高中物理 牛頓運(yùn)動定律 第4節(jié) 牛二定律中動力學(xué)的兩類基本問題學(xué)案(新人教版)必修

1、第4節(jié) 牛頓定律中動力學(xué)的兩類基本問題 知識梳理應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律求解的問題主要有兩類：一類是已知受力情況求運(yùn)動情況；另一類是已知運(yùn)動情況求受力情況.在這兩類問題中，加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動的橋梁，受力分析是解決問題的關(guān)鍵. 例題評析【例11】 質(zhì)量為m=2 kg的木塊原來靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)在第1、3、5奇數(shù)秒內(nèi)給物體施加方向向右、大小為F1=6 N的水平推力，在第2、4、6偶數(shù)秒內(nèi)給物體施加方向仍向右、大小為F2=2 N的水平推力.已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)=0.1，取g=10 m/s2，問：（1）木塊在奇數(shù)秒和偶數(shù)秒內(nèi)各做什么運(yùn)動?（2）經(jīng)過多長時間，木塊位移的大小等于40.25 m?【

2、分析與解答】：以木塊為研究對象，它在豎直方向受力平衡，水平方向僅受推力F1（或F2）和摩擦力Ff的作用.由牛頓第二定律可判斷出木塊在奇數(shù)秒內(nèi)和偶數(shù)秒內(nèi)的運(yùn)動，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式，即可求出運(yùn)動時間.（1）木塊在奇數(shù)秒內(nèi)的加速度為a1= m/s2=2 m/s2木塊在偶數(shù)秒內(nèi)的加速度為a2= m/s2=0所以，木塊在奇數(shù)秒內(nèi)做a=a1=2 m/s2的勻加速直線運(yùn)動，在偶數(shù)秒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動.（2）在第1 s內(nèi)木塊向右的位移為s1=at2=212 m=1 m至第1 s末木塊的速度v1=at=21 m/s=2 m/s在第2 s內(nèi)，木塊以第1 s末的速度向右做勻速運(yùn)動，在第2 s內(nèi)木塊的位移為s2=v1t=2

3、1 m=2 m至第2 s末木塊的速度v2=v1=2 m/s在第3 s內(nèi)，木塊向右做初速度等于2 m/s的勻加速運(yùn)動，在第3 s內(nèi)的位移為s3=v2t+at2=21 m+212 m=3 m至第3 s末木塊的速度v3=v2+at=2 m/s+21 m/s=4 m/s在第4 s內(nèi)，木塊以第3 s末的速度向右做勻速運(yùn)動，在第4 s內(nèi)木塊的位移為s4=v2t=41 m=4 m至第4 s末木塊的速度v4=v2=4 m/s由此可見，從第1 s起，連續(xù)各秒內(nèi)木塊的位移是從1開始的一個自然數(shù)列.因此，在n s內(nèi)的總位移為sn=1+2+3+n=當(dāng)sn=40.25 m時，n的值為8n9.取n=8，則8 s內(nèi)木塊的位

4、移共為s8= m=36 m至第8 s末，木塊的速度為v8=8 m/s.設(shè)第8 s后，木塊還需向右運(yùn)動的時間為tx，對應(yīng)的位移為sx=40.25 m36 m=4.25 m，由sx=v8tx+atx2，即4.25=8tx+2tx2解得tx=0.5 s所以，木塊位移大小等于40.25 m時，需運(yùn)動的時間T=8 s+0.5 s=8.5 s.點(diǎn)評：（1）本題屬于已知受力情況求運(yùn)動情況的問題，解題思路為先根據(jù)受力情況由牛頓第二定律求加速度，再根據(jù)運(yùn)動規(guī)律求運(yùn)動情況.（2）根據(jù)物體的受力特點(diǎn)，分析物體在各段時間內(nèi)的運(yùn)動情況，并找出位移的一般規(guī)律，是求解本題的關(guān)鍵.【例12】 如圖所示，在傾角=37的足夠長的

