2013届高三物理课时作业 14 牛顿运动定律的应用 粤教版

用心 爱心 专心1 课时作业课时作业 十四十四 第第 1414 讲讲 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用 基础热身 1 2011 眉山二诊某同学站在电梯底板上 利用速度传感器和计算机研究一观光电梯 升降过程中的情况 如图 K14 1 所示的v t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间 内速度变化的情况 竖直向上为正方向 根据图象提供的信息 可以判断下列说法中正确 的是 A 在 5 s 10 s 内 该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 B 在 0 5 s 内 观光电梯在加速上升 该同学处于失重状态 C 在 10 s 20 s 内 该同学所受的支持力在减小 该同学的机械能在减小 D 在 20 s 25 s 内 观光电梯在加速下降 该同学处于超重状态 图 K14 1 图 K14 2 2 2011 深圳模拟如图 K14 2 所示 轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上 弹簧 下端悬挂一个小铁球 在电梯运行时 乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小 这一现象表明 A 电梯一定是在下降 B 电梯可能是在上升 C 电梯的加速度方向一定是向上 D 乘客一定处在失重状态 3 2011 黑龙江测试如图 K14 3 所示 一个箱子中放有一物体 已知静止时物体对 下底面的压力等于物体的重力 且物体与箱子上表面刚好接触 现将箱子以初速度v0竖直 向上抛出 已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比 且箱子运动过程中始终保持 图示姿态 则下列说法正确的是 A 上升过程中 物体对箱子的下底面有压力 且压力越来越小 B 上升过程中 物体对箱子的上底面有压力 且压力越来越大 C 下降过程中 物体对箱子的下底面有压力 且压力可能越来越大 D 下降过程中 物体对箱子的上底面有压力 且压力可能越来越小 图 K14 3 图 K14 4 4 一物体放置在倾角为 的斜面上 斜面固定于加速上升的电梯中 加速度为a 如图 K14 4 所示 在物体始终相对于斜面静止的条件下 下列说法正确的是 A 当 一定时 a越大 斜面对物体的正压力越小 B 当 一定时 a越大 斜面对物体的摩擦力越大 C 当a一定时 越大 斜面对物体的正压力越小 D 当a一定时 越大 斜面对物体的摩擦力越小 技能强化 5 2011 黄冈模拟如图 K14 5 甲所示 静止在水平面C上的长木板B左端放着小物 块A 某时刻 A受到水平向右的外力F作用 F随时间t的变化规律如图 K14 5 乙所 示 设A B和B C之间的滑动摩擦力大小分别为F1和F2 各物体之间的滑动摩擦力大小 等于最大静摩擦力 且F1大于F2 则在A B没有分离的过程中 图 K14 6 中可以定性地 描述长木板B运动的v t图象是 用心 爱心 专心2 图 K14 5 A B C D 图 K14 6 6 2011 武汉模拟在上海世博会上 拉脱维亚馆的风洞飞行表演令参观者大开眼 界 若风洞内总的向上的风速风量保持不变 让质量为m的表演者通过调整身姿 可改变 所受的向上的风力大小 以获得不同的运动效果 假设人体受风力大小与正对面积成正比 已知水平横躺时受风力面积最大 且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的 1 8 风洞内人体可上下移动的空间总高度为H 开始时 若人体与竖直方向成一定角度倾斜时 受风力有效面积是最大值的一半 恰好可以静止或匀速漂移 后来 人从最高点A由静止 开始 先以向下的最大加速度匀加速下落 经过某处B后 再以向上的最大加速度匀减速 