第1节 牛顿第一定律
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
选择题(本题包括12小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错或不选的得0分,共84分)
1.(单选)做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气泡,如图3-1-1所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于瓶子将( )
A.向前运动 B.向后运动
C.无相对运动 D.无法判断
2.(单选)(2013·新课标Ⅰ)图3-1-2是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表.表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的.根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是( )??
1
1
32
4
2
130
9
3
298
16
4
526
25
5
824
36
6
1192
49
7
1600
64
8
2104
A.物体具有惯性?
B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关?
C.物体运动的距离与时间的平方成正比?
D.物体运动的加速度与重力加速度成正比
3.(单选)关于物体的惯性,下列说法正确的是( )
A.质量相同的两个物体,在阻力相同的情况下,速度大的不易停下来,所以速度大的物体惯性大
B.质量相同的物体,惯性相同
C.推动地面上静止的物体比保持这个物体匀速运动时所需的力大,所以静止的物体惯性大
D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一物体在月球上比在地球上惯性小
4.(多选)以下说法中正确的是( )
A.物体所受合外力越大,其运动状态改变越快
B.物体同时受到几个力作用时,其运动状态可能保持不变
C.物体运动状态改变时,物体一定受到外力作用
D.物体的运动状态发生变化时,物体所受外力也会随之发生变化
5.(单选)如图3-1-3所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴着一只铁球和一只乒乓球.容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态.当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)( )
A.铁球向左,乒乓球向右
B.铁球向右,乒乓球向左
C.铁球和乒乓球都向左
D.铁球和乒乓球都向右
6.(单选)在学习了牛顿第一定律后,四位同学分别列举实例提出了自己的不同认识,你认为以下四个选项中几位同学的研究结论正确的是( )
A.甲同学研究从地面竖直向上跳起来的运动,地球绕着地轴自西向东自转,他发现人总是落回原处, 经过思考,他认为这是因为人在空中滞留的时间太短,如果时间足够长,人应该落在跳起点的西侧
B.乙同学通过观察发现,运动速度大的物体比运动速度小的物体难以停下来,他认为运动速度大的物体具有较大的惯性
C.丙同学通过观察发现,让一列火车停下来比让一辆汽车停下来要困难得多,他认为根本原因是列车的惯性要比汽车的惯性大
D.丁同学观看战争资料片,研究飞机投弹轰炸,他认为若要炸得准确,关键是当飞机飞到目标正上方时,准时将炸弹释放
7.(单选)伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有( )
A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比
B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比
C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
8.(单选)一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是( )
A.车速越大,它的惯性越大
B.车速越小,它的惯性越大
C.车速越大,刹车后滑行的路程越长
D.车速越大,刹车后滑行的路程越长,惯性越大
9.(单选)关于运动状态的改变,下列说法中正确的是( )
A.物体的运动状态改变,则其速度必定改变?
B.物体的运动状态改变,则其加速度必定发生变化C.物体的运动状态改变,则其运动的方向必定改变
D.物体的运动状态改变,则其惯性大小必定改变?
10.(单选)关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.把手中的球由静止释放后,球能加速下落,说明力是改变物体惯性的原因
B.运动员在进行100 m比赛中做最后冲刺时,速度很大,很难停下来,说明速度越大,物体的惯性也越大
C.战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性
D.公交车在启动时,乘客都要向前倾,这是乘客具有惯性的缘故
11.(单选)在向前行驶的客车上,某时刻驾驶员和乘客的身体姿势如图3-1-4所示,则对客车运动情 况的判断正确的是( )
图3-1-4
A.客车一定做匀加速直线运动
B.客车一定做匀速直线运动
C.客车可能是突然减速
D.客车可能是突然加速
12.(多选)下列说法正确的是( )
A.运动越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大
B.同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的,但它的惯性却不随位置的变化而变化
C.一个小球竖直上抛,抛出后能继续上升,是因为小球在运动过程中受到了向上的推力
D.物体的惯性大小只与本身的质量有关,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小
二、非选择题(本题共1个题,按照要求回答下列问题,共16分)
13.推静止在水平地面上的小车,小车就前进了,停止用力,小车就停下来,所以必须有力作用在物体上,物体才会运动,你认为这种说法是否正确?并说明理由.?
第1节 牛顿第一定律 参考答案
一、选择题
1.B 解析:本题用惯性知识来分析.由于惯性的大小与质量有关,而水的质量远大于气泡的质量,因此水的惯性远大于气泡的惯性,当小车突然停止时,水保持向前运动的趋势,远大于气泡向前运动的趋势,水相对于瓶子向前运动,水将挤压气泡,使气泡相对于瓶子向后运动.B项正确.
2.C 解析:本题以伽利略的斜面实验为背景,通过数据反映规律,所以应从数据之间的关系入手.表中第一列数据明显是第二列数据的平方,而第三列物体沿斜面运动的距离之比非常接近第一列数据之比,所以可以得出结论,在误差允许的范围内,物体运动的距离与时间的平方成正比,选项C正确.
3.B 解析:惯性仅由物体的质量大小决定,与外界因素(受力与否、受力的大小与多少、运动状态及所处环境)无关,故选项B正确.