5、固定的斜面上，有一質(zhì)量m=1 kg的物體，物體與斜面間動摩擦因數(shù)=0.2，物體受到沿平行于斜面向上的輕細(xì)線的拉力F=9.6 N的作用，從靜止開始運(yùn)動，經(jīng)2 s繩子突然斷了，求繩斷后多長時間物體速度大小達(dá)到22 m/s.（sin37=0.6，g取10 m/s2）【分析與解答】：本題為典型的已知物體受力求物體運(yùn)動情況的動力學(xué)問題，物體運(yùn)動過程較為復(fù)雜，應(yīng)分階段進(jìn)行過程分析，并找出各過程的相關(guān)量，從而將各過程有機(jī)地串接在一起.第一階段：在最初2 s內(nèi)，物體在F=9.6 N拉力作用下，從靜止開始沿斜面做勻加速運(yùn)動，據(jù)受力分析圖324可知：沿斜面方向：FmgsinFf =ma1沿垂直斜面方向：FN=mg

6、cos且Ff=FN由得：a1=2 m/s22 s末繩斷時瞬時速度v1=a1t1=4 m/s.第二階段：從撤去F到物體繼續(xù)沿斜面向上運(yùn)動到達(dá)速度為零的過程，設(shè)加速度為a2，則a2=7.6 m/s2設(shè)從斷繩到物體到達(dá)最高點(diǎn)所需時間為t2據(jù)運(yùn)動學(xué)公式v2=v1+a2t2所以t2=0.53 s第三階段：物體從最高點(diǎn)沿斜面下滑，在第三階段物體加速度為a3，所需時間為t3.由牛頓第二定律可知：a3=gsingcos=4.4 m/s2，速度達(dá)到v3=22 m/s，所需時間t3=5 s綜上所述：從繩斷到速度為22 m/s所經(jīng)歷的總時間t=t2+t3=0.53 s+5 s=5.53 s.【例13】 如圖 所示，

7、光滑水平面上靜止放著長L=1.6 m、質(zhì)量為M=3 kg的木板.一個質(zhì)量為m=1 kg的小物體放在木板的最右端，m與M之間的動摩擦因數(shù)=0.1，今對木板施加一水平向右的拉力F.（1）施力F后，要想把木板從物體m的下方抽出來，求力F的大小應(yīng)滿足的條件；（2）如果所施力F=10 N，為了把木板從m的下方抽出來，此力的作用時間不得少于多少?（g取10 m/s2）【分析與解答】：（1）力F拉木板運(yùn)動過程：對木塊：mg=ma a=g a=1 m/s2對木板：Fmg=Ma1 a1=只要a1a就能抽出木板，即F （M+m）g所以F4 N.（2）當(dāng)F =10 N，設(shè)拉力作用的最少時間為t1，加速度為a1，撤去

8、拉力后木板運(yùn)動時間為t2，加速度為a2，那么：a1=3 m/s2 a2= m/s2木板從木塊下穿出時：木塊的速度：v=a（t1+t2）木塊的位移：s=a（t1+t2）2木板的速度：v木板=a1t1a2t2木板的位移：s木板=a1t12+a1t1t2a2t22木板剛好從木塊下穿出應(yīng)滿足：v木板=v s木板s=L可解得：t1=0.8 s【例14】 如圖所示，傳輸帶與水平面間的傾角為=37，皮帶以10 m/s的速率運(yùn)行，在傳輸帶上端A處無初速地放上質(zhì)量為0.5 kg的物體，它與傳輸帶間的動摩擦因數(shù)為0.5.若傳輸帶A到B的長度為16 m，則物體從A運(yùn)動到B的時間為多少？【分析與解答】：首先判定與ta

9、n的大小關(guān)系，=0.5，tan=0.75，所以物體一定沿傳輸帶對地下滑，不可能對地上滑或?qū)Φ叵鄬o止.其次皮帶運(yùn)行速度方向未知，而皮帶運(yùn)行速度方向影響物體所受摩擦力方向，所以應(yīng)分別討論.當(dāng)皮帶的上表面以10 m/s的速度向下運(yùn)行時，剛放上的物體相對皮帶有向上的相對速度，物體所受滑動摩擦力方向沿斜坡向下（如圖所示），該階段物體對地加速度a1=10 m/s2方向沿斜坡向下物體趕上皮帶對地速度需時間t1=1 s在t1 s內(nèi)物體沿斜坡對地位移s1=a1t12=5 m當(dāng)物體速度超過皮帶運(yùn)行速度時物體所受滑動摩擦力沿斜面向上，物體對地加速度a2=2 m/s2物體以2 m/s2加速度運(yùn)行剩下的11 m位移需

