人教新课标用牛顿运动定律解决问题精简精炼2

7.用牛顿运动定律解决问题(二)一、共点力的平衡条件1．一个物体在力的作用下，如果保持______状态或者____________状态，我们就说这个物体处于平衡状态．共点力作用下物体的平衡条件是________．二、超重和失重2．如图所示，当电梯静止时，两个测力计(吊秤和台秤)的示数分别等于鱼与木块的重力大小，当电梯向上或向下做加速运动时，我们将看到两测力计的指针来回晃动．这表明物体一会儿变得“重”了，一会儿又变得“轻”了，这就是“超重”和“失重”现象．想一想物体发生上述现象时，重力真的变化了吗？3．物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)______(填“大于”“小于”或“等于”)物体重力的现象，称为超重现象．在超重现象中物体具有______(填“向上”或“向下”)的加速度．4．物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)______(填“大于”“小于”或“等于”)物体重力的现象，称为失重现象．在失重现象中物体具有______(填“向上”或“向下”)的加速度．三、从动力学看自由落体5．自由落体从受力的角度看，只受大小、方向都不变的______，故自由落体的加速度大小、方向也是______的；从运动的角度看，是初速度为零、竖直向下的________直线运动．1．(2022山东学业水平测试，2)下列几组共点力，可能使物体处于平衡状态的是()A．5N、1N、2NB．2N、8N、3NC．2N、3N、4ND．2N、3N、10N2．以下关于超重与失重的说法正确的是…()A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B．在超重现象中，物体的重力是增大的C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零D．如果物体处于失重状态，它必然有向下的加速度3．如图所示，一水桶侧壁上不同高度处开有两小孔，把桶装满水，水从孔中流出．用手将桶提至高处，然后松手让桶落下，在水桶下落的过程中()A．水仍以原流速从孔中流出B．水仍从孔中流出，但流速变快C．水几乎不从孔中流出D．水仍从孔中流出，但两孔流速相同4．(2022江苏学业水平测试，22)如图所示，一个物体沿固定斜面匀速下滑．关于物体所受的力，下列说法中正确的是()A．物体所受合力的方向沿斜面向下B．物体所受重力和支持力的合力的方向沿斜面向下C．物体所受的重力和支持力大小相等D．物体匀速下滑的速度越大，表明它所受的摩擦力越小5．某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体．求：(1)此电梯的加速度为多大？(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？(取g＝10m/s2)1．(2022济南高一检测)一个质量为3kg的物体，被放置在倾角为α＝30°的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是(取g＝10m/s2)()A．仅甲图B．仅乙图C．仅丙图D．甲、乙、丙图2．(2022宁夏学业水平测试，17)起重机将物体加速向上提起时，物体的重力G、钢绳对物体的拉力F、物体对钢绳的拉力F′相比()A．G>FB．G<FC．F＝F′D．F>F′3．受斜向上的恒定拉力作用，物体在粗糙水平面上做匀速直线运动．则下列说法正确的是…()A．拉力在竖直方向的分量一定大于重力B．拉力在竖直方向的分量一定等于重力C．拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D．拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力4.将物体竖直向上抛出后，能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线是下图中的()5．(2022高考广东理基，6)如图所示，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ.设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2.以下结果正确的是()A．F1＝mgsinθB．F1＝eq\f(mg,sinθ)C．F2＝mgcosθD．F2＝eq\f(mg,cosθ)6．如图所示，一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机内，他看到升降机上挂着质量为5kg重物的弹簧测力计上的示数为40N，这时人对升降机地板的压力是(g取10m/s2)()A．