4.ABC 解析:力是改变物体运动状态的原因,力越大,运动状态改变越快,A正确;物体运动状态是否改变,取决于它受到的合外力,如果合外力为零,物体的运动状态不会改变,B、C正确;物体的运动状态发生变化,则物体一定受合外力的作用,但物体所受合外力不一定是变化的,D错误.
小结:关于力和运动的关系,必须明确力和物体的运动无关,力只与物体运动状态的改变有关.如果物体所受合外力为零时,对物体的作用效果等同于物体不受力,运动规律也与物体不受力时的运动规律相同.因此力与物体运动的关系可表达为:当物体所受合外力为零时,其运动状态不变;当物体所受的合外力不为零时,其运动状态发生改变.
5.A 解析:铁球的质量大于同体积的水的质量,小车突然运动时,铁球保持静止的趋势远大于水保持静止的趋势,铁球相对于小车向左运动;乒乓球的质量小于同体积的水的质量,小车突然运动时,水保持静止的趋势远大于乒乓球保持静止的趋势,乒乓球相对于小车向右运动,A正确.
6.C 解析:地球绕着地轴自西向东自转,甲同学研究从地面竖直向上跳起来的运动.人跳起时相对地面水平方向静止,由于惯性,他在跳起的这段时间内,水平方向仍然要保持相对地面静止,所以人总是要落回原处,和时间的长短并没有关系,A错;同一辆汽车,质量不变,惯性大小始终相同,与速度无关,B错;投弹要炸得准确,必须提前释放炸弹,这样由于惯性,炸弹在水平方向保持匀速运动,飞行一段距离后才正好到达目标,D错.
7.B 解析:倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间的平方成正比,在斜面上的速度与时间成正比,故选项A错误,选项B正确;斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关,从顶端滚到底端所需时间与倾角有关,故选项C、D错误.
8.C 解析:物体的惯性只决定于物体的质量,质量越大,惯性越大,所以A、B、D错误.刹车后滑行的路程与初速度和路面情况有关,初速度越大,滑行的路程越长,所以C正确.
名师指引:本题考查对惯性的认识,要求我们对基本概念的理解一定要透彻,惯性是物体的一种固有属性,其大小由质量唯一决定,而与物体的受力情况和运动情况无关,要区分惯性和惯性现象,要能利用惯性解释有关物理现象.
9.A 解析:物体的运动状态由速度唯一决定,运动状态的改变是指速度的改变.
10.C 解析:把手中的球由静止释放后,球加速下落,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;物体的惯性只决定于物体的质量,与物体的速度无关,故B错误;战斗机空战时,甩掉副油箱,减小质量,惯性减小,运动状态容易改变,故C正确;公交车启动时,人由于惯性应该后倾,故D错误.
11.C 解析:由图中可以看出,驾驶员和乘客向前倾,说明驾驶员和乘客相对于车厢有向前运动的速度,所以客车可能突然减速、刹车或由静止状态突然倒车,故选项C正确.
12.BD 解析:惯性是物体本身的固有属性,其大小只与物体的质量大小有关,与物体的受力及运动情况无关,故B、D正确;速度大的汽车要停下来时,速度变化大,由可知需要的时间长,惯性未变,故A错;小球上抛时是由于惯性才继续向上运动,并未受到向上的推力,故C错.
二、非选择题
13.见解析 解析:小车受到四个力作用,即重力、支持力、推力和摩擦力,只有当推力大于摩擦力时,小车才会由静止开始运动,此时小车所受合外力不为零,是力改变了小车的静止状态.停止作用力时,运动的小车并不是立即停下来,只不过是因为小车速度较小,由运动到静止时间较短,不易察觉到,所以才会误认为停止作用力,小车就停止运动了.而实际上,小车由运动到停下来,是由于摩擦力作用使得小车所受的合外力不为零,从而改变了小车的运动状态.故上面的说法不正确.
第2节 探究加速度与力、质量的关系
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
选择题(本题包括6小题,每小题给出的四个选
项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得10分,选对但不全的得5分,有选错或不选的得0分,共60分)
1.(单选)如果物体的-图象为通过原点的一条直线,则说明( )
A.物体的加速度与质量成正比
B.物体的加速度与质量成反比
C.物体的质量与加速度成反比
D.物体的质量与加速度成正比
2.(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,关于平衡摩擦力的说法中正确的是( )
A.“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零
B.“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力的下滑分力与所受的摩擦阻力相平衡
C.“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂钩码通过细绳对小车施加的拉力
D.“平衡摩擦力”是否成功,可由小车拖动由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定
3.(多选)在用实验探究加速度和力、质量的关系时,下列关于实验的思路和数据分析,正确的是( )
A.实验的基本思想是:保持物体的质量不变,测量物体在不同力作用下的加速度,分析加速度与力的关系
B.实验的基本思想是:保持物体所受力相同,测量质量不同的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系
C.在处理实验数据时,以为纵坐标,F为横坐标,
根据数据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明与F成正比
D.在处理实验数据时,以为纵坐标,为横坐标,
根据数据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明与成正比
4.(单选)如图3-2-1所示,在研究加速度与力、质量的关系的实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2,车中所放砝码的质量分别为、,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为、,则在实验误差允许的范围内,有( )
A.当=、F1=2F2时,=2
B.当=、F1=2F2时,=2
C.当F1=F2、=2时,=2
D.当F1=F2、=2时,=2
5.(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下列说法正确的是( )
A.平衡摩擦力时,小桶应用细线通过定滑轮系在小车上,但小桶内不能装砂
B.实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量
C.实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与质量成反比
D.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力
6.(多选)如图3-2-2所示是某同学根据实验数据画出的图象,下列说法中正确的是( )
图3-2-2
A.形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B.形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C.形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D.形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
二、实验题(共40分)
7.(18分)某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力及质量关系的实验,图3-2-3甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz).
