高中物理人教版 (新课标)必修17 用牛顿定律解决问题（二）同步训练题

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7．用牛顿运动定律解决问题(二)基础夯实1．物体在共点力作用下，下列说法中正确的是(　　)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，物体处于平衡状态答案：C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．(石家庄市11～12学年高一上学期期末)如图所示，质量为50kg的小红同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻她发现磅秤的示数为40kg，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动(　　)A．匀速上升   B．加速上升C．减速上升   D．加速下降答案：CD解析：小红同学处于失重状态，必有向下的加速度，即减速上升或加速下降 ，故C、D选项正确。3．如图所示，一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车，但小汽车仍保持静止，则(　　)A．小孩对车的推力大于车受到的阻力B．小孩对车的推力等于车受到的阻力C．小孩对车的推力小于车受到的阻力D. 小孩对车的推力与车受到的阻力的大小不确定答案：B解析：因为汽车静止所受合力为零，故推力等于阻力。4．如下图所示，一个盛水的容器底部有一小孔．静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述运动中始终保持平动，且忽略空气阻力，则(　　)A．容器自由下落时，小孔向下漏水B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水答案：D解析：将容器抛出后，容器和容器中的水处于完全失重状态，液面下任何一点的压强都等于0，小孔不会向下漏水。5．如图所示，在升降机内的弹簧下端吊一物体A，其质量为m，体积为V，全部浸在水中。当升降机由静止开始以加速度a(a<g)匀加速下降时，该弹簧的长度将(　　)A．不变   B．伸长C．缩短   D．无法确定答案：C解析：此题很容易出错。欲用计算方法求得正确的答案是比较困难的，原因在于当升降机匀加速下降时，物体A和水均处于失重状态，不大容易给出正确的方程求解。如果我们采用极限分析的方法，假设a＝g，物体处于自由落体状态。物体A的视重为零，水对A的浮力也为零。问题再明显不过了，弹簧的拉力将是零，故弹簧将恢复原长。因此当升降机由静止开始以加速度a匀加速下降时，该弹簧一定要缩短。6．有一小甲虫，在半径为r的半球碗中向上爬，设虫足与碗壁间的动摩擦因数为μ＝0.75。试问它能爬到的最高点离碗底多高？答案：0.2r解析：如图所示，Ff＝μmgcosθ    ①由受力平衡知Ff＝mgsinθ   ②由①②式解得θ＝37°∴离地面高度h＝r－rcos37°＝0.2r7．某人在地面上最多能举起60kg的重物，当此人站在以5m/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10m/s2)答案：40kg解析：当人在地面上举起杠铃时，对杠铃分析，由牛顿第二定律得F－mg＝0在升降机内举起杠铃时，由于升降机具有竖直向上的加速度，故杠铃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，对杠铃由牛顿第二定律得F－m′g＝m′a所以，在加速上升的升降机内，人能举起的杠铃的最大质量为40kg。能力提升1．大小不同的三个力同时作用在一个小球上，以下各组力中，可能使小球平衡的一组是(　　)A．2N,3N,6N　　　　　　 B．1N,4N,6NC．35N,15N,25N   D．5N,15N,25N答案：C解析：由于两个力的合力范围为|F1－F2|≤F12≤F1＋F2。在给出的四个选项中，只有C项符合要求，因为C项中任意两个力的合力都可以与第三个力大小相等、方向相反。2．(杭州学军中学11～12学年高一上学期期末)蹦极是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志。运动员从高处跳下，弹性绳被拉展前做自由落体运动，弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。在这下降的全过程中，下列说法中正确的是(　　)A．弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处于超重状态B．弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态C．弹性绳拉展后运动员先处于超重状态，后处于失重状态D．运动员一直处于失重状态答案：B解析：以重力和弹力大小相等为临界点，临界点以上为失重，临界点以下为超重，故B选项正确。3．(淄博高三模拟)如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是(　　)A．甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态B．台秤P的读数等于mg－FC．台秤Q的读数为mg－2FD．两台秤的读数之和为2mg答案：D4．(山东济南模拟)在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止加速上升，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图象，如图所示，则(　　)A．电梯启动阶段约经历了2.5s的加速上升过程B．电梯在启动阶段约经历了4s加速上升过程C．电梯的最大加速度约为6.7m/s2D．电梯的最大加速度约为16.7m/s2答案：BC解析：由图可看出：电梯在0～4s加速上升，4～18s匀速上升，18～22s减速上升，所以A错，B对；最大加速度a＝＝m/s2＝6.7m/s2，故C对D错。5．(黑龙江龙东地区11～12学年高一上学期期末)如图所示，小球用细绳系住放置在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力F和斜面对小球的支持力N将：(　　)A．N逐渐增大   B．N逐渐减小C．F先增大后减小   D．F先减小后增大答案：BD6.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，忽略空气阻力)：(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＝mg ①FNsinθ＝F ②由①、②联立，得F＝810N(2)FN＝mg/cosθFN＝kv2得v＝＝5m/s7．(德州高一检测)将金属块m，用轻质弹簧卡压在一矩形箱中(如图所示)，在箱的上底板和下底板有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a＝2.0m/s2 的加速度竖直向上做匀减速运动时，上、下底板压力传感器分别显示6.0N和10.0N(取g＝10m/s2)。(1)若上底板压力传感器示数为下底板压力传感器示数的一半，试判断箱的运动情况。(2)要使上底板压力传感器示数为零，箱沿竖直方向的运动情况可能是怎样的？答案：(1)静止或匀速运动　(2)向上加速或向下减速，加速度a≥10m/s2解析：当上底板压力传感器示数为6N，下底板压力传感器示数为10.0N时，对物体有：mg＋F上－F弹＝ma，F弹＝F下代入数据得：m＝0.50kg(1)弹簧弹力不变mg＋F弹/2－F弹＝ma1，得a1＝0箱静止或做匀速运动；(2)上底板压力为零，取向上为正，则F弹－mg＝ma2；代入数据得：a2＝10m/s2，要使上底板示数为零 ，则箱向上的加速度大于或等于10m/s2均可。此时箱向上加速运动或向下减速运动，并且加速度a≥10m/s2。