高中人教版物理必修1(课时作业与单元检测)：第四章 牛顿运动定律 4.7用牛顿定律解决问题(二)

(1010分)处于静止状态，三条细绳中的拉力之比物体处于静止状态，合力为零，的物体在五个共点力的作用下处于平衡状态．下列说法正以外，其余四个力的合力大小与F1相等，方向与，而保持其余四个力不变，此时物体的加速度的大小为，而保持其余四个力不变，此时物体的加速度的大小为D.．如图所示，位于水平地面上的质量为m的物体，在大小为拉力作用下沿地面做匀速直线运动．则下列说法中正确的是(．物体所受的滑动摩擦力的大小为F cosα此时物体对地面的压力大小为mgF N mg－F sin(20分钟，30分)知识点一【解析】对物体受力分析，把重力沿斜面和垂直于斜面方向分解，如图1所示．垂直于斜面方向，F N＝G2＝mg cosθ，f＝μF N，平行于斜面方向，f＝G1＝mg sinθ，联立解得μ＝tanθ，所以A正确．给物体施加一竖直向下的力F时，物体受力如图2所示．可先将F与物体的重力合成，设为T，再将它沿斜面和垂直于斜面方向分解．垂直于斜面方向，F′N＝T2＝(mg ＋F)cosθ，T沿斜面方向的分力T1＝(mg＋F)sinθ，而f′＝μF′N，将μ＝tanθ代入得f′＝μF′N＝tanθ(mg＋F)cosθ＝(mg＋F)sinθ＝T1，所以物体所受的合外力仍为零，物体继续做匀速直线运动，B正确，C错误．将物体的质量换为2m，与上面分析相同，仍做匀速直线运动，所以D错误．4．如图所示，放置在水平地面上的直角劈质量为M，上面放一个质量为m的物体．若m在其斜面上匀速下滑，M仍保持静止，那么正确的说法是()A．M对地面的压力等于(M＋m)gB．M对地面的压力大于(M＋m)gC．地面对M没有摩擦力D．地面对M有向左的摩擦力【答案】AC【解析】因物体M、m均处于平衡状态，故可以把两物体看成一个整体，这个整体在竖直方向受到向下的重力(Mg＋mg)和向上的支持力F N，对整体由平衡条件得F N＝(M＋m)g，A正确，B错误；由于整体处于平衡状态，因此水平方向合力为0，由此可推知地面对M没有摩擦力，C正确，D错误．5．滑板运动是一项非常刺激的水上运动．研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力垂直于滑板面．如图所示，运动员在水平牵引力作用下，滑板面与水平面之间的夹角θ＝37°，滑板匀速运动，人和滑板的总质量为100 kg，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，则水平牵引力为(sin37°＝0.6)()A．1 250 N B．1 000 NC．750 N D．500 N【答案】C【解析】把人与滑板看作一整体，对其受力分析知：知识点二随时间变化的图象如图所示．根据图象提供的信息，以下判断错误的是时间内该同学处于失重状态时间内该同学处于超重状态时间内该同学的重心继续下降知识点三．两次木块运动的加速度大小相等整体为研究对象，两种情况下，合外力都是，所以加速度a＝Fm A＋m B，大小相等，A正确；当水平力为研究对象，N1＝m B a＝m B Fm＋m，当水平力F如图所示，一定质量的物体用两根轻绳悬挂在空中，其中绳OB由水平转至竖直的过程中，绳．先变小后变大【解析】根据重力的作用效果将其分解在绳OA 、OB 所在的方向上，如图所示，F 1是对绳OA 的拉力，F 2是对绳OB 的拉力．由于OA 方向不变，当OB 向上转动，转到与OA 绳方向垂直时，OB 上的拉力最小，故OB 上的张力先变小后变大．13．某人在地面上最多能举起60 kg 的重物，在下列两种情形下，此人最多能举起多大质量的物体(忽略人体自身受力变化的影响，g 取10 m/s 2)．(1)当此人站在以5 m/s 2的加速度加速上升的升降机中；(2)当此人站在以5 m/s 2的加速度加速下降的升降机中．【解】(1)当此人在地面上举起重物时，对重物分析，由牛顿第二定律得F －mg ＝0 解得此人对外提供的最大举力F ＝mg ＝600 N当升降机向上加速时，重物也具有相同的竖直向上的加速度，而此人对外提供的最大举力是不变的，对重物由牛顿第二定律得F －m 1g ＝m 1a解得m 1＝F g ＋a ＝60010＋5kg ＝40 kg (2)当升降机向下加速时，重物也具有相同的竖直向下的加速度，对重物由牛顿第二定律得m 2g －F ＝m 2a解得m 2＝F g －a ＝60010－5kg ＝120 kg课后作业时间：45分钟 满分：80分班级________ 姓名________ 分数________一、选择题1．在太空空间站中，一切物体均处于完全失重状态，下列测量中，仪器能正常使用的是( )A ．用弹簧测力计测物体的重力B ．用弹簧测力计测拉力C ．用天平测物体的质量D ．用温度计测物体的温度【答案】BD【解析】在太空空间站中，一切物体均处于完全失重状态，所以地球上一切由于重力产生的现象都会消失．当物体挂在弹簧测力计下端时，物体对弹簧测力计的拉力为零，所以不能用它来测物体的重力．将物体和砝码分别放在天平左右两盘时，对盘的压力均为零，所以不能用它来测量物体的质量．所以AC 错误．弹簧测力计的工作原理是弹簧的拉力与弹簧伸长的长度成正比，温度计是根据物体的热胀冷缩的原理工作的，这些与物体的重力都无关，所以BD 正确．2．在箱式电梯里的台秤秤盘上放着一物体，在电梯运动过程中，某人在不同时刻拍摄了甲、乙、丙三张照片，如图所示，其中乙为电梯匀速运动时的照片．从这三张照片可判定( )A ．拍摄甲照片时，电梯一定处于加速下降状态B ．拍摄丙照片时，电梯一定处于减速上升状态C ．