10、時間t2則s2=v t2+a2t22即11=10t2+2t22t2=1 s （t2=11 s舍去）所需總時間t=t1+t2=2 s當(dāng)皮帶上表面以10 m/s的速度向上運(yùn)行時，物體相對于皮帶一直具有沿斜面向下的相對速度，物體所受滑動摩擦力方向沿斜坡向上且不變.設(shè)加速度為a3則a3=2 m/s2物體從傳輸帶頂滑到底所需時間為則s=a32 = s=4 s.點(diǎn)評：本題中物體在本身運(yùn)動的傳送帶上的運(yùn)動，因傳輸帶運(yùn)動方向的雙向性而帶來解答結(jié)果的多重性.物體所受滑動摩擦力的方向與物體相對于傳輸帶的相對速度方向相反，而對物體進(jìn)行動力學(xué)運(yùn)算時，物體位移、速度、加速度則均需取地面為參考系.隨堂演練（1）1A、B兩

11、物體以相同的初速度在同一水平面上滑動，兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，且mA3mB，則它們所能滑行的距離xA、xB的關(guān)系為()AxAxBBxA3xBCxAxB DxA9xB【解析】物體沿水平面滑動時做勻減速直線運(yùn)動，加速度ag與質(zhì)量無關(guān)，由0v022ax和題設(shè)條件知xAxB.【答案】A2水平面上一個質(zhì)量為m的物體，在一水平恒力F作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)時間t后撤去外力，又經(jīng)時間2t物體停了下來則物體受到的阻力應(yīng)為下列四個答案中的哪一個()AF BF/2CF/3 DF/4【解析】設(shè)阻力為Ff，由牛頓第二定律得：FFfma1，F(xiàn)fma2，va1t，va22t，以上四式聯(lián)立可得：Ff

12、，只有C正確【答案】C3一個原來靜止的物體，質(zhì)量是7 kg，在14 N的恒力作用下，則 5 s末的速度及5 s內(nèi)通過的路程為()A8 m/s25 m B2 m/s25 mC10 m/s25 m D10 m/s12.5 m【解析】物體受力情況已知，由靜止開始運(yùn)動，在恒力的作用下產(chǎn)生恒定的加速度，所以它做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動已知物體的質(zhì)量和所受的恒力，根據(jù)牛頓第二定律公式，求出加速度，然后根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的公式，就可以求出5 s末的速度和5 s內(nèi)通過的位移a m/s22 m/s2，vat25 m/s10 m/s，xat2225 m25 m.【答案】C4如右圖所示，圓柱形的倉庫內(nèi)

13、有三塊長度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圓心O，而上端則擱在倉庫側(cè)壁上，三塊滑板與水平面的夾角依次是30、45、60.若有三個小孩同時從a、b、c處開始下滑(忽略阻力)，則()Aa處小孩最先到O點(diǎn)Bb處小孩最后到O點(diǎn)Cc處小孩最先到O點(diǎn)Da、c處小孩同時到O點(diǎn)【答案】D5.跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如右圖所示已知人的質(zhì)量為70 kg，吊板質(zhì)量為10 kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)g取10 m/s2.當(dāng)人以440 N的力拉繩時，人與吊板的加速度a與人對吊板的壓力FN分別為多少？【解析】以人和吊板組成的整體為研究對象，人以440 N的力拉繩時

14、，該整體受到向上的拉力FT=2440 N=880 N，重力G=mg=(70+10)10 N=800 N，其合力為F=FT-G=880 N-800 N=80 N，由牛頓第二定律F=ma，聯(lián)立解得a=1.0 m/s2.以人為研究對象，人受到重力m人g=700 N，受到吊板的支持力FN及繩對其向上的拉力FT=440 N，由牛頓第二定律得FT+FN-m人g=m人a，解得FN=330 N.根據(jù)牛頓第三定律，人對吊板的壓力FN與吊板對人的支持力FN等大反向，故FN=330 N.【答案】1.0 m/s2330 N6.如右圖所示，一兒童玩具靜止在水平地面上，一個幼兒用與水平面成53角的恒力拉著它沿水平面做直線

