 10 m s2 解析解析 对运动员进行受力分析如右图所示 根据平衡条件正交分解得 Fsin 60 FNsin 30 Fcos 60 FNcos 30 mg 解得 F mg 375 N FN 375 N 答案答案 375 N 375 N 12 2008 年 5 月 12 日 四川省发生 8 0 级强烈地震 在震后救灾工作的初始阶段由于 道路被毁 陆路交通困难 直升机搭起了空中生命线 如下图甲所示 一架直升机用悬索 重力可忽略不计 救护困在湖水中的伤员 假设直升机在营救过程中水平方向速度为 零 在悬索拉力 F 作用下 质量 m 60 kg 的伤员由静止开始竖直向上运动 速度 时间 图象如图丙所示 取重力加速度 g 10 m s2 求 1 在这 4 s 内悬索对伤员拉力 F 的最大值和最小值 2 在 F t 图象中画出拉力 F 随时间 t 变化的图线 解析解析 1 t 0 至 t 1 s 内 伤员加速上升 加速度大小 a1 5 m s2 方向向 v1 t1 上 由牛顿第二定律 有 F1 mg ma1 拉力最大值 F1