高中物理 重點(diǎn)強(qiáng)化卷4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 滬科版必修1

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重點(diǎn)強(qiáng)化卷(四)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(建議用時(shí)：60分鐘)一、選擇題1(多選)關(guān)于作用力和反作用力，下列說(shuō)法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370269】A地球?qū)χ匚锏淖饔昧Υ笮〉扔谥匚飳?duì)地球的作用力大小B當(dāng)作用力是摩擦力時(shí)，反作用力也一定是摩擦力C雞蛋擊石頭，石存蛋破，證明作用力可以大于反作用力D勻速上升的氣球所受浮力沒(méi)有反作用力【解析】地球?qū)χ匚锏淖饔昧εc重物對(duì)地球的作用力是相互作用力，大小相等，A對(duì)；由作用力和反作用力的性質(zhì)可知，B對(duì)；雞蛋擊石頭，石存蛋破，是由于雞蛋比石頭容易打破，并不是作用力大于反作用力，C錯(cuò)；勻速上升的氣球所受浮力的反作用力是氣球?qū)諝獾淖饔昧?，D錯(cuò)【答案】AB2用牛頓第三定律判斷下列說(shuō)法中正確的是()A馬拉車(chē)時(shí)，只有馬對(duì)車(chē)的拉力大于車(chē)對(duì)馬的拉力時(shí)才能前進(jìn)B物體A靜止在物體B上，A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的10倍，所以A作用于B的力大于B作用于A的力C輪船的螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)向后推水，水同時(shí)給螺旋槳一個(gè)作用力D發(fā)射火箭時(shí)，燃料點(diǎn)燃后，噴出的氣體給空氣一個(gè)作用力，空氣施加的反作用力推動(dòng)火箭前進(jìn)【解析】只有當(dāng)馬對(duì)車(chē)的拉力大于車(chē)受到的阻力時(shí)，車(chē)才能開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，馬拉車(chē)的力和車(chē)?yán)R的力是一對(duì)作用力和反作用力，大小總是相等的，A錯(cuò)誤A、B之間的相互作用力總是大小相等的，與它們的質(zhì)量無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤輪船之所以前進(jìn)是因?yàn)槁菪龢D(zhuǎn)時(shí)給水一個(gè)向后的推力，水同時(shí)給螺旋槳一個(gè)向前的推力，從而推動(dòng)輪船前進(jìn)，C正確火箭之所以能夠前進(jìn)是因?yàn)榛鸺齼?nèi)燃燒形成的高溫高壓氣體迅速向后運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第三定律，燃燒形成的高溫高壓氣體也向前推火箭，從而使火箭克服阻力向前飛行，如果說(shuō)成噴出的氣體向后推空氣，那么根據(jù)牛頓第三定律，應(yīng)是空氣向前推“噴出的氣體”而不是推動(dòng)火箭，D錯(cuò)誤【答案】C3在建筑工地上經(jīng)常通過(guò)起重機(jī)的鋼索將重物由地面吊到空中，關(guān)于重物的上升和下降下列說(shuō)法正確的是 () 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370270】A只有重物向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象B重物向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象C出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí)，重物的重力減小D無(wú)論超重還是失重，重物的重力都不會(huì)變化【解析】重物向下減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度向上，也會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象，A錯(cuò)誤重物的加速度向上就會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象，與重物的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤重物的重力不會(huì)隨加速度方向的變化而變化，C錯(cuò)誤，D正確【答案】D4一天，下著傾盆大雨某人乘坐列車(chē)時(shí)發(fā)現(xiàn)，車(chē)廂的雙層玻璃內(nèi)積水了列車(chē)進(jìn)站過(guò)程中，他發(fā)現(xiàn)水面的形狀如圖中的()【解析】列車(chē)進(jìn)站時(shí)剎車(chē)，速度減小，而水由于慣性仍要保持原來(lái)較大的速度，所以水向前涌，液面形狀和選項(xiàng)C一致【答案】