15、運(yùn)動，已知拉力F=3.0 N，玩具的質(zhì)量m=0.5 kg，經(jīng)時間t=2.0 s，玩具移動了s=4 m，這時幼兒松開手，問玩具還能運(yùn)動多遠(yuǎn)？(取g=10 m/s2，sin 53=0.8，cos 53=0.6)【解析】一階段s=at2所以a=2 m/s2Fcos 53-(mg-Fsin 53)=ma所以=v=at=4 m/s二階段Ff=mg所以-Ffs=0-mv2s=2.6 m.【答案】2.6 m1光滑水平面上靜止一個物體，現(xiàn)有水平恒力F作用在物體上，使物體的位移為x0時，立刻換成4F的力，作用相同時間，此刻物體的位移為()Ax0Bx0C0 D2x0【解析】以F方向?yàn)檎较?，設(shè)開始階段加速度為a，

16、則后一階段加速度為4a，由運(yùn)動規(guī)律：x0at2，xatt4at2，xx0x三個方程聯(lián)立求得xx0，故A正確【答案】A2如果水平力F在時間t內(nèi)能使質(zhì)量為m，原來靜止在粗糙水平面上的物體產(chǎn)生位移x，那么()A相同的力在相同的時間內(nèi)使質(zhì)量是一半的原來靜止的物體移動2x的距離B相同的力在一半的時間內(nèi)使質(zhì)量是一半的原來靜止的物體移動相同距離的1/4C相同的力在2倍的時間內(nèi)使質(zhì)量是兩倍的原來靜止的物體移動相同的距離D一半的力在相同時間內(nèi)使質(zhì)量一半的原來靜止的物體移動相同的距離【解析】物體在粗糙水平面上運(yùn)動時的加速度為ag.從靜止開始經(jīng)時間t的位移為xat2，則xt2.再通過選項(xiàng)條件判斷可知只有選項(xiàng)D正確【

17、答案】D3豎直上拋物體受到的空氣阻力Ff大小恒定，物體上升到最高點(diǎn)時間為t1，從最高點(diǎn)再落回拋出點(diǎn)所需時間為t2，上升時加速度大小為a1，下降時加速度大小為a2，則()Aa1a2，t1a2，t1t2Ca1a2，t1t2 Da1t2【解析】物體上升時所受合力FmgFfma1，下降時所受合力FmgFfma2，故a1a2.又因?yàn)閔a1t12a2t22，則t1tAtC，故C正確【答案】C7雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時空氣對其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如圖所示的圖象可以正確反映雨滴下落運(yùn)動情況的是()【解析】對雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mgFfma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，

18、故加速度減小，在vt圖象中其斜率變小，故選項(xiàng)C正確【答案】C8如右圖所示，ad、bd、cd是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為最低點(diǎn)每根桿上都套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為0)用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時間，則()At1t2t3 Bt1t2t3Ct3t1t2 Dt1t2t3【解析】設(shè)圓的半徑為R，任取一根滑桿ed，如右圖所示設(shè)ade=，由直角三角形得s=ed=2Rcos ；在斜線ed上，a=gsin =gsin(90-)=gcos ；由位移公式得t=2與傾斜角度無關(guān)，所以環(huán)以任何途徑下

19、滑時間是相等的【答案】D9質(zhì)量為1 kg，初速度v010 m/s的物體，受到一個與初速度v0方向相反，大小為3 N的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑動，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，經(jīng)3 s后撤去外力，直到物體停下來物體滑行的總位移為(取g10 m/s2)()A7.5 m B9.25 mC9.5 m D10 m【解析】剛開始物體受合外力Fmgma，代入數(shù)據(jù)，解得a5 m/s2，由于a與v0方向相反，所以由v0at得到t2 s后物體速度為零，位移st10 m；接下來反向勻加速運(yùn)動1 s，加速度a1，代入數(shù)據(jù)解得a11 m/s2，位移s1a1t20.5 m，方向與s相反v1a1t111 m/s1

