高一物理培優(yōu)人教版必修1 第4章第七節(jié)《用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(二)》知能優(yōu)化訓(xùn)練

1111下列四種物體中處于平衡狀態(tài)的是()A靜止在粗糙斜面上的物體B沿光滑斜面下滑的物體C在平直路面上勻速行駛的汽車D做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開始下落的一瞬間答案：AC2如圖4710把一小物體輕輕放在斜面上后把手拿開，物體靜止在斜面上，則斜面對(duì)物體作用力的方向是()圖4710A垂直于斜面向上B沿斜面向上C豎直向下D豎直向上答案：D3關(guān)于超重和失重，下列說(shuō)法正確的是()A超重就是物體受到的重力增加了B失重就是物體受到的重力減少了C完全失重就是物體一點(diǎn)重力都沒有了D不論超重、失重或完全失重，物體所受的重力是不變的答案：D4(2011年上饒高一檢測(cè))游樂園中，游客乘坐能加速或減速上升的升降機(jī)，可以體會(huì)超重和失重的感覺，下列描述正確的是()A當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，機(jī)內(nèi)游客是處在失重狀態(tài)B當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，機(jī)內(nèi)游客是處在失重狀態(tài)C當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，機(jī)內(nèi)游客是處在失重狀態(tài)D當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí)，機(jī)內(nèi)游客是處在超重狀態(tài)解析：選C.升降機(jī)加速上升或減速下降時(shí)，加速度方向向上，游客處于超重狀態(tài)，A、B錯(cuò)升降機(jī)加速下降或減速上升時(shí)，加速度方向向下，游客處于失重狀態(tài)，C對(duì)，D錯(cuò)5一個(gè)質(zhì)量是50 kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)下面掛著一個(gè)質(zhì)量為5 kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，他看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為40 N，如圖4711所示，g取10 m/s2，求此時(shí)人對(duì)地板的壓力圖4711解析：以A為研究對(duì)象，對(duì)A進(jìn)行受力分析如圖所示選向下的方向?yàn)檎较?，由牛頓第二定律可得mAgFTmAa，所以a m/s22 m/s2.再以人為研究對(duì)象，他受到向下的重力mg和地板的支持力FN.仍選向下的方向?yàn)檎较颍瑯佑膳ｎD第二定律可得方程m人gFNm人 a，所以FNm人 gm人 a50(102) N400 N.則由牛頓第三定律可知，人對(duì)地板的壓力為400 N，方向豎直向下答案：400 N豎直向下一、選擇題圖47121如圖4712所示，氫氣球受風(fēng)力作用而使拉住它的細(xì)繩與地面的夾角為，在細(xì)繩被剪斷的瞬間，氣球所受外力的合力為(氫氣球的重力忽略不計(jì))()A與原來(lái)繩子的拉力大小相等，方向相反B沿風(fēng)力方向，大小等于風(fēng)力C沿豎直方向向上，大小等于氣球所受的浮力D與原來(lái)繩子的拉力方向相反，大小等于風(fēng)力與浮力的合力解析：選AD.物體受到三個(gè)力的作用：豎直向上的浮力、水平向右的風(fēng)力、沿著繩子方向的拉力，三個(gè)力的合外力為零，故風(fēng)力和浮力的合力與繩子的拉力等大反向當(dāng)把繩子剪斷后，物體受到的風(fēng)力和浮力和沒剪斷之前相等，所以兩者的合力沿著繩子的反方向2物體受到與水平方向成30角的拉力F的作用，向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖4713所示則物體受到的拉力F與地面對(duì)物體的摩擦力的合力的方向是()圖4713A向上偏左 B向上偏右C豎直向上 D豎直向下解析：選C.物體受四個(gè)力的作用，如圖所示，由于物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則由受力平衡知：力F的水平分量與摩擦力F大小相等，故兩力的合力豎直向上，大小等于F豎直向上的分量，C對(duì)3如圖4714所示，物體M靜止于傾斜的木板上，當(dāng)傾角緩慢增大，直至M開始滑動(dòng)之前的過程中，下列說(shuō)法正確的是()圖4714A物體對(duì)木板的壓力逐漸減小B物體所受的支持力和摩擦力都減小C物體所受支持力和摩擦力的合力不變D物體所受重力、支持力和摩擦力這三個(gè)力的合力逐漸增大解析：選AC.物體受力如圖：由平衡條件得：FNMgcosFfMgsin在逐漸增大的過程中，由式可知FN逐漸減小，由式知Ff逐漸增大，因此A對(duì)，B錯(cuò) .由物體處于平衡狀態(tài)可知：支持力FN，摩擦力Ff與重力Mg三者的合力為零故D錯(cuò)，支持力FN和摩擦力Ff的合力與重力Mg等值反向，故C對(duì)4(2011年揚(yáng)州高一檢測(cè))如圖4715所示，站在自動(dòng)扶梯上的人隨扶梯斜向上做加速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于人受到的作用力，以下說(shuō)法正確的是()圖4715A摩擦力為零B摩擦力方向水平向右C支持力等于重力D支持力大于重力答案：BD5(2011年蕪湖高一檢測(cè))在以加速度a勻加速豎直上升的電梯中，有一質(zhì)量為m的人，下列說(shuō)法正確的是()A此人對(duì)地板的壓力大小是m(ga)B此人對(duì)地板的壓力大小是m(ga)C此人受到的重力大小是m(ga)D此人受到的重力大小是m(ga)解析：選B.由牛頓第二定律得：Fmgma，F(xiàn)m(ga)，故B對(duì)6. 原來(lái)做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)有一被伸長(zhǎng)彈簧拉住的具有一定質(zhì)量的物體A靜止在地板上，如圖4716所示，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方由此可判斷，此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)可能是()圖4716A加速上升B減速上升C加速下降 D減速下降解析：選BC.