C5(多選)如圖2所示，水平力F把一個(gè)物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370271】圖2A作用力F與墻壁對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力B作用力F與物體對(duì)墻壁的壓力是一對(duì)平衡力C物體的重力與墻壁對(duì)物體的靜摩擦力是一對(duì)平衡力D物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力【解析】作用力F與墻壁對(duì)物體的支持力作用在同一物體上，大小相等、方向相反，在一條直線上，是一對(duì)平衡力，A錯(cuò)作用力F作用在物體上而物體對(duì)墻壁的壓力作用在墻壁上，這兩個(gè)力不能成為平衡力，也不是作用力和反作用力，B錯(cuò)物體在豎直方向上，受豎直向下的重力和墻壁對(duì)物體豎直向上的靜摩擦力，因物體處于靜止，故這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，C對(duì)物體對(duì)墻壁的壓力與墻壁對(duì)物體的支持力，是兩個(gè)物體之間的相互作用力，是一對(duì)作用力和反作用力，D對(duì)【答案】CD6(多選)如圖3所示，在建筑工地上一建筑工人兩手對(duì)稱(chēng)用水平力將兩長(zhǎng)方形水泥制品P和Q夾緊，并以加速度a豎直向上搬起，P和Q的質(zhì)量分別為2m和3m，水平力為F，P和Q間動(dòng)摩擦因數(shù)為，在此過(guò)程中 ()圖3AP受到Q的摩擦力方向一定豎直向下BP受到Q的摩擦力大小為2FCP受到Q的摩擦力大小為0.5m(ga)DP受到Q的摩擦力大小為1.5m(ga)【解析】設(shè)每只手與水泥制品的摩擦力大小均為f1，設(shè)P受到Q的摩擦力大小為f2、方向豎直向上對(duì)P、Q整體及P分別應(yīng)用牛頓第二定律有2f15mg5ma，f1f22mg2ma，聯(lián)立解得f20.5m(ga)，負(fù)號(hào)說(shuō)明P受到Q的摩擦力方向向下，A、C正確【答案】AC7在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖4所示，則在這段時(shí)間內(nèi) () 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370272】圖4A曉敏同學(xué)所受的重力變小了B曉敏同學(xué)對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力C電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng)D電梯的加速度大小為，方向一定豎直向下【解析】體重計(jì)示數(shù)變小，是由于曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒(méi)有改變，故A錯(cuò)誤曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，故B錯(cuò)誤以豎直向下為正方向，有mgFma，即50g40g50a，解得a，加速度方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，故C錯(cuò)誤，D正確【答案】D8行車(chē)過(guò)程中，如果車(chē)距不夠，剎車(chē)不及時(shí)，汽車(chē)將發(fā)生碰撞，車(chē)?yán)锏娜丝赡苁艿絺?，為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害，人們?cè)O(shè)計(jì)了安全帶，假定乘客質(zhì)量為70 kg，汽車(chē)車(chē)速為90 km/h，從踩下剎車(chē)到完全停止需要的時(shí)間為5 s，安全帶對(duì)乘客的作用力大小約為(不計(jì)人與座椅間的摩擦) () 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370273】A450 NB400 NC350 ND300 N【解析】汽車(chē)的速度v090 km/h25 m/s，設(shè)汽車(chē)勻減速的加速度大小為a，則a5 m/s2，對(duì)乘客應(yīng)用牛頓第二定律得：Fma705 N350 N，所以C正確【答案】C9質(zhì)量為M的人站在地面上，用繩通過(guò)滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下，如圖5所示若重物以加速度a下降(ag)，則人對(duì)地面的壓力為 ()圖5A(Mm)gmaBM(ga)maC(Mm)gmaDMgma【解析】以重物為研究對(duì)象，受力分析如圖甲所示由牛頓第二定律得mgFma甲乙所以繩子上的拉力Fmgma以人為研究對(duì)象，受力分析如圖乙所示由平衡條件得FNMg所以NMgFMgmamg由牛頓第三定律知，人對(duì)地面的壓力大小等于地面對(duì)人的支持力大小，所以NN(Mm)gma.