图3-2-3
(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2(保留两位有效数字).
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量,分别得到小车加速度和质量及对应的,数据如下表.
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
6
小车加速度a/(m·s-2)
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
小车质量
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
/kg-1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
根据上表数据,为直观反映F不变时与的关系,请在如图3-2-4所示的坐标纸中画出-图线,并依据图线求出小车加速度与质量倒数之间的关系式是________.
图3-2-4
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度随合力F的变化图线如图3-2-5所示.该图线不通过原点,请你分析其主要原因是_____________________________.
图3-2-5
8.(22分)用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验,图3-2-6是实验中一条打点的纸带,相邻计数点的时间间隔为T,且间距、已量出.
图3-2-6
(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式.
(2)图3-2-7(a)是甲同学根据测量数据画出的-图象,该图象表明实验操作中存在的问题是________________________________________________________________________ .
图3-2-7
(3)乙、丙同学用同一装置实验,各自得到的-图线如图(b)所示,说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同.并比较其大小.
第2节 探究加速度与力、质量的关系 参考答案
一、选择题
1.B 解析:如果物体的-图象为通过原点的一条直线,则说明与成反比关系.
2.BCD 解析:小车所受的摩擦力不可避免,平衡摩擦力的目的就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡,其目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉力,故A错,B、C正确;恰好平衡摩擦力时,小车拖动纸带,不给小车提供拉力,给小车一个初速度,由打点计时器打出的纸带应该是均匀的,故D正确.
3.ABC
4.A 解析:题中和是车中砝码的质量,决不能认为是小车的质量.题中只说明了两小车是相同的,并未告诉小车的质量是多少.当=时, 两车加砝码后质量仍相等,若1=22,则1=22,由=t2得=22,A对.若=2时,无法确定两车加砝码后的质量关系,两小车的加速度关系也就不清楚,故无法断定两车的位移关系.
5.BD 解析:平衡摩擦力时,绳上不要挂小桶,接通打点计时器,让小车拖着纸带沿斜面匀速运动,A错,D对.实验中用砂和小桶的总重力代替小车受到的合力,只有当小车与砝码的总质量远大于砂和小桶的总质量时,两种力才大体相等,B对.实验中作出的-图象为过原点的直线,才能证明加速度与质量成反比,C错.
6.AD 解析:-F图象纵轴有截距说明力F为零时加速度不为零,此时倾角过大,A正确.-F图象横轴有截距说明施加力F后加速度有一过程仍为零,说明倾角太小,平衡摩擦力不足,C错.-图象纵轴有截距说明倾角太大,平衡摩擦力过大,B错.-图象横轴有截距,说明平衡摩擦力不足,倾角太小,故D正确.
二、实验题
7.(1)3.2 (2)见解析 = (3)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分
解析:(1)连续相等的时间间隔内,从纸带上可得到四段位移的大小,可以选用逐差法计算加速度.
由=6.19 cm =6.70 cm =7.21 cm =7.72 cm
电火花计时器周期==0.02 s
用逐差法可得-=2 (2)2 -=2 (2)2
故
(2)在-坐标系中描点连线得-图线如图3-2-8所示,可得=.
(3)由-图线增大至某值时物体开始有加速度,说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分.
8.(1)=,=,
(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 (3)小车及砝码的质量不同,且乙丙.
解析:(1)方法一 由匀变速直线运动的特殊规律:
=…=2可得:1=,2=,3=,…
方法二 因为-=()+()+()=32,同理有=…=3,所以有:1=,2=,…
方法三 若出现偶数段位移,如,,,,,则有:
此法较简单,而且准确.
由上述三种方法可得加速度表达式:=,=,.
(2)从图线与轴的交点可以看出,≠0但=0,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
(3)从图中可以看出在相同力F的作用下,乙丙,由此可知乙丙.
