2018版 重点强化卷 4

第页重点强化卷(四)牛顿运动定律的应用(建议用时：60分钟)(教师用书独具)一、选择题1.(多选)关于作用力和反作用力，下列说法正确的是()A.地球对重物的作用力大小等于重物对地球的作用力大小B.当作用力是摩擦力时，反作用力也一定是摩擦力C.鸡蛋击石头，石存蛋破，证明作用力可以大于反作用力D.匀速上升的气球所受浮力没有反作用力【解析】地球对重物的作用力与重物对地球的作用力是相互作用力，大小相等，A对；由作用力和反作用力的性质可知，B对；鸡蛋击石头，石存蛋破，是由于鸡蛋比石头容易打破，并不是作用力大于反作用力，C错；匀速上升的气球所受浮力的反作用力是气球对空气的作用力，D错.【答案】AB2.用牛顿第三定律判断下列说法中正确的是()A.马拉车时，只有马对车的拉力大于车对马的拉力时才能前进B.物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的10倍，所以A作用于B的力大于B作用于A的力C.轮船的螺旋桨旋转时向后推水，水同时给螺旋桨一个作用力D.发射火箭时，燃料点燃后，喷出的气体给空气一个作用力，空气施加的反作用力推动火箭前进【解析】只有当马对车的拉力大于车受到的阻力时，车才能开始运动，马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力，大小总是相等的，A错误.A、B之间的相互作用力总是大小相等的，与它们的质量无关，B错误.轮船之所以前进是因为螺旋桨旋转时给水一个向后的推力，水同时给螺旋桨一个向前的推力，从而推动轮船前进，C正确.火箭之所以能够前进是因为火箭内燃烧形成的高温高压气体迅速向后运动，根据牛顿第三定律，燃烧形成的高温高压气体也向前推火箭，从而使火箭克服阻力向前飞行，如果说成喷出的气体向后推空气，那么根据牛顿第三定律，应是空气向前推“喷出的气体”而不是推动火箭，D错误.【答案】C3.在建筑工地上经常通过起重机的钢索将重物由地面吊到空中，关于重物的上升和下降下列说法正确的是()A.只有重物向上加速运动时，才会出现超重现象B.重物向上运动时，就会出现超重现象C.出现失重现象时，重物的重力减小D.无论超重还是失重，重物的重力都不会变化【解析】重物向下减速运动时加速度向上，也会出现超重现象，A错误.重物的加速度向上就会出现超重现象，与重物的运动方向无关，B错误.重物的重力不会随加速度方向的变化而变化，C错误，D正确.【答案】D4.一天，下着倾盆大雨.某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃内积水了.列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的()【解析】列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致.【答案】C5.(多选)如图1所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是()图1A.作用力F与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力B.作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力【解析】作用力F与墙壁对物体的支持力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，A错.作用力F作用在物体上而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不能成为平衡力，也不是作用力和反作用力，B错.物体在竖直方向上，受竖直向下的重力和墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止，故这两个力是一对平衡力，C对.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力，是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，D对.【答案】CD6.(多选)如图2所示，在建筑工地上一建筑工人两手对称用水平力将两长方形水泥制品P和Q夹紧，并以加速度a竖直向上搬起，P和Q的质量分别为2m和3m，水平力为F，P和Q间动摩擦因数为μ图2A.P受到Q的摩擦力方向一定竖直向下B.P受到Q的摩擦力大小为2μFC.P受到Q的摩擦力大小为0.5m(g＋aD.P受到Q的摩擦力大小为1.5m(g＋a【解析】设每只手与水泥制品的摩擦力大小均为f1，设P受到Q的摩擦力大小为f2、方向竖直向上.对P、Q整体及P分别应用牛顿第二定律有2f1－5mg＝5ma，f1＋f2－2mg＝2ma，联立解得f2＝－0.5m(g＋a)，负号说明P受到Q的摩擦力方向向下，A、C正确.【答案】AC7.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示数如图3所示，则在这段时间内()图3A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏同学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eq\f(g,5)，方向一定竖直向下【解析】体重计示数变小，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，故A错误.