下落 刚好能在最低点C处减速为零 则下列说法错误的是 A 表演者向上的最大加速度是g B 表演者向下的最大加速度是 g 4 C B C间的高度是H 3 7 D 由A至C全过程表演者克服风力做的功为mgH 图 K14 7 图 K14 8 用心 爱心 专心3 7 2011 台州调研如图 K14 8 所示 运动员 10 m 跳板跳水 运动的过程可简化为 运动员走上跳板 将跳板从水平位置B压到最低点C 跳板又将运动员竖直向上弹到最高 点A 然后运动员做自由落体运动 竖直落入水中 跳板自身重力忽略不计 则下列说法 正确的是 A 运动员向下运动 B C 的过程中 先失重后超重 对板的压力先减小后增大 B 运动员向下运动 B C 的过程中 先失重后超重 对板的压力一直增大 C 运动员向上运动 C B 的过程中 先超重后失重 对板的压力先增大后减小 D 运动员向上运动 C B 的过程中 先超重后失重 对板的压力一直减小 8 如图 K14 9 所示 小车的质量为M 人的质量为m 人用恒力F拉绳 若人与车 保持相对静止 且地面为光滑的 又不计滑轮与绳的质量 则车对人的摩擦力不可能是 A 0 B F 方向向右 m M m M C F 方向向左 D F 方向向右 m M m M M m m M 图 K14 9 图 K14 10 9 如图 K14 10 所示 一固定光滑杆与水平方向夹角为 将一质量为m1的小环套 在杆上 通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球 静止释放后 小环与小球保持相对静止以相 同的加速度a一起下滑 此时绳子与竖直方向夹角为 则下列说法正确的是 A 杆对小环的作用力大于m1g m2g B 若m1不变 则m2越大 越小 C 与m1 m2无关 D 若杆不光滑 则 可能大于 10 2012 丹东模拟如图 K14 11 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 图 K14 11 A 加速下降 B 加速上升 C 减速上升 D 减速下降 11 2012 武汉调研如图 K14 12 所示 水平面上有一固定着轻质定滑轮O的木块 A 它的上表面与水平面平行 它的右侧是一个倾角 37 的斜面 放置在A上的物体B 和物体C通过一轻质细绳相连 细绳的一部分与水平面平行 另一部分与斜面平行 现对 A施加一水平向右的恒力F 使A B C恰好保持相对静止 已知A B C的质量均为m 重力加速度为g 不计一切摩擦 求恒力F的大小 sin37 0 6 cos37 0 8 图 K14 12 用心 爱心 专心4 挑战自我 12 2011 四川一模如图 K14 13 所示 在水平地面上有A B两个小物体 质量分 别为mA 3 00 kg mB 2 00 kg 它们与地面间的动摩擦因数均为 0 1 A B之间由一 原长为L 15 0 cm 劲度系数为k 500 N m 的轻质弹簧连接 分别用方向相反的两个水 平恒力F1 F2同时作用在A B两物体上 当运动达到稳定时 A B两物体以共同加速度 a 1 00 m s2做匀加速运动 已知F1 20 0 N g取 10 m s2 求 运动稳定时A B之间的 距离 图 K14 13 课时作业 十四 课时作业 十四 基础热身 1 A 解析 由图象可知 在 5 s 10 s 内 电梯匀速上升 该同学对电梯底板的压 力等于他所受的重力 A 正确 在 0 5 s 内 观光电梯在加速上升 该同学处于超重状态 B 错误 在 20 s 25 s 内 观光电梯在加速下降 该同学处于失重状态 D 错误 在 10 s 20 s 内 电梯减速上升 且加速度大小a 0 2 m s2 由牛顿第二定律可知 支持力向 上且大小不变 支持力做正功 故机械能增加 C 错误 2 BD 解析 电梯静止时 弹簧的拉力和重力相等 现在 弹簧的伸长量变小 则 弹簧的拉力减小 小铁球的合力方向向下 加速度向下 小铁球处于失重状态 但是电梯 的运动方向可能向上也可能向下 故 B D 