第3节 牛顿第二定律
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共60分)
1.(单选)如图3-3-1所示绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为1和2时,紧急刹车时的刹车痕(即刹车距离)与刹车前车速的关系曲线,则1和2的大小关系为( )
A.1μ2 B.1=2
C.12 D.条件不足,不能比较
2.(多选)用一水平力F拉静止在水平面上的物体,在F从零开始逐渐增大的过程中,加速度随外力F变化的图象如图3-3-2所示,g取10 m/s2,水平面各处粗糙程度相同,则由此可以计算出( )
A.物体与水平面间的静摩擦力
B.物体与水平面间的动摩擦因数
C.外力F为12 N时物体的速度
D.物体的质量
3.(单选)小球从空中下落,其质量为1 kg,所受空气阻力大小不变,小球与水平地面碰后弹到空中某一高度,其速度时间关系如图3-3-3所示,取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.小球下落时所受阻力大小为8 N
B.小球下落时所受阻力大小为2 N
C.小球能弹起的最大高度为7.2 m
D.小球在3 s内的平均速度大小约为7.33 m/s
4.(单选)下列说法中正确的是( )?
?A.力学中的基本单位是米(m)、千克(kg)和秒(s)
?B.牛顿(N)是力学的基本单位,但不是国际单位制中的基本单位
?C.帕斯卡(Pa)、焦耳(J)是国际单位制中的单位
?D.长度是国际单位制中的基本单位
5.(单选)如图3-3-4所示,一质量为的物块与车厢的竖直后壁间的动摩擦因数为,当该车水平向右做加速运动时,物块恰好沿车厢后壁匀速下滑,则车的加速度为( )
A. B. C. D.
6.(单选)(2013·新课标Ⅱ)一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与之间关系的图像是( )?
A B C D
图3-3-5
7.(单选)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为1的木块,木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,如图3-3-6所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变为( )
A.伸长量为 B.压缩量为
C.伸长量为 D.压缩量为
8.(单选)汽车正在走进千家万户,在给人们的出行带来方便的同时也带来了安全隐患.行车过程中,如果车距较近,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计了安全带,假定乘客质量为70 kg,汽车车速为90 km/h,从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s,安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )
A.450 N B.400 N C.350 N D.300 N
9.(单选)五个质量相等的物体置于光滑的水平面上,如图3-3-7所示,现向右施加大小为、方向水平向右的恒力,则第2个物体对第3个物体的作用力等于( )
A. F B. F C. F D. F
10.(多选)如图3-3-8所示,一轻质弹簧一端固定在墙上的O点,自由伸长到B点.今用一质量为的小物体把弹簧压缩到A点(小物体与弹簧不连接),然后释放,小物体能经B点运动到C点而静止.小物体与水平面间的动摩擦因数μ恒定,则下列说法中正确的是( )
?A.小物体从A到B速度越来越大?
?B.小物体从A到B速度先增大后减小?
C.小物体从A到B加速度越来越小?
D.小物体从A到B加速度先减小后增大
二、计算题(本题包括2小题,要有必要的文字说明
和解题步骤,有数值计算的要注明单位,共40分)
11.(20分)如图3-3-9甲所示,质量为=1 kg的物体置于倾角θ=37°的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力,t1=1 s时撤去拉力,物体运动的部分图像如图乙所示(g取10 m/s2).试求:(1)拉力的大小;
(2)=4 s时物体的速度的大小.
图3-3-9
12.(20分)如图3-3-10所示,放在水平地面上的木板B长为1.2 m,质量为=2 kg,B与地面间的动摩擦因数为=0.2;一质量为=3 kg的小铅块A放在B的左端,A、B之间动摩擦因数为μ2=0.4.刚开始A、B均处于静止状态,现使A获得3 m/s向右的初速度(g取10 m/s2),求:
(1)A、B刚开始运动时的加速度;
(2)A在B上滑动,经过多少时间达到共同速度?A最后停在B上何处?
第3节 牛顿第二定律 参考答案
一、选择题
1.C 解析:过纵轴上一点作横轴的平行线(即取相同的初速度),从平行线与曲线的交点可看出,动摩擦因数为1的刹车距离1小于动摩擦因数为 2的刹车距离2,又2=2 11=222,因此12,选项C正确.
2.BD 解析:由题意及牛顿第二定律可得:,即=-,由图象的物理意义可知,直线的斜率为,横轴截距为-,可求得物体的质量和动摩擦因数;由于物体与水平面间的静摩擦力为变力,故不能求得静摩擦力;由于物体做非匀变速直线运动,故不能求出F=12 N时的速度,选项BD正确、AC错误.
3.B
4.C 解析:不同的单位制,基本单位不同,米(m)、千克(kg)和秒(s)是国际单位制力学中的基本单位,选项A错误.牛顿(N)是国际单位制中的导出单位,1 N=1 kg·m/s2,选项B错误.在国际单位制中,压强和功(或能)的单位分别为帕斯卡、焦耳,选项C正确.长度是物理量,在国际单位制中,是力学中的一个基本量,其单位米(m)是国际单位制中的基本单位,选项D错误.?
5.C 解析:设物块与车厢后壁间的弹力大小为,车的加速度大小为,由牛顿第二定律得=,竖直方向-=0,两式联立解得,故选项C正确.
6.C 解析:静摩擦力随外力改变而改变,当外力大于最大静摩擦力时,物块才产生加速度,可利用牛顿第二定律列方程求解.物块受到拉力和摩擦力作用,根据牛顿第二定律得,当F时,0;当F时,与F成一次函数关系,选项C正确.?
