课时提升作业二十二4..pdf

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1、 课时提升作业 二十二 4.7 第-2-页 课时提升作业 用牛顿运动定律解决问题(二)(40 分钟 100 分)一、选择题(本题共 6 小题,每小题 6 分,共 36 分)1.物体受到共点力的作用,下列说法中正确的是()A.速度在某一时刻等于 0 的物体一定处于平衡状态 B.相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态 C.物体所受合力为 0 时,一定处于平衡状态 D.物体做匀加速直线运动时,一定处于平衡状态【解析】选 C。处于平衡状态的物体,在运动形式上是处于静止状态或匀速直线运动状态,从受力上来看,物体所受合力为零,C 正确;某一时刻速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,A

2、 错误;某物体相对于另一物体静止时,该物体不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此物体不处于平衡状态,故 B 错误;物体做匀加速直线运动,所受合力不为零,故不处于平衡状态,D 错误。【补偿训练】在下图中,能表示物体处于平衡状态的是()【解析】选 C。物体处于平衡状态是指物体保持静止(F合=0,v=0)或匀速直线运动状态(F合=0,a=0,v 不变),可判断只有 C 正确。2.某跳水运动员在 3 m 长的踏板上起跳,我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态,其中 A 为无人时踏板静止点,B 为人站在踏板上静止时的平 第-3-页 衡点,C 为人在起跳过程中人和踏板运动

3、的最低点,则下列说法正确的是()A.人和踏板由 C 到 B 的过程中,人向上做匀加速运动 B.人和踏板由 C 到 A 的过程中,人处于超重状态 C.人和踏板由 C 到 A 的过程中,先超重后失重 D.人在 C 点具有最大速度【解析】选 C。在 B 点,重力等于弹力,在 C 点速度为零,弹力大于重力,所以从 C到 B 过程中合力向上,做加速运动,但是由于从 C 到 B 过程中踏板的形变量在减小,弹力在减小,所以合力在减小,故做加速度减小的加速运动,加速度向上,处于超重状态,从 B 到 A 过程中重力大于弹力,所以合力向下,加速度向下,速度向上,所以做减速运动,处于失重状态,故 C 正确。3.如图

4、,物体 A 和 B 的重力分别为 11 N 和 7 N,不计弹簧测力计、细线的重力和一切摩擦,则地面对 A 物体的支持力和弹簧测力计的读数为()N,7 N N,7 N N,18 N N,18 N【解析】选 A。弹簧测力计读数等于绳子拉力,也等于物体 B 的重力 7 N,地面对A 物体的支持力 FN=mg-T=11 N-7 N=4 N。故 A 正确。4.如图所示,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度 v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力()A.等于零 B.不为零,方向向右 C.不为零,方向向左 第-4-页 D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右【解析】选

5、 A。物块匀速下滑,由平衡条件可知物块受到斜劈的作用力的合力竖直向上,根据牛顿第三定律可知物块对斜劈的作用力的合力竖直向下,故斜劈没有相对地面运动的趋势,即不受地面对它的摩擦力,选项 A 正确。5.物体以初速度 v0竖直上抛,经 3 s 到达最高点,空气阻力不计,g 取 10 m/s2,则下列说法正确的是()A.物体上升的最大高度为 45 m B.物体速度改变量的大小为 30 m/s,方向竖直向上 C.物体在第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内的平均速度之比为 321 D.物体在 1 s 内、2 s 内、3 s 内的平均速度之比为 941【解析】选 A。物体竖直上抛到最高点,速度为零

6、,可以逆向看成自由落体运动,经 3 s 落地,根据运动学公式可以得出高度为 45 m,初速度为 30 m/s,所以速度的改变量大小为 30 m/s 方向竖直向下,所以 A 项正确,B 项错误;根据初速度为零的匀加速直线运动的规律,可知物体在第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内的平均速度之比为 531,C、D 项错误。【补偿训练】以 v0=20 m/s 的速度竖直上抛一小球,经 2 s 以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球。g 取 10 m/s2,则两球相碰处离出发点的高度是()A.10 B.15 m C.20 m D.不会相碰【解析】选 B。设第二个小球抛出后经时间 t 与第一个小

7、球相遇。解法一:根据位移相等有 v0(t+2)-g(t+2)2=v0t-gt2,解得 t=1 s,代入位移公式 第-5-页 h=v0t-gt2,解得 h=15 m。解法二:因第二个小球抛出时,第一个小球恰(到达最高点)开始自由下落。根据速度对称性,上升阶段与下降阶段经过同一位置的速度大小相等、方向相反,即-v0-g(t+2)=v0-gt,解得 t=1 s,代入位移公式得 h=15 m。6.图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备,图乙为 150 kg 的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象,g 取 10 m/s2,下列判断正确的是 A.前 10 s 的悬线的拉力恒为 1 500 N s

