2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動定律 課后提升訓(xùn)練 4.7 用牛頓運(yùn)動定律解決問題（二） 新人教版必修1.doc

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課后提升訓(xùn)練 用牛頓運(yùn)動定律解決問題 (25分鐘　50分) 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分) 1.(多選) 如圖所示,三條繩子的一端都系在細(xì)直桿頂端,另一端都固定在水平地面上,將桿豎直緊壓在地面上。若三條繩長度不同,下列說法正確的有　(　　) A.三條繩中的張力都相等 B.桿對地面的壓力大于自身重力 C.繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零 D.繩子拉力的合力與桿的重力是一對平衡力 【解題指南】解答本題需明確以下三點(diǎn): (1)由題意明確三條繩長度不同,確定繩的張力不同。 (2)桿始終處于靜止?fàn)顟B(tài),所受合力為零。 (3)根據(jù)力的平衡知識和平行四邊形定則求解。 【解析】選B、C。由受力分析可得,三條繩子不等長,即與地面夾角不等,故其張力不相等,A錯誤;桿受地面支持力與重力和繩子向下的分力平衡,故對地面的壓力應(yīng)與重力和繩子向下分力的和等大,B正確;桿在水平方向處于平衡狀態(tài),故三繩水平方向合力為零,C正確;桿的重力、桿受繩的拉力和地面的支持力三力平衡,D錯誤。 2.(2017福州高一檢測)如圖,在粗糙的水平面上,靜置一矩形木塊,木塊由A、B兩部分組成,A的質(zhì)量是B的3倍,兩部分接觸面豎直且光滑,夾角θ=30,現(xiàn)用一與側(cè)面垂直的水平力F推著B木塊貼著A勻速運(yùn)動,A木塊依然保持靜止,則A受到的摩擦力大小與B受到的摩擦力大小之比為　(　　) A.3　　　　　　　　　 B. C. D. 【解析】選C。分析B在水平面內(nèi)的受力情況:推力F、水平面的摩擦力fB、A的彈力FN,如圖, 由平衡條件得:FN=fBtanθ 再對A分析水平面內(nèi)受力情況:B的彈力FN′和靜摩擦力fA,由平衡條件得:FN′=fA。 根據(jù)牛頓第三定律得知,FN′=FN,則得fA=fBtanθ 得到fA∶fB=tanθ=tan30=,故選C。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 如圖所示,物體在水平力F作用下,靜止在斜面上,若稍微減小水平推力F,而物體仍能保持靜止,設(shè)斜面對物體的靜摩擦力為Ff,物體所受的支持力為FN,則 　(　　) A.Ff和FN都一定減小 B.Ff和FN都不一定減小 C.Ff不一定減小,FN一定減小 D.Ff一定減小,FN不一定減小 【解析】選C。對物體受力分析如圖所示,在y軸方向上,FN-Fsinθ-Gcosθ=0,由此公式可判斷出當(dāng)F減小時(shí),FN一定減小,在x軸方向上,若靜摩擦力Ff沿斜面向上,則有Ff+Fcosθ-Gsinθ=0,可見當(dāng)F減小時(shí),Ff增大;若Ff沿斜面向下,則有Fcosθ-Ff-Gsinθ=0,可見當(dāng)F減小時(shí),Ff減小。由此可以看出,當(dāng)F減小時(shí),Ff不一定減小,故選項(xiàng)C正確。 3.(多選)(2017臨沂高一檢測)如圖所示,A、B兩物塊疊放在一起,當(dāng)把A、B兩物塊同時(shí)以速度v豎直向上拋出(不計(jì)空氣阻力),則拋出后　(　　) A.A對B的壓力豎直向下 B.B的加速度大小等于g C.B物體處于超重狀態(tài) D.A物體處于失重狀態(tài) 【解析】選B、D。A、B拋出后只受重力,加速度a=g、方向豎直向下,A、B處于完全失重狀態(tài),故A對B無作用力,B、D正確,A、C錯誤。 4.(多選)(2015海南高考)如圖,升降機(jī)內(nèi)有一固定斜面,斜面上放一物塊。開始時(shí),升降機(jī)做勻速運(yùn)動,物塊相對于斜面勻速下滑。當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)　 (　　) A.物塊與斜面間的摩擦力減小 B.物塊與斜面間的正壓力增大 C.物塊相對于斜面減速下滑 D.物塊相對于斜面勻速下滑 【解析】選B、D。當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí),物體有豎直向上的加速度,處于超重狀態(tài),物塊與斜面間的正壓力增大,根據(jù)滑動摩擦力公式Ff=μFN可知接觸面間的正壓力增大,物塊與斜面間的摩擦力增大,故A錯誤,B正確;設(shè)斜面的傾角為θ,物塊的質(zhì)量為m,當(dāng)勻速運(yùn)動時(shí)有mgsinθ=μmgcosθ,即sinθ=μcosθ。假設(shè)升降機(jī)以加速度a向上運(yùn)動時(shí),把a(bǔ)分解為垂直斜面方向與沿斜面方向兩個分量acosθ、asinθ。垂直斜面方向上,物塊與斜面相對靜止,對物塊分析,壓力FN=m(g+a)cosθ,Ff=μm(g+a)cosθ,因?yàn)閟inθ=μcosθ,所以m(g+a)sinθ= μm(g+a)cosθ,即在沿斜面方向物塊的加速度為asinθ,所以物塊的加速度也為a。故物塊相對于斜面勻速下滑,C錯誤,D正確。故選B、D。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 (多選)(2017廣州高一檢測)科技的發(fā)展正在不斷地改變著我們的生活,如圖甲是一款手機(jī)支架,其表面采用了納米微吸材料,用手觸碰無粘感,接觸到平整光滑的硬性物體時(shí),會牢牢吸附在物體上,如圖乙是手機(jī)靜止吸附在支架上的側(cè)視圖,若手機(jī)的重力為G,則下列說法正確的是　(　　) A.手機(jī)受到的支持力大小為Gcosθ B.手機(jī)受到的支持力大于Gcosθ C.