2020高中物理 第四章 第7节 用牛顿运动定律解决问题(二)练习(含解析)1

学必求其心得，业必贵于专精 - 1 - 用牛顿运动定律解决问题（二）

［随堂检测］

1．(2019·哈尔滨高一检测）如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是（ ) A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态 B．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力 C．飞船加速下落时,宇航员处于超重状态 D．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力 解析：选D.火箭加速上升时,加速度方向向上,宇航员处于超重状态，A错误；火箭上升的加速度逐渐减小时，由于加速度方向向上，宇航员仍处于超重状态，对座椅的压力大于其重力，B错误;飞船加速下落时，加速度方向向下，处于失重状态，宇航员对座椅的压力小于其重力，C错误；飞船在落地前减速,加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，D正确． 2．（2019·浙江衢州高一期中)如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种情况中，体重计的示数最大的是学必求其心得，业必贵于专精 - 2 - （ ）

A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0 m/s2 B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1。0 m/s2 C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0。5 m/s2 D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5 m/s2 解析：选B。电梯减速上升，加速度向下，由牛顿第二定律mg－F＝ma,解得F＝m(g－a)＝9 N；电梯匀加速上升，加速度向上，由牛顿第二定律F－mg＝ma，解得F＝m(g＋a)＝11 N；电梯匀减速下降，加速度向上,由牛顿第二定律F－mg＝ma，解得F＝m(g＋a）＝10.5 N;电梯匀加速下降，加速度向下，由牛顿第二定律mg－F＝ma，解得F＝m(g－a)＝9。5 N。

3．(多选）（2019·会宁高一检测）如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动,把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )

A．物体一直受到摩擦力作用，大小为μmg B．物体最终的速度为v1 学必求其心得，业必贵于专精 - 3 - C．开始阶段物体做匀加速直线运动

D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右 解析:选BC.当把物体无初速度地轻放在传送带的左端时，物体相对传送带向左运动,故物体所受到的滑动摩擦力大小为Ff＝μmg，方向水平向右；所以物体将向右做匀加速运动，由于传送带足够长，物体将加速到v1，之后与传送带保持相对静止，不再受到摩擦力的作用,故选项A、D错，B、C对． 4.如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，传送带在电动机的带动下，始终保持v0＝2 m/s的速率运行．现把一质量为m＝10 kg的工件(可看为质点）轻轻放在传送带的底端，经时间t＝1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的高处,并获得了与传送带相同的速度,取g＝10 m/s2。求: (1）工件与传送带之间的滑动摩擦力Ff的大小； （2）工件与传送带之间的相对位移Δx的大小． 解析：(1)由题意知高h对应的传送带长为 L＝错误!＝3 m

工件速度达到v0之前，从静止开始做匀加速运动，设匀加速运动的时间为t1，位移为x1，有 学必求其心得，业必贵于专精 - 4 - x1＝vt1＝错误!t1

因工件最终获得了与传送带相同的速度,所以达到v0之后工件将匀

速运动,有 L－x1＝v0（t－t1）

解得：t1＝0.8 s，x1＝0.8 m 所以加速运动阶段的加速度为 a＝错误!＝2。5 m/s2

在加速运动阶段，根据牛顿第二定律,有 Ff－mgsin θ＝ma 解得:Ff＝75 N. （2）在时间t1内，传送带运动的位移为 x＝v0t1＝1。6 m

所以在时间t1内，工件相对传送带的位移大小为 Δx＝x－x1＝0.8 m。 答案：（1）75 N （2）0。8 m

[课时作业］ 一、单项选择题 1．(2019·合肥一中高一检测)关于超重与失重的说法正确的是( ) 学必求其心得，业必贵于专精 - 5 - A．游泳运动员浮在水面静止不动时处于失重状态