600NB．400NC．500ND．以上答案都不对7．用细线AO、BO悬挂重物，如右图所示，BO水平，AO与水平方向成45°角，若AO、BO能承受的最大拉力分别为10N和5N，OC绳能承受的拉力足够大．为使细线不被拉断，重物G最大重力为多少？8．在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示．仪器中有一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球．无风时金属丝竖直下垂；当受到水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度．风力越大，偏角越大．通过传感器，就可以根据偏角大小指示出风力．那么在小球的质量m一定时，风对小球作用力F的大小跟偏角θ有什么样的关系？9．(2022济南高一检测)在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯先从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系(Ft)图象，如图所示，则：(1)电梯在启动阶段经历了多长时间的加速上升过程？(2)电梯的最大加速度是多少？(g取10m/s2)答案与解析7．用牛顿运动定律解决问题(二)课前预习1．答案：静止匀速直线运动合力为02．答案：物体处于“超重”或“失重”现象时重力不变．3．答案：大于向上4．答案：小于向下5．答案：重力恒定匀加速课堂巩固1．C要使物体处于平衡状态，三个力的合力应该为零．在上述四组力中，只有C选项中的三个力的合力可以为零，C正确．2．D水桶下落的运动，接近自由落体运动，水和桶几乎处于完全失重状态，所以水几乎不从孔中流出．4．B物体沿固定斜面匀速下滑，加速度为零，合力为零，即它所受的重力、支持力和摩擦力的合力为零，A错．重力和支持力的合力与沿斜面向上的滑动摩擦力平衡，故重力和支持力的合力的方向沿斜面向下，B正确．支持力FN＝mgcosθ，C错误．物体受的滑动摩擦力Fμ＝μFN＝μmgcosθ，与下滑速度大小无关，D错误．5．答案：(1)m/s2(2)48kg解析：人举物体时，其最大举力是确定的，由于电梯做加速运动，物体有“超重”和“失重”两种情况．加速下降时，合外力向下，对物体而言，重力大于举力．反之，重力小于举力．(1)站在地面上的人，最大举力F＝m1g＝60×10N＝600N在加速下降的电梯内，人的最大举力F仍为600N，由牛顿第二定律得m2g－F＝m2a所以加速度a＝g－eq\f(F,m2)＝(10－eq\f(600,80))m/s2＝m/s2.(2)在加速上升的电梯里，人的举力不变，同理得F－m3g＝m3a所以m3＝eq\f(F,g＋a)＝eq\f(600,kg＝48kg.课后检测1．B物体的重力沿斜面方向的分力G1＝mgsinθ＝3×10×eq\f(1,2)N＝15N，恰好和乙图中的拉力F平衡，B正确．2．BC物体加速向上提起时，G<F，钢绳对物体的拉力F与物体对钢绳的拉力F′是一对相互作用力，故F＝F′.3．D物体匀速运动，加速度为零，合力为零．将斜向上的恒定拉力沿水平方向和竖直方向分解，其水平方向的分力和摩擦力平衡，竖直方向的分力小于重力，这样物体对水平面有压力，物体才受到摩擦力作用，只有D正确．4．D竖直上抛物体的运动，在上升过程中，速度与时间的函数关系是v＝v0－gt，上升到最高点时v＝0.然后再做自由落体运动，速度与时间的函数关系是v＝gt，因此应选D.5．D由于物体m静止时绳对O点的拉力F3等于物体的重力，即F3＝mg，对O点受力分析如图所示，F1、F2的合力与F3构成一对平衡力，故F1＝mgtanθ，F2＝eq\f(mg,cosθ)，D正确．6．B以重物为研究对象有：a＝eq\f(mg－F,m)＝eq\f(50－40,5)m/s2＝2m/s2以人为研究对象有：Mg－FN＝Ma，FN＝Mg－Ma＝50×(10－2)N＝400N根据牛顿第三定律知，人对升降机地板的压力等于400N.7．答案：5N解析：以O为研究对象，O点受到拉力FA、FB和大小为G的拉力FC作用，处于平衡状态．根据力的作用效果可将拉力FC分解为FA′和FB′，如图所示，则有FB′＝FA′sinθ，但由牛顿第三定律得FA＝FA′，FB＝FB′，即FB＝FAsinθ当FA＝10N时，FB＝N>5N．由此可知，FB首先达到最大值．BO绳拉力刚好达到最大值时，FB＝5N，则此时物重为mg＝FC＝FBcot45°＝5N所以，为使细线不被拉断，重物G的最大值为5N.8．答案：F＝mgtanθ解析：分析知，小球在重力mg、风力F、细金属丝拉力T三个力作用下处于平衡状态，故这三个力的合力为零．