拍摄丙照片时，电梯可能处于加速上升状态．如图所示，沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在，悬绳与墙壁的夹角为mgsinθ．换上一根长绳，则绳子拉力将增大．换上一根长绳，则墙壁对足球的支持力将减小对足球受力分析如图，由几何关系可得：变小．由①式可知绳子的拉力将变小，所以②式可知墙壁对足球的支持力将减小，所以D正确．．如图所示，在升降机内的弹簧下端吊一物体A，其质量为<g)匀加速下降时，该弹簧的长度将的关系是下图中的(以竖直向上的方向为速度的正方向)()以竖直向上的方向为速度的正方向，物体初速度为正，且速率逐渐减小，达最高点后，物体变为向下加速，所以速度为负且速率逐渐增大．在v－t图象中用正负表其绝对值表示速度的大小，图线的斜率表示其加速度．由于物体的加速度方图线为向下倾斜的直线．因此．如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴端固定在墙上，且轻绳保持水平，，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，转动木杆改变轻绳与滑轮的摩擦不计M的值a M＝－gN的值T N＝mg．图线的斜率等于物体的质量m．图线的斜率等于物体质量的倒数1 m【答案】ABD【解析】由牛顿第二定律，有T －mg ＝ma ，故得a ＝T m－g ，当T ＝0时，a ＝－g ，A 对；当a ＝0时，T ＝mg ，B 对；图线的斜率k ＝1m，D 对． 9．一个质量为3 kg 的物体，被放置在倾角为α＝30°的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，物体能处于平衡状态的是(g ＝10 m/s 2)( )A ．仅甲图B ．仅乙图C ．仅丙图D ．甲、乙、丙图【答案】B【解析】物体受三个力的作用，重力、支持力、拉力．重力沿斜面向下的分力大小为15 N ，故只有乙图中物体能保持平衡，选项B 正确．10.如图所示，质量为m 1＝2 kg 的物体A 经跨过定滑轮的轻绳与质量为M ＝5 kg 的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m 2＝1 kg 的物体C ，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g ＝10 m/s 2，下列说法不正确的是( )A ．物体A 处于失重状态，加速度大小为10 m/s 2B ．物体A 处于超重状态，加速度大小为5 m/s 2C ．物体C 处于失重状态，对箱子的压力大小为5 ND ．轻绳对定滑轮的作用力大小为60 N【答案】A【解析】取A 、B 、C 为整体，由牛顿第二定律得(M ＋m 2)g －m 1g ＝(M ＋m 1＋m 2)a ，代入数据得a ＝5 m/s 2，A 错，B 正确；隔离C 有m 2g －F N ＝m 2a ，即F N ＝5 N ，由牛顿第三定律可知，物体C 对箱子的压力为5 N ，C 对；隔离A 有F T －m 1g ＝m 1a 得F T ＝30 N ，所以轻绳对定滑轮的作用力大小为2F T ＝60 N ，D 正确．二、非选择题11．某人在地面上最多能举起60 kg 的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80 kg 的物体．则电梯的加速度为________．若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量________kg(g 取10 m/s 2)．【答案】2.5 m/s 2 48【解析】站在地面上的人，最大举力F ＝m 1g ＝600 N.在加速下降的电梯里，人的最大举力不变，由牛顿第二定律：m 2g －F ＝m 2a ，故a ＝g －F m 2＝⎝⎛⎭⎫10－60080 m/s ＝2.5 m/s 2. 若电梯加速上升，则由牛顿第二定律：F －m 3g ＝m 3a ，所以m 3＝F g ＋a ＝60012.5kg ＝48 kg. 12．某人站在离地25 m 的平台边缘，以20 m/s 的初速度竖直向上抛出一石块，不考虑空气阻力，g ＝10 m/s 2，试计算：(1)石块能到达的最大高度；风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力．直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细直杆直径．重力加速度为当细直杆在水平方向固定时，调节风力的大小，使小球在细直杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的1，求小球与细直杆间的动摩擦因数． 的大小．【答案】(1)30 N(2)2 m/s【解析】(1)设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知，F－mg sinθ－μmg cosθ＝ma1，撤去力后，由牛顿第二定律有mg sinθ＋μmg cosθ＝ma2，根据图象可知：a1＝20 m/s2，a2＝10 m/s2，代入解得F＝30 N，μ＝0.5.(2)设撤去力后物体运动到最高点的时间为t2，v1＝a2t2，解得t2＝2 s，则物体沿着斜面下滑的时间为t3＝t－t1－t2＝1 s，设下滑加速度为a3，由牛顿第二定律mg sinθ－μmg cosθ＝ma3，有a3＝2 m/s2，t＝4 s时速度v＝a3t3＝2 m/s.11。