高中物理人教版第四章牛顿运动定律7用牛顿运动定律解决问题(二) 第4章7

第四章7基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．物体在共点力作用下，下列说法中正确的是eq\x(导学号99684608)(C)A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体所受合力为零，就一定处于平衡状态D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态解析：本题考查对平衡状态的判断。处于平衡状态的物体，从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合力为零。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错；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，此物体处于非平衡状态，故B错；C选项符合平衡条件的判断，为正确选项；物体做匀加速运动，所受合力不为零，故不是平衡状态，D错。2.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)，下列说法正确的是eq\x(导学号99684609)(A)A．在上升和下降过程A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力小于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力都等于A物体受到的重力解析：不计空气阻力，则A、B均处于完全失重状态，在上升和下降过程中，A对B的压力一定都为零，A正确。3．(浙江省温州十校联合体2023～2023学年高一上学期期末)如图所示是教师上课做的一个演示实验，将中间开孔的两块圆饼状磁铁用一根木棒穿过，手拿住木棒(保持水平)使磁铁保持静止，当手突然释放，让木棒和磁铁一起下落时，发现两块磁铁向中间靠拢并吸在一起了，下列说法中正确的是eq\x(导学号99684610)(C)A．手拿住静止时，任意一块磁铁所受的磁力小于木棒对它的静摩擦力B．手拿住静止时，任意一块磁铁所受的重力大于木棒对它的弹力C．放手下落时，由于失重现象，使木棒与磁铁间弹力发生变化D．放手下落时，磁铁惯性减小解析：手拿住静止时，说明磁铁处于平衡，故任意一块磁铁所受的磁力等于木棒对它的静摩擦力，任意一块磁铁所受的重力等于木棒对它的弹力，故A、B错误；放手下落时，加速度向下，故磁铁处于失重状态，由于失重现象，使木棒与磁铁间弹力发生变化，故C正确；由于下落时质量不变，故惯性不变，故D错误，故选C。4.叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式，也是一种高难度的杂技。图示为六人叠成的三层静态造型，假设每个人的重力均为G，下面五人的背部均呈水平状态，则最底层正中间的人的一只脚受到水平地面的支持力约为eq\x(导学号99684611)(C)A．eq\f(3,4)G B．eq\f(7,8)GC．eq\f(5,4)G D．eq\f(3,2)G解析：设最底层的人对中间两人每只脚的支持力为F1，对上面三人由平衡条件可得4F1＝3G，故F1＝eq\f(3,4)G。设最底层中间的人每只脚受到的支持力为F2，由平衡条件得G＋2F1′＝2F2，其中F1′为F1的反作用力，解得F2＝eq\f(5,4)G，C正确。5.高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙。则下列说法正确的是eq\x(导学号99684612)(AC)A．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力B．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力等于人的重力C．弹簧压缩到最低点时，人处于超重状态D．弹簧压缩到最低点时，人处于失重状态解析：弹簧压缩到最低点后，人向上弹起，加速度的方向向上，人处于超重状态，高跷对人的作用力大于人的重力，故A、C正确，B、D错误。6．洗车房的内、外地面均水平，门口有一个斜坡。一辆小车洗完车出来，空挡滑行经历了如图所示的三个位置。忽略车轮所受的摩擦力，下列说法正确的是eq\x(导学号99684613)(BD)A．小车在甲位置受到的合力为零B．小车在乙位置做匀速运动C．小车在丙位置受到的合力为零D．小车在丙位置做加速运动解析：由图可看出小车在甲位置时，后轮所受地面的弹力竖直向上，前轮所受地面的弹力垂直斜面向上，小车所受重力竖直向下，三力之合不为零，小车做加速运动，A错误；同理可判B、D正确，C错误。二、非选择题7.如图所示，一个质量M＝50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m＝5kg的物体A。当升降机向上运动时，她看到弹簧测力计的示数为40N，g＝10m/s2，求：eq\x(导学号99684614)(1)升降机的加速度；(2)此时人对地板的压力。答案：(1)2m/s2，方向向下(2)400N解析：(1)对A受力分析，根据牛顿第二定律得：mg－F弹＝ma得a＝g－eq\f(F弹,m)＝10－eq\f(40,5)＝2m/s2，则升降机的加速度为2m/s2，方向向下。(2)对人分析，根据牛顿第二定律得：Mg－FN＝Ma解得：FN＝Mg－Ma＝50×(10－2)N＝400N，则由牛顿第三定律知人对升降机地板的压力大小为400N，竖直向下。