7.A 解析:分析2的受力情况可得:2tan=2,得出: =tan,再对1应用牛顿第二定律,得:=1,,因的方向向左,故弹簧处于伸长状态,A正确.
8.C 解析:汽车的速度0=90 km/h=25 m/s,设汽车匀减速的加速度大小为,则,对乘客应用牛顿第二定律得:=70×5 N=350 N,所以C正确.
9.C 解析:对五个物体整体由牛顿第二定律得=5,对3、4、5三个物体由牛顿第二定律得23=3,解以上两式得,C正确.
10.BD 解析:小物体从A到B的过程中水平方向一直受到向左的滑动摩擦力f =,大小不变;还一直受到向右的弹簧弹力,大小从某个值逐渐减小为0.开始时,弹力大于摩擦力,合力向右,物体向右加速,随着弹力的减小,合力越来越小,到A、B间的某一位置时,弹力和摩擦力大小相等、方向相反,合力为0,速度达到最大;随后,摩擦力大于弹力,合力增大但方向向左,合力方向与速度方向相反,物体开始做减速运动.所以,小物体由A到B的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,选项B、D正确.
二、计算题
11.(1)30 N (2)2 m/s 解析:(1)设力F作用时物体的加速度为1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知F-sinθ-μcosθ=1
撤去力F后,由牛顿第二定律有sinθ+μcosθ=2
根据图像可知:1=20 m/s2,2=10 m/s2
解得:F=30 N
(2)设撤去力F后物体运动到最高点的时间为t2,有
1=2t2
解得t2=2 s
则物体沿着斜面下滑的时间为
t3=t-t1-t2=1 s
设下滑加速度为3,由牛顿第二定律有
sinθ-μcosθ=3
解得3=2 m/s2
t=4 s时速度=3t3=2 m/s.
12.(1),方向水平向左;,方向水平向右
(2)0.6 s A最后停在B上离B左端0.9 m处
解析:(1),方向水平向左;,方向水平向右.
(2)设A在B上滑动时间为t达到共同速度,,,
联立解得:, m/s
,,
,A最后停在B上离B左端0.9 m处.
第4节 牛顿第三定律
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个
选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共60分)
1.(单选)一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了.对这一现象,下列说法正确的是( )
A.榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力,所以玻璃才碎
B.榔头受到的力大于玻璃受到的力,只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
C.榔头和玻璃之间的作用力是等大的,只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
D.因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作用力的大小
2.(单选)一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一个灯泡,则( )
A.灯泡受到的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B.灯泡受到的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
3.(多选)2010年10月1日晚在西昌卫星发射中心,“长征”系列火箭第131次发射,成功将“嫦娥二号”卫星送入奔月轨道.下面关于卫星与火箭起飞的情形,叙述正确的是( )
A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C.火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力
D.卫星进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
4.(单选)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验时,把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反的方向拉动,显示器屏幕上显示的是两个力传感器的相互作用力随时间变化的图像,如图3-4-1所示,由图像可以得出的正确结论是( )
A.作用力大时,反作用力小
B.作用力和反作用力的方向总是相反的
C.作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D.牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用
5.(单选)如图3-4-2所示,质量为60 kg的人站在水平地面上,用定滑轮装置将质量为=40 kg的重物送入井中.当重物以2 m/s2的加速度加速下落时,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A.200 N B.280 N C.320 N D.600 N
6.(单选)如图3-4-3所示为杂技“顶竿”表演的示意图:一人站在地上,肩上扛一质量为的竖直竹竿,当竿上一质量为的人以加速度加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为( )
A.
B.-
C.+
D.
7.(单选)物体静止在斜面上,如图3-4-4所示,下列说法正确的是( )
A.物体对斜面的压力和斜面对 物体的支持力是一对平衡力
B.物体对斜面的摩擦力和斜 面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D.物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
8.(单选)狗拉着雪橇从静止开始运动,下面说法正确的是( )
A.狗对雪橇的拉力和雪橇对狗的拉力是一对作用力与反作用力
B.狗对雪橇的拉力先产生,运动后雪橇才对狗产生拉力
C.当狗拉着雪橇加速前进时,狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力
D.狗对雪橇的拉力和雪橇对狗的拉力的合力为零
9.(单选)如图3-4-5所示,物体A、B叠放在水平面上,用水平力F拉物体B,它们仍保持静止状态,A、B间接触面也为水平,则物体B受力的个数为( )
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个
10.(多选)如图3-4-6所示,重20 N的物体放在粗糙水平面上,用F 8 N的力斜向下推物体,F与水平面成30°角,物体与水平面间的动摩擦因数μ0.5,物体与水平面间的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力,则( )
A.地面对物体的支持力为24 N
B.物体所受的摩擦力为12 N
C.物体所受的合力为5 N
D.物体所受的合力为零
二、计算题(本大题共2小题,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位,共40分)
11.(20分)如图3-4-7所示,在台秤上放上盛有水的杯子,台秤示数为50 N,另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂棱长为10 cm的正方体金属块,金属块的密度ρ3×103 kg/m3,当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水深4 cm时(水未溢出),弹簧测力计和台秤的示数分别为多少? (ρ水103 kg/m3,g取10 m/s2)
12.(20分)如图3-4-8所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为的物体A,A与地面的摩擦不计.
