新教材-高二物理下學(xué)期暑假訓(xùn)練6牛頓運(yùn)動(dòng)定律

Page96牛頓運(yùn)動(dòng)定律暑假訓(xùn)練暑假訓(xùn)練06牛頓運(yùn)動(dòng)定律例1．一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示．已知環(huán)沿桿勻加速下滑時(shí)，環(huán)與桿間的摩擦力大小為f，則此時(shí)箱子對地面的壓力大小為()A．Mg＋fB．Mg－fC．Mg＋mgD．Mg－mg2．(多選)一物體被吊車用鋼索豎直向上提升過程的圖象如圖所示．下列判斷正確的是()A．物體在加速過程中被吊起的高度為10mB．0～10s內(nèi)的平均速度大于30～35s內(nèi)的平均速度C．30～35s內(nèi)物體處于超重狀態(tài)D．前10s內(nèi)鋼索最容易發(fā)生斷裂1．如圖所示，一個(gè)盛水的容器固定在一個(gè)小車上，在容器中分別懸掛和拴住一只鐵球和一只乒乓球。容器中的水和鐵球、乒乓球都處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)容器隨小車突然向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩球的運(yùn)動(dòng)狀況是(以小車為參考系)()A．鐵球向左，乒乓球向右B．鐵球向右，乒乓球向左C．鐵球和乒乓球都向左D．鐵球和乒乓球都向右2．如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體上，斜面體置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物體使其沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)，斜面體始終靜止，則下列說法正確的是()A．地面對斜面體的摩擦力大小為FcosθB．地面對斜面體的支持力為(M＋m)gC．物體對斜面體的摩擦力的大小為FD．斜面體對物體的作用力豎直向上3．(多選)如圖所示是我國首次立式風(fēng)洞跳傘實(shí)驗(yàn)，風(fēng)洞噴出豎直向上的氣流將實(shí)驗(yàn)者加速向上“托起”。此過程中()A．地球?qū)θ说奈腿藢Φ厍虻奈Υ笮∠嗟菳．人受到的重力和人受到氣流的力是一對作用力與反作用力C．人受到的重力大小等于氣流對人的作用力大小D．人被向上“托起”時(shí)處于超重狀態(tài)4．如圖甲、乙所示，兩車都在光滑的水平面上，小車的質(zhì)量都是M，人的質(zhì)量都是m，甲圖人推車、乙圖人拉繩(繩與輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì))的力都是F。關(guān)于甲、乙兩圖中車的加速度大小，說法正確的是()A．甲圖中車的加速度大小為eq\f(F,M)B．甲圖中車的加速度大小為eq\f(F,M＋m)C．乙圖中車的加速度大小為eq\f(2F,M＋m)D．乙圖中車的加速度大小為eq\f(F,M)5．(多選)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個(gè)小球，電梯中有質(zhì)量為50kg的乘客，在電梯運(yùn)行時(shí)乘客發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)彈簧的伸長量始終是電梯靜止時(shí)的四分之三。已知重力加速度g取10m/s2，由此可判斷()A．電梯可能加速下降，加速度大小為5m/s2B．電梯可能減速上升，加速度大小為2.5m/s2C．乘客處于超重狀態(tài)D．乘客對電梯地板的壓力大小為375N6．如圖所示，幾條足夠長的光滑直軌道與水平面成不同角度，從P點(diǎn)以大小不同的初速度沿各軌道發(fā)射小球，若各小球恰好在相同的時(shí)間內(nèi)到達(dá)各自的最高點(diǎn)，則各小球最高點(diǎn)的位置()A．在同一水平線上B．在同一豎直線上C．在同一拋物線上D．在同一圓周上7．“兒童蹦極”中，拴在腰間左右兩側(cè)的是懸點(diǎn)等高、完全相同的兩根橡皮繩。如圖所示，質(zhì)量為m的小明靜止懸掛時(shí)，兩橡皮繩的夾角為60°，則()A．每根橡皮繩的拉力為eq\f(1,2)mgB．