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1、(新課標同步輔導(dǎo))2016高中物理 第4章 7用牛頓運動定律解決問題(二)課時作業(yè) 新人教版必修1
[全員參與·基礎(chǔ)練]
1.(2014·北京高考)應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象,可以使物理學習更加有趣和深入.例如,平伸手掌托起物體,由靜止開始豎直向上運動,直至將物體拋出.對此現(xiàn)象分析正確的是( )
A.手托物體向上運動的過程中,物體始終處于超重狀態(tài)
B.手托物體向上運動的過程中,物體始終處于失重狀態(tài)
C.在物體離開手的瞬間,物體的加速度大于重力加速度
D.在物體離開手的瞬間,手的加速度大于重力加速度
【解析】 本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用,重在物理過程的分析,根據(jù)加速度方向
2、判斷超重和失重現(xiàn)象.手托物體拋出的過程,必有一段加速過程,其后可以減速,可以勻速,當手和物體勻速運動時,物體既不超重也不失重;當手和物體減速運動時,物體處于失重狀態(tài),選項A錯誤;物體從靜止到運動,必有一段加速過程,此過程物體處于超重狀態(tài),選項B錯誤;當物體離開手的瞬間,物體只受重力,此時物體的加速度等于重力加速度,選項C錯誤;手和物體分離之前速度相同,分離之后手速度的變化量比物體速度的變化量大,物體離開手的瞬間,手的加速度大于重力加速度,所以選項D正確.
【答案】 D
2.某物體受四個力的作用而處于靜止狀態(tài),保持其他三個力的大小和方向均不變,使另一個大小為F的力的方向轉(zhuǎn)過90°,則欲使物體
3、仍保持靜止狀態(tài),必須再加上一個力,大小為( )
A.F B.F
C.2F D.3F
【解析】 物體受四個力作用而處于靜止狀態(tài)時,F(xiàn)與其余三個力的合力等大、反向,設(shè)為F′,當F轉(zhuǎn)過90°時,F(xiàn)′與F夾角為90°,又F′=F,兩力的合力F合=F,故需加一個與F合方向相反、大小為F的力.故B正確.
【答案】 B
3.(2014·婁底高一檢測)體重為500 N的小勇站在體重計上,在升降機中研究超重與失重現(xiàn)象,升降機在上升過程中經(jīng)歷了加速、勻速和減速三個階段,比較符合實際情況的體重計的示數(shù)依次應(yīng)為( )
A.480 N、500 N、520 N B.520 N、50
4、0 N、480 N
C.480 N、520 N、500 N D.500 N、500 N、500 N
【解析】 在向上加速過程中,人處于超重狀態(tài),故體重計的示數(shù)大于自身重力;在勻速向上時,體重計的示數(shù)等于人的重力;在向上減速過程中,人處于失重狀態(tài),故體重計的示數(shù)小于自身重力.所以選項B正確,選項A、C、D錯誤.
【答案】 B
4. 如圖4-7-6所示,質(zhì)量為60 kg的運動員的兩腳各用750 N的水平力蹬著兩豎直墻壁勻速下滑,若他從離地12 m高處無初速勻加速下滑2 s可落地,則此過程中他的兩腳蹬墻的水平力均應(yīng)等于(g=10 m/s2)( )
圖4-7-6
A.150 N
5、B.300 N
C.450 N D.600 N
【解析】 勻速下滑時由平衡條件知2×μ×750=600①
加速下滑時a= m/s2=6 m/s2②
600-2μFN=60a③
①②③聯(lián)立得FN=300 N,B對.
【答案】 B
5.(2015·貴陽一中高一檢測)一個質(zhì)量為3 kg的物體,被放置在傾角為α=30°的固定光滑斜面上,在如圖4-7-7所示的甲、乙、丙三種情況下,物體能處于平衡狀態(tài)的是(g取10 m/s2)( )
圖4-7-7
A.僅甲圖 B.僅乙圖
C.僅丙圖 D.甲、乙、丙圖
【解析】 物體受三個力的作用:重力、支持力、拉力.重力沿斜面向下的
6、分力大小為15 N,故只有乙圖中的物體能保持平衡,B正確.
【答案】 B
6.(多選)(2014·武漢高一檢測)幾位同學為了探究電梯啟動和制動時的運動狀態(tài)變化情況,他們將體重計放在電梯中,一位同學站在體重計上,然后乘坐電梯從1層直接到10層,之后又從10層直接回到1層.用照相機進行了相關(guān)記錄,如圖4-7-8所示.圖甲為電梯靜止時體重計的照片,圖乙、圖丙、圖丁和圖戊分別為電梯運動過程中體重計的照片.根據(jù)照片推斷正確的是( )
圖4-7-8
A.根據(jù)圖乙推斷電梯一定處于加速上升過程,電梯內(nèi)同學可能處于超重狀態(tài)
B.根據(jù)圖丙推斷電梯一定處于減速下降過程,電梯內(nèi)同學可能處于失重狀態(tài)
7、C.根據(jù)圖丁推斷電梯可能處于減速上升過程,電梯內(nèi)同學一定處于失重狀態(tài)
D.根據(jù)圖戊推斷電梯可能處于減速下降過程,電梯內(nèi)同學一定處于超重狀態(tài)
【解析】 由圖甲可知,該同學的體重為46 kg,圖乙中體重計的示數(shù)大于人的重力,故該同學處于超重狀態(tài),該電梯可能加速上升,也可能減速下降,選項A錯誤;圖丙中體重計的示數(shù)小于人的重力,故該同學處于失重狀態(tài),該電梯可能加速下降,也可能減速上升,選項B錯誤;圖丁中體重計的示數(shù)小于人的重力,故該同學一定處于失重狀態(tài),該電梯可能加速下降,也可能減速上升,選項C正確;圖戊中體重計的示數(shù)大于人的重力,故該同學一定處于超重狀態(tài),該電梯可能加速上升,也可能減速下降,
8、選項D正確.