納米材料對手機(jī)的作用力大小為Gsinθ D.納米材料對手機(jī)的作用力豎直向上 【解析】選B、D。手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,根據(jù)平衡條件可知,在垂直支架方向有:FN=Gcosθ+F吸,大于Gcosθ,A錯誤、B正確;手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,受到重力和納米材料對手機(jī)的作用力,根據(jù)平衡條件可知,納米材料對手機(jī)的作用力大小等于重力,方向與重力方向相反,豎直向上,C錯誤、D正確。故選B、D。 5.(多選)(2017大慶高一檢測)如圖所示,水平細(xì)桿上套一細(xì)環(huán)A,環(huán)A和球B間用一輕質(zhì)繩相連,質(zhì)量分別為mA、mB(mA>mB),由于B球受到水平風(fēng)力作用,A環(huán)與B球一起向右勻速運(yùn)動,已知細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ,則下列說法正確的是　 (　　) A.桿對A環(huán)的支持力隨著風(fēng)力的增加而保持不變 B.A環(huán)受到的摩擦力的大小為mBgtanθ C.風(fēng)力增大時(shí),輕質(zhì)繩對B球的拉力保持不變 D.A環(huán)與水平細(xì)桿間的動摩擦因數(shù)為 【解析】選A、B、D。對A、B整體分析可知,桿對A環(huán)的支持力FN=(mA+mB)g,與風(fēng)力無關(guān),A正確;A環(huán)受摩擦力的大小等于風(fēng)力的大小,對B受力分析可知FTcosθ=mBg、FTsinθ=F風(fēng),故FT=,F風(fēng)=mBgtanθ,A環(huán)受摩擦力的大小Ff=mBgtanθ,B正確;風(fēng)力增大,繩對B球的拉力增大,C錯誤;由Ff=μFN知μ==,D正確。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙;OB豎直向下,表面光滑。AO上套有小環(huán)P、OB上套有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細(xì)繩相連,并在某一位置平衡,如圖所示?，F(xiàn)將P環(huán)向左移動一小段距離,兩環(huán)再次達(dá)到平衡,那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)相比較,AO桿對P環(huán)的支持力FN和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是　(　　) A.FN不變,T變大　　　　　 B.FN不變,T變小 C.FN變大,T變大 D.FN變大,T變小 【解析】選B。方法一(隔離法):設(shè)PQ與OA的夾角為α,α隨P環(huán)左移而增大。對P有mg+Tsinα=FN,對Q有Tsinα=mg,所以FN=2mg,T=,故FN不變,T變小。 方法二(先整體后隔離):選P、Q整體為研究對象,在豎直方向上受到的合外力為零,直接可得FN=2mg,再選P或Q中任意一個為研究對象,受力分析可求出T=,故選B。 二、非選擇題(15分) 6.(2017無錫高一檢測)某同學(xué)表演魔術(shù)時(shí),將一小型條形磁鐵藏在自己的袖子里,然后對著一懸掛的金屬小球指手畫腳,結(jié)果小球在他神奇的功力下飄動起來。假設(shè)當(dāng)隱藏的小磁鐵位于小球的左上方某一位置C(圖中θ=37)時(shí),金屬小球偏離豎直方向的夾角也是37,如圖所示。已知小球的質(zhì)量為m=4.8kg,該同學(xué)(含磁鐵)的質(zhì)量為M=50kg,(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2)求此時(shí): (1)懸掛小球的細(xì)線的拉力大小為多少? (2)該同學(xué)受到地面的支持力和摩擦力大小各為多少? 【解析】(1)對小球根據(jù)平衡原理, 2Fcos37=mg 解得F=30N (2)以人為研究對象 水平方向f=Fsin37=18N 豎直方向FN=Fcos37+Mg=524N 答案:(1)30N　(2)18N　524N 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 如圖所示,質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37,物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)。(已知sin37=0.6,cos37=0.8,tan37=0.75,g取10m/s2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求: (1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大? (2)物體乙受到的摩擦力是多大?方向如何? (3)若物體乙的質(zhì)量為m2=4kg,物體乙與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3,則欲使物體乙在水平面上不滑動,物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少? 【解析】(1)對結(jié)點(diǎn)O進(jìn)行受力分析,如圖,FTOA==m1g FTOB=m1gtanθ=m1g (2)Ff=FTOB=m1g,方向水平向左 (3)Ffm=μm2g=0.340N=12N,當(dāng)FTOB=m1g=Ffm=12N時(shí),m1=1.6kg,即物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過1.6kg。 答案:(1)m1g　m1g　(2)m1g　水平向左 (3)1.6kg