【答案】C二、計(jì)算題10一質(zhì)量M10 kg的木楔ABC靜止在粗糙水平地面上，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2.在木楔的傾角為30的斜面上，有一質(zhì)量m1.0 kg的物塊由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，如圖6所示，當(dāng)滑行路程s1.4 m時(shí)，其速度v1.4 m/s.在這過(guò)程中，木楔沒(méi)有動(dòng)求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向(重力加速度取g10 m/s2). 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370274】圖6【解析】方法一：隔離物塊，其受力情況如圖甲所示甲 乙其加速度大小為：a0.7 m/s2由牛頓第二定律得：N1mgcos 0mgsin f1ma再隔離木楔，其受力情況如圖乙所示，由平衡條件，得：f2f1cos N1sin 0其中：f1f1，N1N1解之可得：f20.61 N，水平向左方法二：選整體為研究對(duì)象，只列水平方向的牛頓第二定律方程：f2MaMxmamx，其中aMx0amxacos ，所以f20.61 N，方向水平向左【答案】0.61 N，水平向左11如圖7所示，在海濱游樂(lè)場(chǎng)里有一種滑沙運(yùn)動(dòng)某人坐在滑板上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，滑到斜坡底端B點(diǎn)后，沿水平的滑道再滑行一段距離到C停下來(lái)若人和滑板的總質(zhì)量m60.0 kg，滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，斜坡的傾角37(sin 370.6，cos 370.8)，斜坡與水平滑道間是平滑連接的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2.求： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370275】圖7(1)人從斜坡上滑下的加速度；(2)若由于場(chǎng)地的限制，水平滑道BC的最大長(zhǎng)度L20.0 m，求斜坡上A、B兩點(diǎn)間的最大距離【解析】 (1)人和滑板在斜坡上的受力如圖甲所示，沿坡面和垂直坡面建立直角坐標(biāo)系甲設(shè)人和滑板在斜坡上滑下的加速度為a1，由牛頓第二定律有mgsin fma1Nmgcos 0其中fN聯(lián)立解得人和滑板滑下的加速度a1g(sin cos )2.0 m/s2(2)人和滑板在水平滑道上受力如圖乙所示，由牛頓第二定律有乙Nmg0fma2其中fN聯(lián)立解得人和滑板在水平滑道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小a2g5 m/s2設(shè)人從斜坡上滑下的最大距離為L(zhǎng)AB，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式有v02a1LAB,0v2a2L聯(lián)立解得LAB50.0 m【答案】(1)2.0 m/s2(2)50.0 m12美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)五名學(xué)習(xí)航空航天工程的大學(xué)生搭乘NASA的飛艇參加了“微重力學(xué)生飛行計(jì)劃”飛行員將飛艇開(kāi)到6 000 m的高空后，讓飛艇由靜止下落，以模擬一種微重力的環(huán)境下落過(guò)程飛艇所受空氣阻力為其重力的0.04倍，這樣，可以獲得持續(xù)25 s之久的失重狀態(tài)，大學(xué)生們就可以進(jìn)行微重力影響的實(shí)驗(yàn)緊接著飛艇又做勻減速運(yùn)動(dòng)若飛艇離地面的高度不得低于500 m，重力加速度g取10 m/s2，試計(jì)算： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370276】(1)飛艇在25 s內(nèi)下落的高度；(2)在飛艇后來(lái)的減速過(guò)程中，大學(xué)生對(duì)座位的壓力是其重力的多少倍【解析】(1)設(shè)飛艇在25 s內(nèi)下落的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律可得mgF阻ma1，解得：a19.6 m/s2.飛艇在25 s內(nèi)下落的高度為h1a1t23 000 m.(2)25 s后飛艇將做勻減速運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始減速時(shí)飛艇的速度va1t240 m/s.減速運(yùn)動(dòng)下落的最大高度為h2(6 0003 000500) m2 500 m.減速運(yùn)動(dòng)飛艇的加速度大小a2至少為a211.52 m/s2.設(shè)座位對(duì)大學(xué)生的支持力為N，則Nmgma2，Nm(ga2)2.152mg根據(jù)牛頓第三定律，NN即大學(xué)生對(duì)座位的壓力是其重力的2.152倍【答案】(1)3 000 m(2)2.152倍