【答案】 CD
7.如圖4-7-9所示,一個半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O點為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的.一根細線跨在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球,當它們處于平衡狀態(tài)時,質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平線夾角為α=60°.兩個球的質(zhì)量比等于( )
圖4-7-9
A. B.
C. D.
【解析】 對兩小球分別進行受力分析,如圖所示,則FT=m2g.由平衡條件可知,F(xiàn)N、FT的合力與m1g大小相等,方向相反,因為α=60°,且OA=OB,故平行四邊形ABOD為菱形,F(xiàn)N=FT,所以2FTsinα=m1g,解得=,故A對.
【答
9、案】 A
8.一物體從某一行星表面豎直向上拋出(不計空氣阻力).設(shè)拋出時t=0,得到物體上升高度隨時間變化的h-t圖象如圖4-7-10所示,則該行星表面重力加速度大小與物體被拋出時的初速度大小分別為( )
圖4-7-10
A.8 m/s2 20 m/s B.10 m/s2 25 m/s
C.8 m/s2 25 m/s D.10 m/s2 20 m/s
【解析】 根據(jù)圖象可知物體在t=2.5 s時上升到最大高度,為25 m.由豎直上拋運動公式h=v0t-gt2,v2-v=-2gh可求得A項正確.
【答案】 A
[超越自我·提升練]
9. 如圖4-7-11所示,A為電磁
10、鐵,C為膠木秤盤,A和C(包括支架)的總質(zhì)量為M,B為鐵塊、質(zhì)量為m,整個裝置用輕繩懸掛在O點,在電磁鐵通電,鐵塊被吸引加速上升的過程中,輕繩上拉力F的大小為( )
圖4-7-11
A.F=mg
B.Mg(M+m)g
【解析】 電磁鐵通電后,鐵塊被吸引加速上升,可認為A、B、C組成的系統(tǒng)重心加速上移,有向上的加速度,即整個系統(tǒng)處于超重狀態(tài),則輕繩拉力F應(yīng)大于(M+m)g.故選D.
【答案】 D
10.如圖4-7-12所示,某人在地面上用體重計稱得其體重為490 N,他將體重計移至電梯內(nèi)稱其體重,t0至t3時間段內(nèi),體重計的
11、示數(shù)如圖甲所示,電梯運動的v-t圖可能是圖乙中的(取電梯向上運動的方向為正)( )
甲
乙
圖4-7-12
A.①③ B.①④
C.②④ D.②③
【解析】 由F-t圖象知:t0~t1時間內(nèi),具有向下的加速度,t1~t2時間內(nèi)勻速或靜止,t2~t3時間內(nèi),具有向上的加速度,因此其運動情況可能是:t0~t3時間內(nèi)故選B.
【答案】 B
11.(2014·西安高一檢測)如圖4-7-13所示,球重為G,半徑為R,墻壁頂點A光滑,現(xiàn)用一細繩拉著球,使它沿光滑的豎直墻壁緩慢向上運動,若繩所能承受的最大拉力為T,求:
圖4-7-13
(1)球心能達到的最高點到A點的距
12、離?
(2)球心到達最高點時,墻壁對球的壓力.
【解析】 (1)設(shè)球心能到達的最高點到A的距離為L,球受力分析如圖,
由平衡條件得: G=Tsin θ
由幾何知識可知:sin θ=/L
聯(lián)立上述方程解得:L=TR/.
(2)N=Tcos θ=T= .
【答案】 (1)TR/ (2)
12.(2014·上海高考)如圖4-7-14,水平地面上的矩形箱子內(nèi)有一傾角為θ的固定斜面,斜面上放一質(zhì)量為m的光滑球.靜止時,箱子頂部與球接觸但無壓力.箱子由靜止開始向右做勻加速運動,然后改做加速度大小為a的勻減速運動直至靜止,經(jīng)過的總路程為s,運動過程中的最大速度為v.
圖4-7-
13、14
(1)求箱子加速階段的加速度大小a′.
(2)若a>gtanθ,求減速階段球受到箱子左壁和頂部的作用力.
【解析】 (1)由勻變速直線運動公式有:v2=2a′s1、v2=2as2,
且s=s1+s2,
解得:a′=.
(2)假設(shè)球不受箱子作用,應(yīng)滿足:N sinθ=ma,N cosθ=mg,
解得:a=g tanθ.
減速時加速度向左,此加速度由斜面支持力N與左壁支持力F左共同決定,當a>g tanθ,F(xiàn)左=0,球受力如圖所示,在水平方向上根據(jù)牛頓第二定律有N sinθ=ma,
在豎直方向有Ncosθ-F上=mg,
解得:F上=m(acotθ-g).
【答案】 (1) (2)0 m(a cotθ-g)