(1)当卡车以的加速度运动时,绳的拉力为,则A对地面的压力为多大?
(2)当卡车的加速度2g时,绳的拉力为多大?
第4节 牛顿第三定律 参考答案
一、选择题
1.C 解析:这里要明确作用力和反作用力的作用效果问题,因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同,所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系,C选项正确.
2.C 解析:一对作用力与反作用力的特点是:成对出现在相互作用的物体之间,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;分别作用在相互作用的两个物体上;同时存在,同时消失;一定是同一种性质的力.灯泡受到的重力和灯泡对绳的拉力方向均向下,作用在不同的物体上,不是一对平衡力,A选项错误;灯泡受到的重力与绳对灯泡的拉力是一对平衡力,B选项错误;灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力与反作用力,C选项正确;绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力与反作用力,D选项错误.
3.AD 解析:火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层,是否在空气中飞行无关,因而B、C选项错误,A选项正确;当卫星进入轨道后,卫星与地球之间依然存在着相互吸引力,即地球吸引卫星,卫星也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,故D选项正确.
4.B 解析:作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上,A、C选项错误,B选项正确.牛顿第三定律反映的规律与运动状态无关,D选项错误.
5.B 解析:根据牛顿第二定律有-=,得绳子的拉力=320 N,然后再对人进行受力分析,由物体的平衡知识得=+,得=280 N,根据牛顿第三定律可知人对地面的压力大小为280 N.B选项正确.
6.B 解析:对竿上的人分析:受重力、摩擦力,有-=,则=竿对人有摩擦力,人对竿也有反作用力——摩擦力,且大小相等,方向相反,对竿分析:受重力、竿上的人对杆向下的摩擦力、顶竿的人对竿的支持力,有+=又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律,得到=+=(+)g-.B选项正确.
7. B 解析:作用力与反作用力作用在不同的物体上,平衡力作用在同一物体上,故A、C选项错误,B选项正确.物体的分力和合力应是针对同一物体,效果相同,故D选项错误.
8.A 解析:狗对雪橇的拉力和雪橇对狗的拉力是一对作用力与反作用力,作用力与反作用力总是大小相等、同时产生,且与运动状态无关,A选项正确,B、C选项错误;作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,不能分解合成,作用效果不能相互抵消,D选项错误.
9.C 解析:隔离物体B,按重力、弹力、摩擦力的顺序,围绕物体周围的接触面进行分析.C选项正确.
10.AD 解析:将F沿水平和竖直方向分解,则竖直方向Fsin 30°+G24 N,A选项正确;物体受到的最大静摩擦力,物体保持静止状态,物体所受的合力为零,C选项错误,D选项正确;由物体的平衡条件得摩擦力,B选项错误.
二、计算题
11.26 N 54 N 解析:金属块的重力为=3×103×10×0.13 N=30 N
金属块所受水的浮力为103×10×0.12×0.04 N=4 N
弹簧测力计的示数为26 N
根据牛顿第三定律得金属块对水的作用力大小为,
故台秤的示数为54.
12.(1) (2) 解析:(1)卡车和A的加速度一致,由图知绳的拉力的分力使A产生了加速度,故有: 解得
设地面对的支持力为,则有
由牛顿第三定律得:A对地面的压力为.
(2)设地面对A的弹力为零时,物体的临界加速度为,则
故当时,物体已飘起,此时物体所受合力为,
则由三角形知识可知,拉力.
第5节 牛顿运动定律的应用
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题(本题包括8小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错或不选的得0分,共64分)
1.(单选)一个木块放在水平面上,在水平拉力的作用下做匀速直线运动,当拉力为2时木块的加速度大小是,则水平拉力为4时,木块的加速度大小是( )
A. B. 2
C.3 D.4
2.(单选)如图3-5-1所示,传送带保持??0=1?m/s的速度运动,现将一质量=0.5?kg的物体从传送带左端放上,设物体与传送带间动摩擦因数=0.1,传送带两端水平距离=2.5 m,则物体从左端运动到右端所经历的时间为( )A.?s B.?sC.3?s D.5?s
3.(单选)如图3-5-2所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为A=6?kg,B=2?kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10?N,此后逐渐增大,在增大到45?N的过程中,重力加速度g取10?m/s2,则( )A.当拉力F<12?N时,物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12?N时, 开始相对滑动
C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体始终没有相对运动
4.(单选)一个物体在多个力的作用下处于静止状态,如果仅使其中一个力大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终未变),在此过程中其余各力均不变.那么,能正确描述该过程中物体速度变化情况的是( )
A B C D
图3-5-3
5.(单选)如图3-5-4所示,车内绳AB与绳BC拴住一小球,BC水平,车由原来的静止状态变为向右做匀加速直线运动,小球仍处于图中所示的位置,则( )
A.AB绳、BC绳拉力都变大B.AB绳拉力变大,BC绳拉力变小C.AB绳拉力变大,BC绳拉力不变D.AB绳拉力不变,BC绳拉力变大
6.(单选)如图3-5-5所示,一个质量为的圆环套在一根固定的水平长直杆上,环与杆的动摩擦因数为.现给环一个向右的初速度??0,同时对环施加一个竖直向上的作用力F,并使F的大小随??的大小变化,两者的关系为F=,其中为常数,则环运动过程中的??-t图像不可能是图3-5-6中的( )
A B C D
图3-5-6
7.(单选)原来静止的物体受到外力F的作用,如图3-5-7所示为力F随时间t变化的图线,则与F-t图像对应的??-t图像是( )
图3-5-8
8.(单选)质量分别为m和2m的物块A、B用轻弹簧相连,设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同.当用水平力F作用于B上使两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为1,如图3-5-9甲所示;当用同样大小的力F竖直提升B使两物块共同加速运动时,弹簧的伸长量为2,如图乙所示;当用同样大小的力F沿固定斜面向上拉B使两物块共同加速运动时,弹簧的伸长量为3,如图丙所示,则1∶2∶3等于( )
甲 乙 丙
图3-5-9
A.1∶1∶1 B.1∶2∶3C.1∶2∶1 D.无法确定
二、计算题(本题包括2小题,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位,共36分)
9.(16分)有一种大型游戏机叫“跳楼机”,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处,然后由静止释放.可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.g取10 m/s2,求:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少?(3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?