20、 m/s，接下來做加速度a2g2 m/s2的勻減速運(yùn)動，所以s20.25 m，所以總位移為ss1s29.25 m.【答案】B10把一個質(zhì)量是2 kg的物塊放在水平面上，用12 N的水平拉力使物體從靜止開始運(yùn)動，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為 0.2，物塊運(yùn)動2 s末撤去拉力，g取10 m/s2.求：(1)2 s末物塊的瞬時速度；(2)此后物塊在水平面上還能滑行的最大距離【解析】(1)前2 s內(nèi)，物體做初速度為0的，加速為a1的勻加速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律可得：FFfma1，F(xiàn)fFN，F(xiàn)Nmg，則a14 m/s2.由運(yùn)動學(xué)公式v1a1t18 m/s.(2)撤去F后，物體做加速度為a2的勻減速直線

21、運(yùn)動，a2g2 m/s2.又x216 m.【答案】(1)8 m/s(2)16 m11在水平地面上有一個質(zhì)量為4.0 kg的物體，物體在水平拉力F的作用下由靜止開始運(yùn)動.10 s后拉力大小減小為F/3，并保持恒定該物體的速度圖象如右圖所示求：(1)物體所受到的水平拉力F的大小；(2)該物體與地面間的動摩擦因數(shù)(取g=10 m/s2)【解析】物體的運(yùn)動分為兩個過程，根據(jù)a=由圖可知兩個過程加速度分別為：a1=1 m/s2，a2=-0.5 m/s2受力圖如下圖所示：對于兩個過程，由牛頓第二定律得：Fmgma1mgma2代入數(shù)據(jù)解之得：F9 N0.125.【答案】(1)9 N(2)0.12512200

22、8年1月下旬，我國南方突降暴風(fēng)雪，道路出現(xiàn)了嚴(yán)重的堵車情況，有些地方甚至發(fā)生了交通事故，究其原因，主要是大雪覆蓋路面后，被車輪擠壓，部分雪融化為水，在嚴(yán)寒的天氣下，又馬上結(jié)成了冰；汽車在光滑水平面上行駛，剎車后難以停下，據(jù)測定，汽車橡膠輪胎與普通路面間的動摩擦因數(shù)是0.7，與冰面間的動摩擦因數(shù)只有0.1，對于沒有安裝防抱死(ABS)設(shè)施的普通汽車，在規(guī)定的速度下急剎車后，車輪立即停止轉(zhuǎn)動，汽車在普通的水平路面上滑行14 m才能停下，那么汽車以同樣速度在結(jié)了冰的水平路面上行駛，急剎車后滑行的距離是多少？【解析】設(shè)汽車初速度為v0，質(zhì)量為m，車胎與普通路面之間的動摩擦因數(shù)為1，剎車時加速度大小為a

23、1，最大滑行距離為x1，由牛頓第二定律知1mgma1，由運(yùn)動學(xué)公式得02v022a1x1又設(shè)輪胎與冰面間的動摩擦因數(shù)為2，其剎車加速度大小為a2，最大滑行距離為x2，則：由牛頓第二定律得2mgma2由運(yùn)動學(xué)公式得02v022a2x2聯(lián)立以上各式得：代入數(shù)值10.7，20.1和x114 m可得x2x114 m98 m.【答案】98 m7隨堂演練（2）1將兩塊質(zhì)量分別為m1、m2且m1m2的磚依次上下疊放，如右圖所示，在某一高度由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，在下落過程中()A上面的磚對下面的磚有壓力作用B下面的磚對上面的磚有支持力作用C上下兩塊磚間擠壓力為零D不能確定【答案】C2.汶川大地震后，為解決

24、災(zāi)區(qū)群眾的生活問題，黨和國家派出大量直升機(jī)空投救災(zāi)物資有一直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有物資的箱子，如右圖所示設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)在箱子下落過程中，下列說法正確的是()A箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力B箱子剛投下時，箱內(nèi)物體受到的支持力最大C箱子接近地面時，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大D若下落距離足夠長，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”【解析】因?yàn)橄侣渌俣炔粩嘣龃螅枇fv2，所以阻力逐漸增大，當(dāng)Ffmg時，物體開始勻速下落以箱和物體為整體：(Mm)gFf(Mm)a，F(xiàn)f增大則加速度a減小對物體：MgF