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，故B错误.以竖直向下为正方向，有mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝eq\f(g,5)，加速度方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，故C错误，D正确.【答案】D8.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5s，安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A.450NB.400NC.350ND.300N【解析】汽车的速度v0＝90km/h＝25m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a＝eq\f(v0,t)＝5m/s2，对乘客应用牛顿第二定律得：F＝ma＝70×5N＝350N，所以C正确.【答案】C9.质量为M的人站在地面上，用绳通过滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图4所示.若重物以加速度a下降(a<g)，则人对地面的压力为()图4A.(M＋m)g－ma B.M(g－a)－maC.(M－m)g＋ma D.Mg－ma【解析】以重物为研究对象，受力分析如图甲所示.由牛顿第二定律得mg－F＝ma甲乙所以绳子上的拉力F＝mg－ma以人为研究对象，受力分析如图乙所示.由平衡条件得F＋N＝Mg所以N＝Mg－F＝Mg＋ma－mg由牛顿第三定律知，人对地面的压力大小等于地面对人的支持力大小，所以N′＝N＝(M－m)g＋ma.【答案】C二、计算题10.如图5所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿用与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝4.0N，玩具的质量m＝0.5kg，经过时间t＝2.0s，玩具移动了距离s＝4.8m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下.图5(1)全过程玩具的最大速度是多大？(2)松开手后玩具还能运动多远？(取g＝10m/s2.sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)【解析】(1)由牛顿第二定律得：F·cos53°－μ(mg－F·sin53°)＝ma①根据运动学公式知s＝eq\f(1,2)at2②vm＝at③由①②③解得μ＝0.67vm＝4.8m/s.(2)松手后玩具滑行的加速度a1＝μg＝6.7m/s2滑行距离s1＝eq\f(v\o\al(2,m),2a1)＝1.7m.【答案】(1)4.8m/s(2)1.7m11.如图6所示，在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C停下来.若人和滑板的总质量m＝60.0kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，斜坡的倾角θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的.整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2.求：图6(1)人从斜坡上滑下的加速度；(2)若由于场地的限制，水平滑道BC的最大长度L＝20.0m，求斜坡上A、B两点间的最大距离.【解析】(1)人和滑板在斜坡上的受力如图甲所示，沿坡面和垂直坡面建立直角坐标系.甲设人和滑板在斜坡上滑下的加速度为a1，由牛顿第二定律有mgsinθ－f＝ma1N－mgcosθ＝0其中f＝μN联立解得人和滑板滑下的加速度a1＝g(sinθ－μcosθ)＝2.0m/s2(2)人和滑板在水平滑道上受力如图乙所示，由牛顿第二定律有乙N′－mg＝0f′＝ma2其中f′＝μN′联立解得人和滑板在水平滑道上运动的加速度大小a2＝μg＝5m/s2设人从斜坡上滑下的最大距离为LAB，由匀变速直线运动公式有veq\o\al(2,B)－0＝2a1LAB,0－veq\o\al(2,B)＝－2a2L联立解得LAB＝50.0m【答案】(1)2.0m/s2(2)50.0m12.美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行计划”.飞行员将飞艇开到6000m的高空后，让飞艇由静止下落，以模拟一种微重力的环境.下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍，这样，可以获得持续25s之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动.若飞艇离地面的高度不得低于500m，重力加速度g取10m/s2，试计算：(1)飞艇在25s内下落的高度；(2)在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是其重力的多少倍.【解析】(1)设飞艇在25s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得mg－F阻＝ma1，解得：a1＝eq\f(mg－F阻,m)＝9.6m/s2.飞艇在25s内下落的高度为h1＝eq\f(1,2)a1t2＝3000m.(2)25s后飞艇将做匀减速运