高一物理试题用牛顿定律解决问题同步练习9 最新.docx
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高一物理试题用牛顿定律解决问题同步练习9最新
第4章7
基础夯实
1.下列物体中处于平衡状态的是()
A.“神舟号”飞船匀速落到地面的过程
B.汽车在水平路面上启动或刹车的过程
C.汽车停在斜面上
D.物体做自由落体运动在刚开始下落的一瞬间
答案:
AC
2.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.
3.(保定市18-10学年高一上学期期末)如图所示,一同学站在倾角为θ的电梯上,随电梯一起以加速度a匀加速向斜下方运动(a A.处于失重状态 B.处于超重状态 C.受电梯施加的静摩擦力作用 D.不受电梯摩擦力作用 答案: AC 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 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=μmgcosθ① 由受力平衡知Ff=mgsinθ② 由①②式解得θ=37° ∴离地面高度h=r-rcos37°=0.2r 7.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,6NB.1N,4N,6N C.35N,15N,25ND.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.在静止的升降机中有一天平,将天平左边放物体,右边放砝码,调至平衡(如下图所示),如果() ①升降机匀加速上升,则天平右倾 ②升降机匀减速上升,则天平仍保持平衡 ③升降机匀加速下降,则天平左倾 ④升降机匀减速下降,则天平仍保持平衡 那么以上说法正确的是() A.①②B.③④ C.②④D.①③ 答案: C 解析: 升降机静止时,根据天平的测量原理,砝码质量与左盘物体质量相等,砝码和物体对托盘压力相等,天平平衡;当升降机加速或减速时,物体和砝码对托盘压力同比例变化,故天平仍平衡. 3.(山东济南18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/s2 D.电梯的最大加速度约为16.7m/s2 答案: BC 4.如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑.这名消防队员的质量为60kg,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3s,那么该消防队员下滑过程中的最大速度为________m/s,加速下滑和减速下滑时,消防员与钢管间的摩擦力大小分别为f1和f2,则f1∶f2=________.(g=10m/s2). 答案: 8;1∶7 解析: 整个过程的平均速度v=s/t=4m/s. 由匀变速的特点v平均=(v0+v1)/2,可知vmax=8m/s. 由a1=2a2和速度公式可得a1=8m/s2,a2=4m/s2. 加速下滑时mg-f1=ma1, 减速下滑时f2-mg=ma2, 解得f1∶f2=1∶7. 5.如图所示,质量为m的球被一块挡板挡住.现使挡板绕与斜面的交点缓慢逆时针旋转,判断G的两个分力N1、N2的变化情况. 答案: N1逐渐减小;N2先减小后增大. 解析: 当挡板缓慢旋转时,可以认为球始终处于平衡状态,那么,重力的两个分力随之而变.N2始终和挡板垂直,N1方向不变,所以左边N1的平行线也不变,那么N2的变化如图所示,可得其先减小后增大.N1逐渐减小. 6.一位同学的家住在一座25层的高楼内,他每天乘电梯上楼,随着所学物理知识的增多,有一天他突然想到,能否用所学物理知识较为准确地测出这座楼的高度呢? 在以后的一段时间内他进行了多次实验测量,步骤如下: 经过多次仔细观察和反复测量,他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律,他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度.他将台秤放在电梯内,将重物放在台秤的托盘上,电梯从第一层开始启动,经过不间断的运行,最后停在最高层.在整个过程中,他记录了台秤中不同时间段内的示数,记录的数据如下表所示.但由于0~3.0s段的时间太短,他没有来得及将台秤的示数记录下来,假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的,重力加速度g取10m/s2. 时间/s 台秤示数/kg 电梯启动前 5.0 0~3.0 3.0~13.0 5.0 13.0~19.0 4.6 19.0以后 5.0 (1)电梯在0~3.0s时间段内台秤的示数应该是多少? (2)根据测量的数据计算该楼房每一层的平均高度. 答案: (1)5.8kg (2)2.9m 解析: (1)电梯启动前,台秤示数为5.0kg,则物体重力G=mg=50N 由于表中各段时间内台秤的示数恒定,所以在时间t1(0~3.0s)内,物体做匀加速运动,在时间t2(3.0s~13.0s)内物体做匀速直线运动,在时间t3(13.0s~19.0s)内物体做匀减速直线运动.19.0s末速度减为零. 在13.0s~19.0s内,物体所受的支持力FN3=46N,根据牛顿第二定律mg-FN3=ma3 得在时间t3内物体的加速度a3= =0.8m/s2 13.0s末物体的速度v2=a3t3=4.8m/s. 而由于电梯在13.0s末的速度与3.0s末的速度相同.因此根据匀变速运动规律,物体在0~3.0s内的加速度a1= =1.6m/s2 根据牛顿第二定律FN1-mg=ma1 解得: FN1=58N,即台秤的示数为5.8kg (2)0~3.0s内物体的位移x1= a1t =7.2m 3.0s~13.0s内物体的位移x2=v2t2=48m 13.0s~19.0s内物体的位移x3= t3=14.4m 则电梯上升的总高度,实际为24层的总高度 x=x1+x2+x3=69.6m 平均每层楼高h= =2.9m.
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