人教新课标用牛顿运动定律解决问题精简精炼 市赛获奖2

课后集训基础达标1.(2022广东汕头模拟二)一根不可伸缩、不计质量的细绳一端固定于天花板上，另一端系一可视为质点的质量为m的小球.为使小球处于平衡状态且细绳与竖直方向成45°角，对小球施加的最小力为（）C.mgD.mg答案：B2.金属小筒的下部有一小孔，当筒内盛水时，水会从小孔中流出.如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中（）A.水继续以相同的速度从小孔中喷出B.水不再从小孔中喷出C.水将以较小的速度从小孔中喷出D.水将以更大的速度从小孔中喷出解析：装满水的小筒从高处自由下落时，水处于完全失重状态，对跟它接触的小筒筒壁不再产生压力作用，不会从小孔中喷出.答案：B3.如图4-7-12所示，用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心.当A处挂上重物时，绳与杆对手指和手掌均有作用力，对这两个作用力的方向判断完全正确的是图4-7-13中的（）图4-7-12图4-7-13解析：根据牛顿第三定律可作出它们的反作用力，对A点受力进行分析，应当满足合力为零.答案：D4.关于超重和失重，下列说法中正确的是（）A.超重就是物体受的重力增加了B.失重就是物体受的重力减小了C.完全失重就是物体一点重力都不受了D.不论超重或失重，物体所受重力是不变的解析：超重是视重大于实重，失重是视重小于实重，完全失重是视重为零了，无论是超重还是失重，物体的重力都不会改变.答案：D5.前苏联时期在空间建立了一座实验室，至今仍在地球上空运行.已知这座空间站中所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验（）A.用天平称量物体的质量B.做托里拆利实验C.验证阿基米德定律D.用两个弹簧秤验证牛顿第三定律解析：处于完全失重状态的物体对水平支持面没有压力，对竖直悬挂物没有拉力，因此，ABC三个实验都无法完成.答案：D6.用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，在下列四种情况中，绳的拉力最大的是（）A.电梯匀速上升B.电梯匀速下降C.电梯加速上升D.电梯加速下降解析：匀速运动时，绳子的拉力大小等于物体重力大小；加速上升时，物体处于超重状态，绳子拉力大于物体的重力；加速下降时，物体处于失重状态，绳子拉力小于物体的重力.答案：C综合运用7.(2022全国高考理综Ⅱ，15)如图4-7-14，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的.已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为（）图4-7-14μmgμmgμmgD.μmg解析：对P物体进行受力分析，受到地面给它的水平向左的滑动摩擦力2μmg，绳子给它的水平向左的拉力T，Q物体给它的水平向左的滑动摩擦力μmg，P物体做匀速直线运动，受力平衡，所以F=T+μmg+2μmg，又Q物体匀速向左运动，受到拉力和滑动摩擦力，二力平衡，所以T=μmg.因此F=μmg+μmg+2μmg=4μmg，所以A选项正确.答案：A8.升降机以m/s2的加速度匀加速上升，站在升降机里的人质量是50kg.（1）人对升降机地板的压力是多大?（2）如果人站在升降机里的测力计上，测力计的示数是多大?（3）如果升降机是静止的或做匀速直线运动，人对升降机地板的压力又是多大?解析：(1)人和升降机以共同的加速度上升，因而人的加速度就是升降机的加速度.运用隔离法，以人作为研究对象进行受力分析.人在升降机中受到两个力：重力G和地板的支持力F，升降机地板对人的支持力和人对升降机地板的压力是一对作用力和反作用力，据牛顿第三定律，只要求出前者就可以知道后者.取竖直向上为正方向，则F、a均取正值，G取负值.依牛顿第二定律得：F-G=ma则F=G+ma代入数值得F＝515N，所以，人对地板的压力为515N.(2)如果人站在升降机里的测力计上，测力计的示数也是515N.比较上述两种情况，可以发现当升降机加速上升时，人对升降机地板的压力大于人的重力.(3)若静止或匀速运动，则F＝G，所以人对地板的压力与重力相等，也是500N.9.一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上.他看到升降机上挂着一个重物的弹簧秤上的示数为40N，如图4-7-15所示，该重物的质量为5kg.这时人对升降机地板的压力是多大?（g取10m/s2）图4-7-15解析：以物体为研究对象，物体受向下的重力mg、向上的弹簧拉力F，物体随升降机一起向上运动.由于物体的重力大于弹簧秤的示数，因此可知升降机的加速度方向应向下，即升降机减速上升，由牛顿第二定律有：mg-F=ma所以a==m/s2=2m/s2再以人为研究对象求人对升降机地板的压力，人受到重力Mg、地板的支持力F，由牛顿第二定律有Mg-FN＝Ma得FN＝Mg-Ma＝400N由牛顿第三定律知，人对升降机地板的压力也为400N.答案：人对升降机地板的压力为400N.10.某人在a＝2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1＝75kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体?若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝50kg的物体，则此升降机上升的加速度为多大?（g取10m/s2）解析：当升降机以加速度a1=2m/s2匀加速下降时，对物体有：m1g-F=m1a1，F=m1（g-a1）得F=75×（10-2）N=600N设人在地面上最多可举起质量为m0的物体，则F=m0g，m0==kg=60kg当升降机以a2匀加速上升时，对物体有：F-m2g=m2a2，a2=-g=（-10）m/s2=2m/s2所以升降机匀加速上升的加速度为2m/s2.答案：60kg2m/s211.某钢绳所能承受的最大拉力是4×104N，如果用这条钢绳使t的货物匀加速上升，则物体在7s内发生的速度改变不能超过多大?（g取10m/s2）解析：要求速度改变量的最大值，根据加速度的定义式可知，在时间确定的情况下，实际上就是要求加速度的最大值.而由牛顿第二定律知，在质量确定的前提下，求加速度的最大值，实际上就是求合力的最大值.取方向向上为正.F合＝T-mg＝4×104×103×10N＝5×103N由牛顿第二定律F合＝ma得：a==m/s2=m/s2由加速度的定义式a=得：Δv=aΔt=×7m/s=10m/s.答案：10m/s拓展探究12.如图4-7-16所示，底座A上装有m的直立杆，其总质量为kg，杆上套有质量为m＝kg的小环B，它与杆有摩擦.当环从底座上以4m/s的速度飞起时，刚好能到达杆的顶端，g取10m/s2.求：图4-7-16（1）在环升起过程中，底座对水平面压力为多大?（2）环从杆顶落回底座需多少时间?解析：（1）对环受力分析，环在上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的摩擦力，mg+f=ma，再由v02=2ah，联立解得f=N，根据牛顿第三定律，环对杆有竖直向上的摩擦力，大小为N.底座