B．在超重现象中，物体的重力是增大的 C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零 D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度 解析：选D。失重是指弹力小于重力、合力竖直向下的情形,即加速度方向向下,故D正确；游泳运动员处于静止状态，合力为零，既不失重，也不超重，A错误；不管是超重还是失重,物体的重力是不变的，B、C错误． 2．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出．对此现象分析正确的是（ ） A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态 B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态 C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度 D．在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度 解析:选D。手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速,可以匀速，当手和物体匀速运动时,物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时,物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到学必求其心得，业必贵于专精 - 6 - 运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；

当物体离开手的瞬间,物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；重物和手有共同的速度和加速度时,二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体加速度等于重力加速度,但手的加速度大于重力加速度,并且方向竖直向下,所以选项D正确． 3.（2019·厦门高一检测）3名中国航天员搭乘的“神舟十号"载人飞船返回舱，在内蒙古中部草原上顺利着陆．返回舱在重返大气层时,速度可达几千米每秒．为保证返回舱安全着陆,在下降过程中要利用降落伞使返回舱减速．如图所示为神舟十号返回舱主降落伞打开，返回舱减速下降过程，在这过程中 ( ) A．返回舱处于失重状态 B．返回舱处于超重状态 C．航天员受到的重力变小了 D．航天员受到的重力与返回舱对他的作用力相等 解析：选B。返回舱减速下降时，加速度方向向上,故返回舱处于超重状态．但返回舱的重力不变，故选项B对，A、C错；由于返回学必求其心得，业必贵于专精 - 7 - 舱处于超重状态,里面的人也处于超重状态，故航天员受到的重力小

于返回舱对他的作用力，选项D错．

4.（2019·江苏启东中学高一月考）电梯的顶部挂一个弹簧测力计,弹簧测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取10 m/s2)( ） A．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2 B．电梯可能向上加速运动,加速度大小为4 m/s2 C．电梯可能向下减速运动,加速度大小为2 m/s2 D．电梯可能向下减速运动,加速度大小为4 m/s2 解析：选A.电梯匀速运动时，对重物由平衡条件得mg＝F；m＝1 kg,当弹簧测力计的示数变为8 N时，对重物由牛顿第二定律得mg－F′＝ma，得a＝2 m/s2，加速度方向向下，其运动情况可能向上减速或向下加速,故只有A正确． 5。如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳学必求其心得，业必贵于专精 - 8 - 断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数( ）

A．变大 B．不变 C．变小 D．先变大后变小 解析：选C。同体积的水比乒乓球的质量大，在乒乓球加速上升的过程中，水和乒乓球系统的重心加速下降，处于失重状态，台秤示数变小，故选C。 6．若货物随升降机运动的v－t图象如图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是( ）

解析：选B。根据v－t图象可知电梯的运动情况：加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿第二定律F－mg＝ma可判断支持力F的变化情况:失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，故选项B正确． 7．在“探究超重和失重规律”时，某体重为G的同学站在一压力学必求其心得，业必贵于专精 - 9 - 传感器上完成一次下蹲和起立的动作．传感器和计算机相连,经计算

机处理后得到压力随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是（ ）

解析:选D.下蹲过程从静止→向下运动→静止，加速度方向先向下后向上,物体先失重后超重;起立过程从静止→向上运动→静止，加速度方向先向上后向下，物体先超重后失重，故D正确． 8.如图所示,在台秤的托盘上放一支架，支架上固定一个电磁铁A，电磁铁正下方有一铁块B，电磁铁不通电时,台秤的示数为G,当接通电路，在磁铁被吸引起来的过程中,台秤的示数将( ） A．不变 B．变大 C．变小 D．忽大忽小 解析：选B。解决这类问题可将整个装置视为整体，判别整体的加速度是向上还是向下,再利用整体的超重和失重的特点判断即可．电磁铁A对铁块B的引力是非接触力,且B离A越近，受到的引力越大，所以电磁铁A通电后，B上升的运动是加速度增大的加速运动．将整个装置视为整体，铁块向上加速，整体处于超重状态，整