能力提升一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)1．(山东泰安2023～2023学年高一上学期三校联考)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中eq\x(导学号99684615)(A)A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小解析：动态平衡问题，F与T的变化情况如图：可得：F→F′→F″↑T→T′→T→″↑2．(沈阳东北育才学校2023～2023学年高一上学期检测)一学生利用一弹簧测力计把质量为m＝1kg的物体悬吊在竖直电梯的天花板下，测力计的示数随时间变化如图所示，t＝0时电梯静止，取g＝10m/s2，他想通过测力计的示数来判断电梯的运动情况，下列说法正确的是eq\x(导学号99684616)(B)A．电梯全程处于上行状态B．电梯全程处于下行状态C．电梯先向下后向上运动D．电梯先减速接着匀速最后加速运动解析：电梯在0－3s内的加速度为：a1＝eq\f(mg－F1,m)＝eq\f(1×10－5,1)＝5m/s2，加速度的方向与重力加速度的方向相同，所以电梯向下做加速运动；3s－6s测力计的示数等于重力，则物体做匀速运动；6s－9s内物体的加速度：a2＝eq\f(mg－F3,m)＝－5m/s2，加速度的方向与重力加速度的方向相反，所以电梯向下做减速运动，所以电梯先加速接着匀速最后减速运动，全程处于下行状态，故B正确，ACD错误。3．人在平地上静止站立时，受到的支撑力等于人的重力。做原地纵跳时，在快速下蹲和蹬伸的过程中，人体受到的支撑力发生变化(如图，G为重力，F为支撑力)。下列曲线能正确反映该变化的是eq\x(导学号99684617)(D)解析：人从静止站立快速下蹲，有向下的加速度，处于失重状态，F<G，在向上蹬伸的过程中，人有向上的加速度，处于超重状态，F>G，当速度最大到腾空之前，重力大于支撑力，腾空后，支撑力为零。D选项正确。4.(陕西省西安一中2023～2023学年高一上学期月考)如图所示，物块A放在倾斜的木板上，改变木板与水平面之间的夹角θ，发现当θ＝30°和θ＝45°时物块A所受的摩擦力大小恰好相等，则物块A与木板之间的动摩擦因数为eq\x(导学号99684618)(B)A．eq\f(1,2) B．eq\f(\r(2),2)C．eq\f(\r(3),2) D．eq\r(2)解析：θ＝30°时物体处于静止状态，静摩擦力和重力的下滑分力相等，即：Ff＝mgsin30°θ＝45°时物体沿斜面下滑，滑动摩擦力为：Ff＝μFN＝μmgcos45°由mgsin30°＝μmgcos45°解得：μ＝eq\f(\r(2),2)，故选B。5．如图所示，A、B、C、D四个人做杂技表演，B站在A的肩上，双手拉着C和D，A撑开双手水平支持着C和D。若四个人的质量均为m，他们的臂长相等，重力加速度为g，不计A手掌与C、D身体间的摩擦。则下列结论正确的是eq\x(导学号99684619)(ABC)A．A受到地面的支持力为4mgB．B受到A的支持力为3mgC．B受到C的拉力约为eq\f(2\r(3),3)mgD．C受到A的推力约为eq\f(2\r(3),3)mg解析：把四人看成整体，分析受力，由二力平衡可知A受到地面支持力为4mg。把BCD看成整体，分析受力，由二力平衡可知B受到A的支持力为3mg。由题图可知，B手臂与竖直方向的夹角大约为30°，设B对C的拉力为F1，A对C的推力为F2，对C分析受力，由受力分析和力的平衡条件可得，F1cos30°＝mg，解得F1＝eq\f(2\r(3),3)mg。F1sin30°＝F2，解得F2＝mgtan30°＝eq\f(\r(3),3)mg，故选项ABC正确，D错误。二、非选择题6．滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时(如图)，滑板做匀速直线运动，相应的k＝54kg/m，人和滑板的总质量为108kg，试求(重力加速度g取10m/s2，sin37°取eq\f(3,5)，忽略空气阻力)：eq\x(导学号99684620)(1)水平牵引力的大小；(2)滑板的速率。答案：(1)810N(2)5m/s解析：(1)以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示由共点力平衡条件可得FNcosθ＝mg①FNsinθ＝F②由①、②联立，得F＝810N(2)FN＝mg/cosθFN＝kv2得v＝eq\r(\f(mg,kcosθ))＝5m/s7．(北京市昌平区临川学校2023～2023学年高一上学期期末)某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图1所示，将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止。使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先加速、再匀速、最终减速停下，已知电动扶梯与水平方向夹角为37°，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝，cos37°＝，某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图2所示。eq\x(导学号99684621)(1)画出加速过程中实验员的受力示意图；(2)求该次测量中实