2019-2020年高中物理 第四章 牛頓運動定律 第7節(jié) 用牛頓運動定律解決問題(二) 達標(biāo)檢測 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 第四章 牛頓運動定律 第7節(jié) 用牛頓運動定律解決問題(二) 達標(biāo)檢測 新人教版必修1 1．如右圖所示，一物體在四個力F1、F2、F3、F4作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若F4的方向沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60而保持其大小不變，其余三個力的大小和方向均保持不變，則此時物體所受到的合力大小為(　　) A. B．0 C．F4 D.F4 【解析】　由共點力的平衡條件可知，F(xiàn)1、F2、F3、F4的合力應(yīng)為零，F(xiàn)1、F2、F3的合力應(yīng)與F4等值反向．當(dāng)F4的方向沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60而保持其大小不變時，F(xiàn)1、F2、F3的合力的大小仍為F4，但方向與F4成120，由平行四邊形法則可得，此時物體所受的合力大小仍為F4，方向沿由F4的原方向逆時針轉(zhuǎn)過120.所以本題的正確選項應(yīng)為C. 【答案】　C 2．懸掛在電梯天花板上的彈簧測力計的鉤子掛著質(zhì)量為m的物體，電梯靜止時彈簧測力計的示數(shù)為G＝mg，下列說法中，正確的是(　　) A．當(dāng)電梯勻速上升時，彈簧測力計的示數(shù)增大，電梯勻速下降時，彈簧測力計的示數(shù)減小 B．只有電梯加速上升時，彈簧測力計的示數(shù)才會增大，只有電梯加速下降時，彈簧測力計的示數(shù)才會減小 C．不管電梯向上或向下運動，只要加速度的方向豎直向上，彈簧測力計的示數(shù)一定增大 D．不管電梯向上或向下運動，只要加速度的方向豎直向下，彈簧測力計的示數(shù)一定減小 【解析】　超重是加速度方向向上，示數(shù)大于重力；失重是加速度方向向下，示數(shù)小于重力，與運動方向無關(guān)，因此選項A、B錯誤，C、D正確． 【答案】　CD 3．姚明成為了NBA的一流中鋒，給中國人爭得了更多的榮譽和更多的尊敬，讓更多的中國人熱愛上籃球這項運動．姚明某次跳起過程可分為下蹲、蹬地、離地上升、下落四個過程，如右圖所示，下列關(guān)于蹬地和離地上升兩過程的說法中正確的是(設(shè)蹬地的力為恒力)(　　) A．兩個過程中姚明都處在超重狀態(tài) B．兩過程中姚明都處在失重狀態(tài) C．前過程為超重，后過程不超重也不失重 D．前過程為超重，后過程為完全失重 【解析】　用力蹬地獲得一個向上的大于重力的支持力，故蹬地過程是一個向上加速的過程，是超重現(xiàn)象；空中上升過程中受重力作用，有向下的加速度g，是完全失重現(xiàn)象，所以D項正確． 【答案】　D 4. 如右圖所示，是一種測定風(fēng)作用力的儀器的原理圖，它能自動隨著風(fēng)的轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)向，使風(fēng)總從圖示方向吹向小球P，P是質(zhì)量為m的金屬球，固定在一細長鋼性金屬絲下端，能繞懸掛點O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，無風(fēng)時金屬絲自然下垂，有風(fēng)時金屬絲將偏離豎直方向一定角度θ，角θ大小與風(fēng)力大小有關(guān)，下列關(guān)于風(fēng)力F風(fēng)、繩拉力F拉與角度θ的關(guān)系式正確的是(　　) A．F風(fēng)＝mgsin θ B．F風(fēng)＝mgtan θ C．F拉＝mgcos θ D．F拉＝mg/cos θ 【解析】　由平衡條件可得：F拉cos θ＝mg，F(xiàn)拉sin θ＝F風(fēng)，可以看出B、D正確． 【答案】　BD 5．長方體木塊靜止在傾角為θ的斜面上，那么木塊對斜面作用力的方向(　　) A．沿斜面向下　　　　　B．垂直斜面向下 C．沿斜面向上 D．豎直向下 【解析】　木塊受力如右圖所示，其中FN、F分別為斜面對木塊的支持力和摩擦力，木塊受到三個力的作用處于平衡狀態(tài)，則FN、F的合力與 G等大、反向，即方向豎直向上，由牛頓第三定律可知木塊對斜面的作用力與F′N、F′的合力等大、反向，方向豎直向下，故只有選項D正確． 【答案】　D 6. “蹦極”是一項非常刺激的體育運動，某人身系彈性繩自高空P點自由下落，右圖中a點是彈性繩的原長位置，c點是人能到達的最低點，b點是人靜止懸吊著時的平衡位置，人在從P點落下到最低點c的過程中(　　) A．人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài) B．在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài) C．在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài) D．在c點，人的速度為零，其加速度為零 【答案】　AB 7．