25、Nma，加速度減小，則支持力FN增大所以物體后來受到的支持力比開始時要增大，不可能“飄起來”【答案】C3物體重G，系在OA、OB兩根等長且不可伸長的輕繩上的O點(diǎn)，輕繩的A、B端掛在半圓形支架上(圓心在O點(diǎn))，如右圖所示由于繩結(jié)O受到物體的拉力FT(大小等于G)才使繩OA、OB拉緊，為反映力FT的這兩方面效果，可將力FT沿AO和BO方向分解成FTA和FTB兩個分力今使AO繩固定不動，將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置C，則FTA和FTB的大小也發(fā)生變化，其變化情況是()AFTB先減小后增大 BFTB先增大后減小CFTA先減小后增大 DFTA先增大后減小【解析】本例中繩結(jié)O位置固定

26、，合力FT恒定不變(豎直向上，大小等于重力G)；OA繩固定，即FTA方向不變；OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置C，F(xiàn)TB的方向不斷發(fā)生變化，從而引起FTA和FTB的大小不斷發(fā)生變化在半圓支架上找數(shù)個B端經(jīng)過的位置如B1、B2、B3等，依據(jù)平行四邊形定則作出數(shù)個分解力FT的平行四邊形，對應(yīng)的兩個分力分別是FTA1和FTB1、FTA2和FTB2、FTA3和FTB3等，如圖所示由圖很明顯地看出：FTB先減小后增大(OB與OA垂直時最小)，F(xiàn)TA一直在減小，本題的正確答案是A.【答案】A4.在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)

27、動過程中，某一段時間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如右圖所示，在這段時間內(nèi)下列說法中正確的是()A曉敏同學(xué)所受的重力變小了B曉敏對體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對曉敏的支持力C電梯一定在豎直向下運(yùn)動D電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下【解析】曉敏在這段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒有改變，A選項(xiàng)錯；曉敏對體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對曉敏的支持力是一對作用力與反作用力，大小一定相等，B選項(xiàng)錯；以豎直向下為正方向，有：mgFma，即50g40g50a，解得ag/5，方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，C選項(xiàng)錯，D選項(xiàng)正確【答案】D5(2009年浙江卷)

28、如右圖所示，質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上已知三棱柱與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，斜面的傾角為30，則斜面對三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為()A.mg和mg B.mg和mgC.mg和mg D.mg和mg【解析】等邊三棱柱靜止在斜面上，處于平衡狀態(tài)，故所受合力為零，由受力分析可知其受重力、彈力和靜摩擦力，畫出受力分析圖可知斜面對三棱柱的支持力FN=mgcos 30=mg，摩擦力Ff=mgsin 30=mg，A正確【答案】A1如右圖所示，一物體在四個力F1、F2、F3、F4作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若F4的方向沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60而保持其大小不變，其余三個力的大小和方向均保持不變，則此時物體

29、所受到的合力大小為()A. B0CF4 D.F4【解析】由共點(diǎn)力的平衡條件可知，F(xiàn)1、F2、F3、F4的合力應(yīng)為零，F(xiàn)1、F2、F3的合力應(yīng)與F4等值反向當(dāng)F4的方向沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60而保持其大小不變時，F(xiàn)1、F2、F3的合力的大小仍為F4，但方向與F4成120，由平行四邊形法則可得，此時物體所受的合力大小仍為F4，方向沿由F4的原方向逆時針轉(zhuǎn)過120.所以本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為C.【答案】C2懸掛在電梯天花板上的彈簧測力計(jì)的鉤子掛著質(zhì)量為m的物體，電梯靜止時彈簧測力計(jì)的示數(shù)為Gmg，下列說法中，正確的是()A當(dāng)電梯勻速上升時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)增大，電梯勻速下降時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)減小B只有電梯

30、加速上升時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)才會增大，只有電梯加速下降時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)才會減小C不管電梯向上或向下運(yùn)動，只要加速度的方向豎直向上，彈簧測力計(jì)的示數(shù)一定增大D不管電梯向上或向下運(yùn)動，只要加速度的方向豎直向下，彈簧測力計(jì)的示數(shù)一定減小【解析】超重是加速度方向向上，示數(shù)大于重力；失重是加速度方向向下，示數(shù)小于重力，與運(yùn)動方向無關(guān)，因此選項(xiàng)A、B錯誤，C、D正確【答案】CD3姚明成為了NBA的一流中鋒，給中國人爭得了更多的榮譽(yù)和更多的尊敬，讓更多的中國人熱愛上籃球這項(xiàng)運(yùn)動姚明某次跳起過程可分為下蹲、蹬地、離地上升、下落四個過程，如右圖所示，下列關(guān)于蹬地和離地上升兩過程的說法中正確的是(設(shè)蹬地的力為