8、 末塔吊的材料离地面的距离为 22 m 10 s 材料处于失重状态 D.在 3036 s 钢索最容易发生断裂【解析】选 B。由图可知前 10 s 内物体的加速度 a=m/s2,由 F-mg=ma 可解得悬线的拉力为 1 515 N,选项 A 错误。由图象面积可得整个过程上升高度是 28 m,下降的高度为 6 m,46 s 末塔吊的材料离地面的距离为 22 m,选项 B 正确。0 10 s 加速度向上,材料处于超重状态,Fmg,钢索最容易发生断裂,选项 C 错误。因 3036 s 物体加速度向下,材料处于失重状态,Fmg,在 3036 s 钢索最不容易发生断裂,选项 D 错误。二、计算题(本题共

9、 2 小题,共 24 分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(10 分)倾角为 的斜面上有质量为 m 的木块,它们之间的动摩擦因数为。现用水平力 F 推动木块,如图所示,使木块恰好沿斜面向上做匀速运动。若斜面始终保持静止,求水平推力 F 的大小。【解析】分析木块受力情况如图所示:第-6-页 由于木块处于平衡状态,则沿水平方向:F=fcos+Nsin;沿竖直方向:Ncos=fsin+G,又 f=N,G=mg,解得:F=。答案:8.(14 分)某人在地面上最多能举起 60 kg 的重物,当此人站在以 5 m/s2的加速度加速上升的升降机中,最多能举起多重的物体。(g 取 1

10、0 m/s2)【解析】当人在地面上举起重物时,对重物分析,由牛顿第二定律得 F-mg=0 在升降机内举起重物时,由于升降机具有竖直向上的加速度,故重物也具有相同的竖直向上的加速度,而人对外提供的最大力是不变的,对重物由牛顿第二定律得 F-mg=ma 所以,在加速上升的升降机内,人能举起的重物的最大质量为 40 kg。答案:40 kg 1.(7 分)(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动,某人身系弹性绳自高空中P 点由静止开始下落,如图所示,a 点是弹性绳的原长位置,c 点是人所能到达的最低位置,b 点是人静止悬挂时的平衡位置,则在人从 P 点下落到 c 点的过程中 A.在 Pa 段,人做自由

11、落体运动,处于完全失重状态 B.在 ab 段,绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态 C.在 bc 段,绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态 D.在 c 点,人的速度为零,加速度也为零 第-7-页【解析】选 A、B。人从 P 点下落到 c 点的过程中,在 Pa 段做自由落体运动,加速度为 g,方向竖直向下;在 ab 段做加速度逐渐减小的加速运动,加速度方向向下;在 bc 段,绳的拉力大于人的重力,人做加速度逐渐增大的减速运动,加速度方向向上。根据超重和失重的条件可知,选项 A、B 正确。2.(7分)(多选)一个重为600 N的人站在电梯中,此人对电梯地板的压力为700 N,则此电梯的运动情况可能

12、是()A.加速上升 B.减速上升 C.加速下降 D.减速下降【解析】选 A、D。由牛顿第二定律 FN-mg=ma 知电梯加速度向上,故可能加速上升,也可能减速下降,选项 A、D 正确。3.(7 分)如图所示是某商场安装的智能化电动扶梯,无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程。那么下列说法中正确的是 A.顾客始终受到静摩擦力的作用 B.顾客受到的支持力总是大于重力 C.扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方,再竖直向上 D.扶梯对顾客作用力的方向先指向左下方,再竖直向上【解析】选 C。顾客在匀速运动阶段,加速度为零,合力为零,顾

13、客只受重力和支持力两个力,重力等于支持力,选项 A、B 错误;匀加速运动阶段,电梯对顾客的支持力竖直向上,静摩擦力水平向右,两者合力指向右侧斜上方。匀速运动阶段,电梯对顾客的支持力竖直向上,选项 C 正确,D 错误。第-8-页 4.(19 分)固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,重力加速度 g 取 10 m/s2。求:(1)小环的质量 m;(2)细杆与地面间的倾角。【解析】(1)02 s 内 F1-mg sin=ma 由题图知 a=0.5 m/s2 2 s 后 F2=mg sin 由得 F1-F2=ma 所以 m=kg=1 kg(2)由式得=30 答案:(1)1 kg(2)30