若將懸點(diǎn)間距離變小，則每根橡皮繩所受拉力將變小C．若此時(shí)小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，則小明此時(shí)加速度a＝gD．若拴在腰間左右兩側(cè)的是懸點(diǎn)等高、完全相同的兩根輕繩，則小明左側(cè)輕繩在腰間斷裂時(shí)，小明的加速度a＝g8．如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為m，2、4質(zhì)量為M，兩個(gè)系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g，則有()A．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4＝0B．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4＝gC．a(chǎn)1＝a2＝g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋M,M)gD．a(chǎn)1＝g，a2＝eq\f(m＋M,M)g，a3＝0，a4＝eq\f(m＋M,M)g9．二十一世紀(jì)新能源環(huán)保汽車在設(shè)計(jì)階段要對其各項(xiàng)性能進(jìn)行測試．某次新能源汽車性能測試中，如圖甲顯示的是牽引力傳感器傳回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的關(guān)系，但由于機(jī)械故障，速度傳感器只傳回了第25s以后的數(shù)據(jù)，如圖乙所示．已知汽車質(zhì)量為1500kg，若測試平臺(tái)是水平的，且汽車由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)汽車所受阻力恒定．(1)18s末汽車的速度是多少？(2)前25s內(nèi)的汽車的位移是多少？

答案與解析答案與解析例1．【答案】A【解析】環(huán)在豎直方向上受重力及箱子的桿給它的豎直向上的摩擦力f，受力情況如圖甲所示，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應(yīng)給桿一個(gè)豎直向下的摩擦力f′，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對它的支持力N及環(huán)給它的摩擦力f′，受力情況如圖乙所示，由于箱子處于平衡狀態(tài)，可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg.根據(jù)牛頓第三定律，箱子對地面的壓力大小等于地面對箱子的支持力，即N′＝Mg＋f，故A正確。2．(多選)【答案】AD【解析】0～10s內(nèi)物體加速上升．由v－t圖象與時(shí)間軸圍成的面積表示位移，可知，物體在加速過程中被吊起的高度為h＝eq\f(2×10,2)m＝10m，1．【答案】A【解析】因?yàn)樾≤囃蝗幌蛴疫\(yùn)動(dòng)，鐵球和乒乓球都有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢，但由于與同體積的“水球”相比，鐵球質(zhì)量大，慣性大，鐵球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變，即速度變化慢，而同體積的水球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，即速度變化快，而且水和車一起加速運(yùn)動(dòng)，所以小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)鐵球相對小車向左運(yùn)動(dòng)。同理，由于乒乓球與同體積的“水球”相比，質(zhì)量小，慣性小，乒乓球相對小車向右運(yùn)動(dòng)。2．