10.(20分)如图3-5-10所示为上、下两端相距 L=5?m、倾角α=30°、始终以??=3?m/s的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧),将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下,经过t=2?s到达下端,重力加速度g取10?m/s2,求:(1)传送带与物体间的动摩擦因数多大?(2)如果将传送带逆时针转动,速率至少多大时,物体从传送带上端由静止释放能最快到达下端?
图3-5-10
第5节 牛顿运动定律的应用 参考答案
一、选择题
1.C 解析:在水平拉力的作用下做匀速直线运动,则摩擦力的大小为,由牛顿第二定律知,拉力为2时,2,拉力为4解得,选项C正确.
2.C 解析:物体在传送带上做加速运动时:加速运动的位移时间匀速运动的位移时间,总时间为3?s.
3.D 解析:首先了解各物体的运动情况,B物体运动是因为A物体对它有静摩擦力,但由于静摩擦力存在最大值,所以B物体的加速度存在最大值,可以求出此加速度下拉力的大小;如果拉力再增大,则物体间就会发生相对滑动,所以这里存在一个临界点,就是A、B两物体间静摩擦力达到最大值时拉力F的大小,以A物体为研究对象进行受力分析,A物体受水平向右的拉力,水平向左的静摩擦力,有F-f=A ①再以B物体为研究对象,B物体受水平向右的静摩擦力f=B ②当f为最大静摩擦力时,由①②得 F=48?N由此可以看出当F<48?N时,A、B两物体间的摩擦力达不到最大静摩擦力,也就是说,A、B两物体间不会发生相对运动.故选项D正确.
4.D 解析:物体所受合力先增大后减小,所以加速度先增大后减小,速度一直增大, 选项D正确.
5.D 解析:小球受力分析如图3-5-11所示,车加速时,球的位置不变,则AB绳拉力沿竖直方向的分力仍为T1cos?θ,且等于重力G,即T1=,故T1不变.向右的加速度只能是由BC绳上增加的拉力提供,故T2增加,所以选项D正确.
6.C 解析:若F=mg,则合力为0,环做匀速运动,选项A正确;若F>,则合力等于(F-)=(k??-),环做减速运动,随着??减小,合力减小,加速度也减小,当速度减小到一定值时,F=,环做匀速运动,选项D正确;若F<,则合力等于(-F)=(-k??),环做减速运动,随着??减小,合力增大,加速度也增大,最终速度减小为0,选项B正确.
7.B 解析:由F-t图像可知,在0~t时间内物体的加速度a1=,做匀加速直线运动;在t~2t时间内物体的加速度a2=,但方向与1反向,做匀减速直线运动,故选项B正确.
8.A 解析:当用水平力F作用于B上使两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时,对A、B整体,由 牛顿第二定律可得F-3μmg=3m,再用隔离法单独对A分析,由牛顿第二定律可得:k1=F;根据上述方法同理可求得沿竖直方向、沿斜面方向运动时:k2=k3=F,所以选项A正确.
二、计算题
9.(1)20?m/s (2)1.6?s (3)2.25 解析:(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为??.由??=gt1,得??=20?m/s.(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h,总时间为t.则h=40?m-4?m=36?m由h=t,得t=3.6?s设座椅匀减速运动的时间为t2,则t2=t-t1=1.6?s.(3)设座椅匀减速阶段的加速度大小为,座椅对游客的作用力大小为F.由??=t2,得=12.5?m/s2由牛顿第二定律得:F-mg=m 所以=2.25.
