2019高中物理 第四章课后提升训练 4.7 用牛顿运动定律解决问题（二） 新人教版必修1.doc

1课后提升训练课后提升训练 用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(25(25 分钟分钟 5050 分分) )一、选择题(本题共 5 小题,每小题 7 分,共 35 分)1.(多选) 如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上。若三条绳长度不同,下列说法正确的有 ( )A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力【解题指南】解答本题需明确以下三点:(1)由题意明确三条绳长度不同,确定绳的张力不同。(2)杆始终处于静止状态,所受合力为零。(3)根据力的平衡知识和平行四边形定则求解。【解析】选 B、C。由受力分析可得,三条绳子不等长,即与地面夹角不等,故其张力不相等,A 错误;杆受地面支持力与重力和绳子向下的分力平衡,故对地面的压力应与重力和绳子向下分力的和等大,B 正确;杆在水平方向处于平衡状态,故三绳水平方向合力为零,C 正确;杆的重力、杆受绳的拉力和地面的支持力三力平衡,D 错误。2.(2017·福州高一检测)如图,在粗糙的水平面上,静置一矩形木块,木块由 A、B 两部分组成,A 的质量是 B 的 3 倍,两部分接触面竖直且光滑,夹角 =30°,现用一与侧面垂直的水平力 F 推着 B 木块贴着 A 匀速运动,A 木块依然保持静止,则 A 受到的摩擦力大小与 B 受到的摩擦力大小之比为 ( )A.3 B.2C.D.【解析】选 C。分析 B 在水平面内的受力情况:推力 F、水平面的摩擦力 fB、A 的弹力 FN,如图,由平衡条件得:FN=fBtan再对 A 分析水平面内受力情况:B 的弹力 FN和静摩擦力 fA,由平衡条件得:FN=fA。根据牛顿第三定律得知,FN=FN,则得 fA=fBtan得到 fAfB=tan=tan30°=,故选 C。【补偿训练】如图所示,物体在水平力 F 作用下,静止在斜面上,若稍微减小水平推力 F,而物体仍能保持静止,设斜面对物体的静摩擦力为 Ff,物体所受的支持力为 FN,则( )A.Ff和 FN都一定减小B.Ff和 FN都不一定减小C.Ff不一定减小,FN一定减小D.Ff一定减小,FN不一定减小【解析】选 C。对物体受力分析如图所示,在 y 轴方向上,FN-Fsin-Gcos=0,由此公式可判断出当 F 减小时,FN一定减小,在 x 轴方向上,若静摩擦力 Ff沿斜面向上,则有 Ff+Fcos-Gsin=0,可见当 F 减小时,Ff增大;若 Ff沿斜面向下,则有3Fcos-Ff-Gsin=0,可见当 F 减小时,Ff减小。由此可以看出,当 F 减小时,Ff不一定减小,故选项 C 正确。3.(多选)(2017·临沂高一检测)如图所示,A、B 两物块叠放在一起,当把 A、B 两物块同时以速度 v 竖直向上抛出(不计空气阻力),则抛出后 ( )A.A 对 B 的压力竖直向下B.B 的加速度大小等于 gC.B 物体处于超重状态D.A 物体处于失重状态【解析】选 B、D。A、B 抛出后只受重力,加速度 a=g、方向竖直向下,A、B 处于完全失重状态,故 A 对 B 无作用力,B、D 正确,A、C 错误。4.(多选)(2015·海南高考)如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时 ( )A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑【解析】选 B、D。当升降机加速上升时,物体有竖直向上的加速度,处于超重状态,物块与斜面间的正压力增大,根据滑动摩擦力公式 Ff=FN可知接触面间的正压力增大,物块与斜面间的摩擦力增大,故 A 错误,B 正确;设斜面的倾角为 ,物块的质量为 m,当匀速运动时有mgsin=mgcos,即 sin=cos。假设升降机以加速度 a 向上运动时,把 a 分解为垂4直斜面方向与沿斜面方向两个分量 acos、asin。垂直斜面方向上,物块与斜面相对静止,对物块分析,压力 FN=m(g+a)cos,Ff=m(g+a)cos,因为 sin=cos,所以 m(g+a)sin=m(g+a)cos,即在沿斜面方向物块的加速度为 asin,所以物块的加速度也为 a。故物块相对于斜面匀速下滑,C 错误,D 正确。故选 B、D。【补偿训练】(多选)(2017·广州高一检测)科技的发展正在不断地改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为 G,则下列说法正确的是 ( )A.手机受到的支持力大小为 GcosB.手机受到的支持力大于 GcosC.纳米材料对手机的作用力大小为 GsinD.纳米材料对手机的作用力竖直向上【解析】选 B、D。