當(dāng)升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，地板給物體的靜摩擦力與彈簧的彈力平衡，且該靜摩擦力可能小于或等于最大靜摩擦力當(dāng)升降機(jī)有向下的加速度時(shí)，必然會(huì)減小物體對(duì)地板的正壓力，也就減小了最大靜摩擦力，這時(shí)的最大靜摩擦力小于電梯勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，而彈簧的彈力又未改變，故只有在這種情況下A才可能被拉向右方四個(gè)選項(xiàng)中B、C兩種情況電梯的加速度是向下的7在升降機(jī)內(nèi)，一人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20 %，則下列判斷可能正確的是(g取10 m/s2)()A升降機(jī)以8 m/s2的加速度加速上升B升降機(jī)以2 m/s2的加速度加速下降C升降機(jī)以2 m/s2的加速度減速上升D升降機(jī)以8 m/s2的加速度減速下降解析：選BC.人發(fā)現(xiàn)體重減輕，說(shuō)明人處于失重狀態(tài)，加速度向下，由mgFNma，F(xiàn)N80%mg，故a0.2g2 m/s2，方向向下升降機(jī)可能加速下降，也可能減速上升，故B、C正確8(2011年長(zhǎng)沙高一檢測(cè))一個(gè)同學(xué)站在體重計(jì)上稱體重，當(dāng)該同學(xué)靜止時(shí)體重計(jì)示數(shù)為600 N，現(xiàn)在該同學(xué)突然下蹲，則從開始下蹲到靜止全過程中體重計(jì)的示數(shù)()A一直大于600 NB一直小于600 NC先是大于600 N后小于600 N，最后等于600 ND先是小于600 N后大于600 N，最后等于600 N解析：選D.該同學(xué)下蹲全過程中，他先是加速向下后又減速向下運(yùn)動(dòng)，最后靜止，故他先是處于失重狀態(tài)，體重計(jì)示數(shù)小于重力600 N，后又處于超重狀態(tài)，體重計(jì)示數(shù)大于600 N，最后處于平衡狀態(tài)，體重計(jì)示數(shù)為600 N，D正確9(2009年高考廣東卷)某人在地面上用彈簧測(cè)力計(jì)稱得其體重為490 N，他將彈簧測(cè)力計(jì)移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖4717所示，電梯運(yùn)行的vt圖可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?()圖4717圖4718解析：選AD.由vt圖象知：t0t1時(shí)間內(nèi)，具有向下的加速度，t1t2時(shí)間內(nèi)勻速或靜止，t2t3時(shí)間內(nèi)，具有向上的加速度，因此其運(yùn)動(dòng)情況可能是：t0t3時(shí)間內(nèi)，故A、D正確二、計(jì)算題10如圖4719所示，拉B物體的輕繩與豎直方向成60 角，O為一定滑輪，物體A與B之間用跨過定滑輪的細(xì)繩相連且均保持靜止，已知B的重力為100 N，水平地面對(duì)B的支持力為80 N，繩和滑輪的質(zhì)量以及摩擦均不計(jì)，試求物體A的重力和物體B與地面間的摩擦力圖4719解析：對(duì)物體A、B分別進(jìn)行受力分析如圖所示，對(duì)A：FTGA對(duì)B：FNFTcos60GBFfFTsin60由可得：FT40 N.故GA40 N.由可得：FfFTsin6034.6 N.答案：40 N34.6 N11(2011年石家莊高一檢測(cè))如圖4720所示，升降機(jī)中的斜面和豎直墻壁之間放一個(gè)質(zhì)量為10 kg的光滑小球，斜面傾角30，當(dāng)升降機(jī)以a5 m/s2的加速度加速豎直上升時(shí)，(g10 m/s2)，求：圖4720 (1)小球?qū)π泵娴膲毫Γ?2)小球?qū)ωQ直墻壁的壓力解析：小球受力如圖所示水平方向上F2sinF1豎直方向上F2cosmgma聯(lián)立、求得F150 N，F(xiàn)2100 N.由牛頓第三定律知小球?qū)Ρ诤托泵娴膲毫Ψ謩e為50 N、100 N.答案：(1)100 N(2)50 N12一質(zhì)量為m40 kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上電梯從t0時(shí)刻由靜止開始上升，在0到6 s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖4721所示試問：在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少？取重力加速度g10 m/s2.圖4721解析：由圖可知，在t0到t12 s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)大于mg，故電梯應(yīng)做向上的加速運(yùn)動(dòng)設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為F1，電梯及小孩的加速度為a1，由牛頓第二定律，得F1mgma1.在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度h1a1t.在t12 s到t25 s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)等于mg，故電梯應(yīng)做勻速上升運(yùn)動(dòng)，速度為t1時(shí)刻電梯的速度，即v1a1t1.在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度h2v1(t2t1)在t25 s到t36 s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)小于mg，故電梯應(yīng)做向上的減速運(yùn)動(dòng)設(shè)這段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為F2，電梯及小孩的加速度為a2，由牛頓第二定律，得mgF2ma2.在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度h3v1(t3t2)a2(t3t2)2.電梯上升的總高度hh1h2h3.由以上各式和題文及題圖中的數(shù)據(jù)，解得h9 m.答案：9 m111