(xx年安徽卷) 為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯．無人乘行時，扶梯運轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如右圖所示．那么下列說法中正確的是(　　) A．顧客始終受到三個力的作用 B．顧客始終處于超重狀態(tài) C．顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下 D．顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下 【解析】　當(dāng)電梯勻速運轉(zhuǎn)時，顧客只受兩個力的作用，即重力和支持力，故A、B都不對；由受力分析可知，加速時顧客對扶梯有水平向左的摩擦力，故此時顧客對扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時沒有摩擦力，此時方向豎直向下，故選C. 【答案】　C 8. 如右圖所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面的臺秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端，穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F，若彈簧秤的質(zhì)量不計，下列說法正確的是(　　) A．甲同學(xué)處于超重狀態(tài)，乙同學(xué)處于失重狀態(tài) B．臺秤P的讀數(shù)等于mg－F C．臺秤Q的讀數(shù)為mg－2F D．兩臺秤的讀數(shù)之和為2mg 【解析】　甲乙兩同學(xué)都處于平衡狀態(tài)，沒有向上或向下的加速度，不是超重狀態(tài)，也不是失重狀態(tài)，A不正確．由平衡條件知，臺秤P的讀數(shù)是mg＋F，臺秤Q的讀數(shù)是mg－F，兩個臺秤的讀數(shù)之和是2mg，D正確． 【答案】　D 9. 如右圖所示，A球和B球用輕繩相連，靜止在光滑的圓柱面上，若A球的質(zhì)量為m，則B球的質(zhì)量為(　　) A.m B.m C.m D. 【解析】　 球很小，可認(rèn)為繩拉球的方向在大圓的切線方向上．分別對A、B受力分析： 對A：mgsin 37=FTA，① 對B：Mgsin 53＝FTB，② 又FTA＝FTB，③ 由①②③得M＝m，故選A. 【答案】　A 10．某人在以加速度a＝2 m/s2勻加速下降的升降機中最多能舉起m1＝75 kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多大質(zhì)量的物體？若此人在一勻加速上升的升降機中最多能舉起50 kg的物體，則此升降機上升的加速度是多大？(g取10 m/s2) 【解析】　設(shè)此人在地面上的最大“舉力”為F，那么他在以不同加速度運動的升降機中最大的“舉力”仍然是F.以物體為研究對象進行受力分析，物體的受力示意圖如右圖所示，且物體的加速度與升降機相同． 當(dāng)升降機以加速度a=2 m/s2勻加速下降時，對物體有：m1g-F=m1a F=m1(g-a)得：F=75(10-2) N=600 N 設(shè)人在地面上最多可舉起質(zhì)量為m的物體 則F=m0g，m0=F/g= kg=60 kg 當(dāng)升降機以加速度a′勻加速上升時，對物體有： F-m2g=m2a′ a′=F/m2-g= m/s2=2 m/s2 所以升降機勻加速上升的加速度為2 m/s2. 【答案】　60 kg　2 m/s2 11．如右圖所示為一攀巖運動員，正在豎直巖壁上攀登，由于身背很重的行裝，重心上移至肩部的O點，總質(zhì)量為75 kg.此時手臂與身體垂直．手臂與巖壁夾角θ為60，求此時手受到的拉力和腳受到的作用力．(設(shè)手受到的拉力和腳受到的作用力均通過重心O，g取 10 m/s2) 【解析】　對運動員進行受力分析如右圖所示，根據(jù)平衡條件正交分解得： Fsin 60=FNsin 30 Fcos 60+FNcos 30=mg. 解得F=mg=375 N， FN=375  N. 【答案】　375 N　375 N 12．2008年5月12日，四川省發(fā)生8.0級強烈地震，在震后救災(zāi)工作的初始階段由于道路被毀，陸路交通困難，直升機搭起了空中生命線．如下圖甲所示，一架直升機用懸索(重力可忽略不計)救護困在湖水中的傷員，假設(shè)直升機在營救過程中水平方向速度為零．在懸索拉力F作用下，質(zhì)量m＝60 kg的傷員由靜止開始豎直向上運動，速度—時間圖象如圖丙所示，取重力加速度g＝10 m/s2，求： (1)在這4 s內(nèi)懸索對傷員拉力F的最大值和最小值； (2)在F－t圖象中畫出拉力F隨時間t變化的圖線． 【解析】　(1)t＝0至t＝1 s內(nèi)，傷員加速上升，加速度大小a1＝＝5 m/s2，方向向上． 由牛頓第二定律，有F1－mg＝ma1 拉力最大值F1＝900 N t＝1 s至t＝2 s內(nèi)，傷員勻速上升，拉力F2＝600 N t＝2 s至t＝4 s內(nèi)，傷員減速上升，加速度為 a3＝＝－2.5 m/s2，負(fù)號表示a3方向向下． 由牛頓第二定律，有F3－mg＝ma3 拉力最小值F3＝450 N. (2)拉力F隨時間t變化的圖線見答案． 【答案】　(1)900 N　450 N (2)