正确 3 C 解析 对箱子和物体整体受力分析 如图所示 由牛顿第二定律可知 Mg kv Ma 则a g 又整体向上做减速运动 v减小 所以a减小 再对物体单独 kv M 受力分析如图所示 因a g 所以物体受到箱子上底面向下的弹力FN 由牛顿第二定律可 知 mg FN ma 则FN ma mg 而a减小 则FN减小 所以上升过程中物体对箱子上底面有压力且压力越来越小 同 理 当箱子和物体下降时 物体对箱子下底面有压力且压力越来越大 故 C 正确 4 BC 解析 物体受重力 支持力 摩擦力的作用 由于支持力 摩擦力相互垂直 所以把加速度a沿斜面方向和垂直于斜面方向分解 如图所示 沿斜面方向 由牛顿第二定律得 f mgsin masin 垂直于斜面方向 由牛顿第二定律得 FN mgcos macos 当 一定时 由 得 a越大 f越大 B 正确 由 得 a越大 FN越大 A 错误 当a一定时 由 得 越大 f越大 D 错误 由 得 越大 FN越小 C 正确 技能强化 用心 爱心 专心5 5 C 解析 由于AB之间的最大静摩擦力F1大于B C之间的最大静摩擦力F2 当 外力F小于F2时 AB静止不动 当F大于F2时 二者一起加速运动 由牛顿第二定律 F F2 mA mB a 由于F逐渐增大 加速度逐渐增大 对木板 当满足 F1 F2 mBam 即加速度am 且F F2 mA mB am时 A B开始相对滑动 此时 F1 F2 mB F F1 F1 F2 相对滑动后 对物体B有 F1 F2 mBa 做匀变速直线运动 选项 C mA mB 正确 6 B 解析 由题意可知 水平横躺时受到的风力是匀速下落时的 2 倍 即此时风力 为 2mg 开始下落时受到的阻力为f1 2mg mg 开始下落时 加速度向下 大小为 1 8 1 4 a1 则有 mg f1 ma1 解得向下的加速度最大值为a1 g 当人水平横躺时 加速度向 3 4 上 大小为g 因此选项 A 正确 B 错误 画出由A到C的速度 时间图象 由图象的物理 意义可知 C 正确 由A到C由动能定理可知 Wf mgH D 正确 7 BD 解析 运动员由B C的过程中 先向下加速后向下减速 即先失重后超重 但跳板的形变量一直变大 所以跳板所受的压力一直变大 选项 A 错误 选项 B 正确 运 动员由C B的过程中 先向上加速后向上减速 即先超重后失重 跳板所受的压力一直变 小 选项 C 错误 选项 D 正确 8 B 解析 取人和小车为一整体 由牛顿第二定律得 2F M m a 设车对人的 摩擦力大小为f 方向水平向右 则对人由牛顿第二定律得 F f ma 解得 f F M m M m 如果M m 则f F 方向向右 选项 D 正确 如果M m f 0 选项 A 正确 如果 M m M m M m 则f F 负号表示方向水平向左 选项 C 正确 选项 B 错误 m M M m 9 C 解析 对整体由牛顿第二定律得 m1 m2 gsin m1 m2 a 设杆对小环的作 用力大小为N 据平衡条件得N m1 m2 gcos 选项 A 错误 对小球由牛顿第二定律得 m2gsin Tsin m2a 解得 选项 C 正确 选项 B 错误 若杆不光滑 分 别对整体 小球用牛顿第二定律同样解得 选项 D 错误 10 BD 解析 开始物块受到重力 弹簧的向上的弹力以及木箱对物块向下的压力 当物块对木箱顶刚好无压力时 物块受两个力作用 由于重力和弹簧的弹力不变 而木箱 对木块的力变为零 所以此时的木块的合外力向上 而加速度的方向与合外力的方向一致 所以加速度的方向也向上 所以可能是加速上升 也可能是减速下降 选项 BD 正确 11 mg 解析 设绳的张力为T 斜面支持力为FN 系统加速度为a 以B为研究对象 由牛 顿第二定律 T ma 以C为研究对象 由牛顿第二定律及平衡条件 FNsin Tcos ma FNcos Tsin mg 联立解得a g 3 以A B C整体为研究对象 由牛顿第二定律 用心 爱心 专心6 F 3ma 解得F mg 挑战自我 12 17