高中物理人教版牛顿运动定律用牛顿运动定律解决问题课时练案

第七节用牛顿运动定律解决问题（二）一、共点力的平衡条件图4-7-11.如图4-7-1所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为图4-7-1A.mg2sinα12mgα1图4图4-7-22.如图4-7-2所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN。OP与水平方向的夹角为θA.F=mgtanF=mgθC.FD.FN图4-7-33.（2022·广东高考）如图4-7-3所示，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平。现把物体图4-7-3A.P向下滑动B.P静止不动C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力增大图4图4-7-44.质量为m的物体A放在倾角为θ＝37°的斜面上时，恰好能匀速下滑，如图4-7-4（a）所示；现用细线系住物体A，并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮，另一端系住物体B，物体A恰好能沿斜面匀速上滑，如图4-7-4（b）所示，求物体B的质量。（sin37°＝，cos37°＝）二、超重和失重5.（2022·上海高考）如图4-7-5所示，质量mA＞mB的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面。将它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B图4-7图4-7-5ABCD图4-7-6图4-7-76.北京奥运会闭幕式演出中出现了一种新型弹跳鞋叫弹跳跷（如图4-7-7所示）。在表演过程中，一名质量为m的演员穿着这种鞋从距地面H高处由静止图4-7-7A.在向下运动的过程中始终处于失重状态B.在向上运动的过程中始终处于超重状态C.在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态D.在向上运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态图4-7-图4-7-8A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为2m/B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/8.在厢式电梯里放置一台秤，其秤盘上放着一物体。当电梯静止时，台秤的照片如图4-7-9甲所示，在电梯启动后的一段过程中，某人在不同时刻拍了如图所示的乙、丙和丁三张照片。从这三张照片可判定（）甲乙丙丁甲乙丙丁图4-7-9A.乙照片表示电梯一定处于加速下降状态B.丙照片表示电梯可能处于减速上升状态C.丙照片表示电梯可能处于加速上升状态D.丁照片表示电梯可能处于减速上升状态三、从动力学看自由落体运动9.A、B两小球从不同高度自由下落，同时落地，A球下落的时间为t，B球下落的时间为t2，当BA.gt2 B.38gt2 C.图4-7-1010.（2022·大纲全国高考）将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出，抛出时间相隔2s，它们运动的图4-7-10t=s时，两球高度相差一定为40mt=s时，两球相对于各自抛出点的位移相等C.两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D.甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等11.在某一高度以v0＝20m/s的初速度竖直上抛一个小球（不计空气阻力），当小球速度大小为10m/s时，以下判断正确的是（g取10m/A.小球在这段时间内的平均速度大小可能为15m/s，方向向上B.小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m/s，方向向下C.小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m/s，方向向上D.小球的位移大小一定是15m12.研究人员为检验某一产品的抗撞击能力，乘坐热气球并携带该产品竖直升空，当热气球以10m/s的速度匀速上升到某一高度时，研究人员从热气球上将产品自由释放，测得经11s产品撞击到地面。不计产品所受的空气阻力，求产品的释放位置距地面的高度。（g取10m/s图4-图4-7-1113.如图4-7-11所示，把球夹在竖直墙面AC与木板BC之间，不计摩擦，球对墙的压力为FN1，球对板的压力为FN2，在将板A.FN1和B.FN1和C.FN1增大，D.FN1减小，14.如图4-7-12所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时∠BCA>90°。现使∠BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC。此过程中，杆BC图4-7-图4-7-12C.先减小后增大D.先增大后减小

参考答案A解析：以石块为研究对象，其受力分析如图4-7-13所示，因为石块静止，则两侧面分别对石块的弹力N的合力F与石块的重力大小相等，即2Nsinα＝mg，解得N＝mg2图4-7图4-7-13图4-7-142.A解析：对小滑块受力分析如图4-7-14所示，根据三角形知识可得F=mg3.BD解析：物体P处于静止状态，把物体Q轻轻地叠放在P上时，P、设斜面倾角为θ，P、Q的质量分别为M、m，因物体P静止于固定的斜面上，则动摩擦因数μ≥tanθ，所受合外力F1=0，静摩擦力f1=Mgsinθ，把物体Q轻轻地叠放在P上，选物体P、Q整体为研究对象，则（M+m）gsinθ≤μ(M+m)gcosθ，故P、Q仍处于静止状态。P所受的合外力F2=0，即F1＝F4.解析：当物体A沿斜面匀速下滑时，受力图如图4-7-15甲所示，沿斜面方向的合力为0，有Ff＝mgsin甲甲乙图4-7-15当物体A沿斜面匀速上滑时，受力图如图4-7-15乙所示，物体A所受摩擦力大小不变，方向沿斜面向下，沿斜面方向的合力仍为0，有FTA＝Ff'对物体B：FTB由牛顿第三定律可知FTA由以上各式解得mB5.A解析：两物体A、B叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物体与竖直墙面之间不互相挤压，没有压力，也没有摩擦力，故二者一起做自由落体运动，处于完全失重状态，所以物体A、6.C解析：演员在向下运动的过程中：在空中向下运动时，只受重力作用，加速度为g，方向向下，处于完全失重状态，蹬地减速过程，加速度a向上，处于超重状态；在向上运动的过程中：蹬地向上加速时，加速度a向上，处于超重状态，离地在空中向上运动的过程中处于完全失重状态。所以在向下运动的过程中演员先处于失重状态后处于超重状态；在向上运动的过程中演员先处于超重状态后处于失重状态，故选项C正确，选项A、B、D错误。7.BC解析：电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N＜10N，故系统处于失重状态，加速度a向下，根据牛顿第二定律得，mg-F拉=ma，解得电梯的加速度8.D解析：由题图知，乙照片中物体受到的支持力大于物体的重力，物体的加速度向上，电梯处于加速上升状态或者减速下降状态；丙照片中物体受到的支持力等于物体的重力，物体的加速度为0，电梯处于静止、匀速上升或者匀速下降状态；丁照片中物体受到的支持力小于物体的重力，物体的加速度向下，电梯处于减速上升或者加速下降状态，故选项D正确。9.D解析：A球下落的高度为hA＝12gt2，B球下落的高度为hB＝12gt22＝18gt2，当B10.BD解析：运动过程与v-t图象相结合。甲、乙两小球抛出后均做竖直上抛运动，只是乙的运动滞后2s。因初始位置高度不同，所以无法确定t=2s时两小球的高度差，选项A错误；v-t图象中位移的大小等于图线与t轴所围的面积，从图象中可以看出t=11.ACD解析：以初速度方向为正方向，则v0＝20m/s，末速度v=10m/s或v=-10m/s，根据平均速度v=12（v根据v2-v02＝12.495m解析：以初速度方向为正方向，则a=-g，根据运动学公式x=v0t+12at2得，13.B解析：方法一图解法对球受力分析如图4-7-16所示，球受重力G、墙对球的支持力FN1'和板对球的支持力FN2'而平衡，作出FN1'和FN2'的合力F，它与G等大、反向。当板BC逐渐放至水平的过程中，图4-7图4-7-