手机处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件可知,在垂直支架方向有:FN=Gcos+F吸,大于 Gcos,A 错误、B 正确;手机处于静止状态,受力平衡,受到重力和纳米材料对手机的作用力,根据平衡条件可知,纳米材料对手机的作用力大小等于重力,方向与重力方向相反,竖直向上,C 错误、D 正确。故选 B、D。5.(多选)(2017·大庆高一检测)如图所示,水平细杆上套一细环 A,环 A 和球 B 间用一轻质绳相连,质量分别为 mA、mB(mA>mB),由于 B 球受到水平风力作用,A 环与 B 球一起向右匀速运动,已知细绳与竖直方向的夹角为 ,则下列说法正确的是 ( )5A.杆对 A 环的支持力随着风力的增加而保持不变B.A 环受到的摩擦力的大小为 mBgtanC.风力增大时,轻质绳对 B 球的拉力保持不变D.A 环与水平细杆间的动摩擦因数为【解析】选 A、B、D。对 A、B 整体分析可知,杆对 A 环的支持力 FN=(mA+mB)g,与风力无关,A正确;A 环受摩擦力的大小等于风力的大小,对 B 受力分析可知FTcos=mBg、FTsin=F风,故 FT=,F风=mBgtan,A 环受摩擦力的大小Ff=mBgtan,B 正确;风力增大,绳对 B 球的拉力增大,C 错误;由 Ff=FN知 =,D 正确。【补偿训练】有一个直角支架 AOB,AO 水平放置,表面粗糙;OB 竖直向下,表面光滑。AO 上套有小环 P、OB上套有小环 Q,两环质量均为 m,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图所示。现将 P 环向左移动一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较,AO 杆对 P 环的支持力 FN和细绳上的拉力 T 的变化情况是 ( )A.FN不变,T 变大 B.FN不变,T 变小6C.FN变大,T 变大D.FN变大,T 变小【解析】选 B。方法一(隔离法):设 PQ 与 OA 的夹角为 , 随 P 环左移而增大。对 P 有mg+Tsin=FN,对 Q 有 Tsin=mg,所以 FN=2mg,T=,故 FN不变,T 变小。方法二(先整体后隔离):选 P、Q 整体为研究对象,在竖直方向上受到的合外力为零,直接可得 FN=2mg,再选 P 或 Q 中任意一个为研究对象,受力分析可求出 T=,故选 B。二、非选择题(15 分)6.(2017·无锡高一检测)某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置 C(图中 =37°)时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是 37°,如图所示。已知小球的质量为 m=4.8kg,该同学(含磁铁)的质量为 M=50kg,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取 10m/s2)求此时:(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?【解析】(1)对小球根据平衡原理,2Fcos37°=mg解得 F=30N(2)以人为研究对象水平方向 f=Fsin37°=18N竖直方向 FN=Fcos37°+Mg=524N答案:(1)30N (2)18N 524N【补偿训练】7如图所示,质量为 m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为 O,轻绳 OB 水平且 B 端与放置在水平面上的质量为 m2的物体乙相连,轻绳 OA 与竖直方向的夹角 =37°,物体甲、乙均处于静止状态。(已知 sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g 取 10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:(1)轻绳 OA、OB 受到的拉力是多大?(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若物体乙的质量为 m2=4kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为 =0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量 m1最大不能超过多少?【解析】(1)对结点 O 进行受力分析,如图,FTOA= m1gFTOB=m1gtan= m1g(2)Ff=FTOB= m1g,方向水平向左(3)Ffm=m2g=0.3×40N=12N,当 FTOB= m1g=Ffm=12N 时,m1=1.6kg,即物体甲的质量 m1最大不能超过 1.6kg。答案:(1) m1g m1g (2) m1g 水平向左(3)1.6kg