【答案】A【解析】由于斜面體和物體都處于平衡狀態(tài)，將斜面體和物體看成一個(gè)整體，由受力情況可得，地面對斜面體的摩擦力大小為Fcosθ，地面對斜面體的支持力大小為(M＋m)g＋Fsinθ，故A對，B錯(cuò)；隔離物體進(jìn)行受力分析，斜面體對物體的摩擦力大小為F＋mgsinθ，由牛頓第三定律知，物體對斜面體的摩擦力的大小為F＋mgsinθ，故C錯(cuò)；將斜面體作為施力物體，則斜面體對物體的作用力即為物體受到的支持力與摩擦力的合力，由力的合成可知斜面體對物體的作用力與物體的重力和F的合力大小相等、方向相反，故斜面體對物體的作用力不在豎直方向上，D錯(cuò)。3．(多選)【答案】AD【解析】地球?qū)θ说奈腿藢Φ厍虻奈κ且粚ο嗷プ饔昧Γ却蠓聪?，A正確；相互作用力是兩個(gè)物體間的相互作用，而人受到的重力和人受到氣流的力涉及人、地球、氣流三個(gè)物體，不是一對相互作用力，B錯(cuò)誤；由于風(fēng)洞噴出豎直向上的氣流將實(shí)驗(yàn)者加速向上“托起”，在豎直方向上合力不為零，所以人受到的重力大小不等于氣流對人的作用力大小，C錯(cuò)誤；人被向上“托起”時(shí)加速度向上，處于超重狀態(tài)，D正確。4．【答案】C【解析】對甲圖以車和人為研究對象，系統(tǒng)不受外力作用，故甲圖中車的加速度為零，A、B錯(cuò)誤；乙圖中人和車受繩子的拉力作用，以人和車為研究對象，受力大小為2F，所以乙圖中車的加速度a＝eq\f(2F,M＋m)，C正確，D錯(cuò)誤。5．(多選)【答案】BD【解析】電梯靜止不動(dòng)時(shí)，小球受力平衡，有mg＝kx，電梯運(yùn)行時(shí)彈簧的伸長量比電梯靜止時(shí)小，說明彈力變小了，根據(jù)牛頓第二定律，有mg－eq\f(3,4)kx＝ma，即eq\f(1,4)mg＝ma，a＝2.5m/s2，加速度向下，電梯可能加速下降或減速上升，乘客處于失重狀態(tài)，A、C錯(cuò)誤，B正確；電梯地板對乘客的支持力大小為FN＝m′g－m′a＝500N－125N＝375N，由牛頓第三定律知乘客對電梯地板的壓力大小為375N，D正確。6．【答案】D【解析】設(shè)某一直軌道與水平面成θ角，末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)可逆向看成初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則小球在直軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ，由位移公式得l＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)gsinθ·t2，即eq\f(l,sinθ)＝eq\f(1,2)gt2，不同的傾角θ對應(yīng)不同的位移l，但eq\f(l,sinθ)相同，即各小球最高點(diǎn)的位置在直徑為eq\f(1,2)gt2的圓周上，D正確。7．【答案】B【解析】根據(jù)平行四邊形定則知2Fcos30°＝mg，得F＝eq\f(\r(3),3)mg，故A錯(cuò)誤；根據(jù)共點(diǎn)力平衡得2Fcosθ＝mg，當(dāng)懸點(diǎn)間的距離變小時(shí)，θ變小，cosθ變大，可知橡皮繩的拉力變小，故B正確；當(dāng)左側(cè)橡皮繩斷裂，斷裂的瞬間，右側(cè)橡皮繩的拉力不變，則重力和右側(cè)橡皮繩拉力的合力與左側(cè)橡皮繩初始時(shí)的拉力大小相等，方向相反，合力大小為eq\f(\r(3),3)mg，加速度為eq\f(\r(3),3)g，故C錯(cuò)誤；當(dāng)兩側(cè)為輕繩時(shí)，左側(cè)繩斷裂瞬間，右側(cè)繩上拉力發(fā)生突變，將重力沿繩方向和垂直于繩方向正交分解，合力為mgsin30°，加速度為eq\f(1,2)g，方向沿垂直于右側(cè)繩的方向斜向下，故D錯(cuò)誤。8．【答案】C【解析】在抽出木板的瞬間，物塊1、2與剛性輕桿接觸處的形變立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛頓第二定律知a1＝a2＝g；而物塊3、4間的輕彈簧的形變還來不及改變，此時(shí)彈簧對物塊3向上的彈力大小和對物塊4向下的彈力大小仍為mg，因此物塊3滿足mg＝F，a3＝0；由牛頓第二定律得物塊4滿足a4＝eq\f(F＋Mg,M)＝eq\f(M＋m,M)g，所以C對。9．【解析】(1)0～6s內(nèi)由牛頓第二定律得：F1－f＝ma16s末車速為：v1＝a1t1在6～18s內(nèi)，由牛頓第二定律得：F2－f