31、恒力)()A兩個過程中姚明都處在超重狀態(tài)B兩過程中姚明都處在失重狀態(tài)C前過程為超重，后過程不超重也不失重D前過程為超重，后過程為完全失重【解析】用力蹬地獲得一個向上的大于重力的支持力，故蹬地過程是一個向上加速的過程，是超重現(xiàn)象；空中上升過程中受重力作用，有向下的加速度g，是完全失重現(xiàn)象，所以D項(xiàng)正確【答案】D4.如右圖所示，是一種測定風(fēng)作用力的儀器的原理圖，它能自動隨著風(fēng)的轉(zhuǎn)向而轉(zhuǎn)向，使風(fēng)總從圖示方向吹向小球P，P是質(zhì)量為m的金屬球，固定在一細(xì)長鋼性金屬絲下端，能繞懸掛點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，無風(fēng)時金屬絲自然下垂，有風(fēng)時金屬絲將偏離豎直方向一定角度，角大小與風(fēng)力大小有關(guān)，下列關(guān)于風(fēng)力F風(fēng)、繩拉力

32、F拉與角度的關(guān)系式正確的是()AF風(fēng)mgsin BF風(fēng)mgtan CF拉mgcos DF拉mg/cos 【解析】由平衡條件可得：F拉cos mg，F(xiàn)拉sin F風(fēng)，可以看出B、D正確【答案】BD5長方體木塊靜止在傾角為的斜面上，那么木塊對斜面作用力的方向()A沿斜面向下B垂直斜面向下C沿斜面向上 D豎直向下【解析】木塊受力如右圖所示，其中FN、F分別為斜面對木塊的支持力和摩擦力，木塊受到三個力的作用處于平衡狀態(tài)，則FN、F的合力與 G等大、反向，即方向豎直向上，由牛頓第三定律可知木塊對斜面的作用力與FN、F的合力等大、反向，方向豎直向下，故只有選項(xiàng)D正確【答案】D6.“蹦極”是一項(xiàng)非常刺激的體

33、育運(yùn)動，某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落，右圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置，c點(diǎn)是人能到達(dá)的最低點(diǎn)，b點(diǎn)是人靜止懸吊著時的平衡位置，人在從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)c的過程中()A人在Pa段做自由落體運(yùn)動，處于完全失重狀態(tài)B在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)D在c點(diǎn)，人的速度為零，其加速度為零【答案】AB7(2009年安徽卷)為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯無人乘行時，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如右圖所示那么下列說法中正確的是()A顧客始終受到三個力的作用B顧客始終處于超

34、重狀態(tài)C顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下【解析】當(dāng)電梯勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時，顧客只受兩個力的作用，即重力和支持力，故A、B都不對；由受力分析可知，加速時顧客對扶梯有水平向左的摩擦力，故此時顧客對扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時沒有摩擦力，此時方向豎直向下，故選C.【答案】C8.如右圖所示，質(zhì)量均為m的甲、乙兩同學(xué)，分別靜止于水平地面的臺秤P、Q上，他們用手分別豎直牽拉一只彈簧秤的兩端，穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為F，若彈簧秤的質(zhì)量不計(jì)，下列說法正確的是()A甲同學(xué)處于超重狀態(tài)，乙同學(xué)處于失重狀態(tài)B臺秤P的讀數(shù)等于mgFC臺秤Q的讀數(shù)為mg2FD兩臺秤的讀數(shù)之和為2mg【解析】甲乙兩同學(xué)都處于平衡狀態(tài)，沒有向上或向下的加速度，不是超重狀態(tài)，也不是失重狀態(tài)，A不正確由平衡條件知，臺秤P的讀數(shù)是mgF，臺秤Q的讀數(shù)是mgF，兩個臺秤的讀數(shù)之和是2mg，D正確【答案】D9.如右圖所示，A球和B球用輕繩相連，靜止在光滑的圓柱面上，若A球的質(zhì)量為m，則B球的質(zhì)量為()A.m B.mC.m D.【解析】球很小