10.(1)0.29 (2)8.67?m/s
解析:(1)物体在传送带上受力如图3-5-12所示,物体沿传送带向下做匀加速直线运动,设加速度大小为a.由题意得,解得=2.5?m/s2. 由牛顿第二定律得sin?α-f=ma,又f=cos?α,以上两式联立,代入数据解得μ≈0.29.(2)如果传送带逆时针转动,要使物体从传送带上端由静止释放能最快到达下端,则需要物体有沿传送带向下的最大加速度即所受摩擦力沿传送带向下,设此时传送带速度为??m,物体加速度大小为′.由牛顿第二定律得+f=m′又m2=2L′ 故??m.
第6节 超重与失重
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题(本题包括8小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错或不选的得0分,共64分)
1.(多选)某人在地面上用体重计测得其体重为490?N,他将体重计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内,体重计的示数如图3-6-1所示,电梯运行的??-t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )
图3-6-2
2.(单选)如图3-6-3所示,一个重力为G=4?N的物块放在倾角为30°的光滑斜面上,斜面放在台秤上,当烧断细线后,物块在下滑的过程中与稳定时比较,台秤示数( )A.减小2?NB.减小1?NC.增大2?ND.增大1?N
3.(单选)如图3-6-4所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是( )?
?A.在上升和下降过程中A对B的压力一定
?B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受 到的重力
4.(单选)一名学生为了体验超重和失重的感觉,从一楼乘电梯到十五楼,又从十五楼下到一楼,他的感觉是( )A.上楼时先超重,然后正常B.上楼时先失重,然后正常,最后超重C.下楼时先失重,然后正常D.下楼时先失重,然后正常,最后超重
5.(单选)一架直升机悬停在空中向灾区地面投放装有救灾物资的箱子,设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持如图3-6-5所示的姿态.在箱子下落过程中,下列说法正确的是( )A.箱内物体对箱子底部始终 没有压力B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持 力最大C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大D.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”
6.(单选)科学研究发现,在月球表面:①没有空气;②重力加速度约为地球表面的;③没有磁场.若航天员登上月球后,在空中同一高度同时释放氢气球和铅球,忽略地球和其他星球对月球的影响,以下说法正确的有( )A.氢气球和铅球都处于超重状态B.氢气球将向上加速上升,铅球加速下落C.氢气球和铅球都将下落,但铅球先落到地面D.氢气球和铅球都将下落,且同时落地
7. (单选)某人站在一台秤上,当他猛地下蹲的过程中,台秤读数将(不考虑台秤的惯性)( )A.先变大后变小,最后等于他的重力B.变大,最后等于他的重力C.先变小后变大,最后等于他的重力D.变小,最后等于他的重力
8.(单选)关于各项体育运动的解释,下列说法正确的是( )A.蹦床运动员在空中上升到最高点时处于超重状态B.跳高运动员在越杆时处于平衡状态C.举重运动员在举铃过头停在最高点时,杠铃处于平衡状态D.跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性,以便 跳得更远
二、计算题(本题包括2小题,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位,共36分)
9.(16分)一人在地面上最多能提起质量为m的重物,在沿竖直方向做匀变速运动的电梯中,他最多能提起质量为1.2?m的重物,则电梯的加速度大小为多少.(重力加速度g取10?m/s2)
10.(20分)质量是60?kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g取10?m/s2)?(1)升降机匀速上升;(2)升降机以4?m/s2的加速度加速上升;?(3)升降机以5?m/s2的加速度加速下降.?
第6节 超重与失重 参考答案
一、选择题
1.AD 解析:由题意可知人的重力为490?N,t0~t1时间内,视重为440?N,人失重,有向下的加速度,电梯应向上减速或向下加速,故选项B、C错误.t1~t2时间内,视重为490?N,0,电梯匀速运动或静止.t2~t3时间内,视重为540?N,人超重,有向上的加速度,电梯应向上加速或向下减速,故选项A、D均有可能.
2.B 解析:本题可用整体法求解,属于超重、失重的定量计算.烧断细线后,物块匀加速下滑,下滑加速度 ,方向沿斜面向下(如图3-6-6所示),其中竖直向下的分量为,所以物块失重,台秤示数减小量为.
3.A 解析:系统不论在上升过程还是下降过程中,均只受重力作用,加速度为g,方向竖直向下,处于完全失重状态,故A、B之间无弹力作用,只有A项正确.
4.D 解析:上楼时,电梯先加速运动,然后匀速运动,最后减速运动,人对电梯的压力先大于重力,然后等于重力,最后小于重力,故上楼时先超重,然后正常,最后失重,选项A、B错误.下楼时,电梯先加速运动,然后匀速运动,最后减速运动,人对电梯的压力先小于重力,然后等于重力,最后大于重力,故下楼时先失重,然后正常,最后超重,选项C错误,选项D正确.
5.C 解析:设整体加速度为,则,当??=0时,=g,当??≠0时,.设箱内物体质量为m,受支持力为N,对箱内物体有mg-N=ma,当??=0时,=g,N=0;当??≠0时,N=m(g-a)>0,故选项A、B错误;因箱子下落过程为变加速运动,接近地面时,??最大,故最小,由N=m(g-)可知物体受到的支持力最大,故选项C正确;若下落距离足够长,当f=M总g时,=0,箱子做匀速运动,此时N=mg,故选项D错误.
6.D 解析:氢气球和铅球在月球表面下落时,都处于失重状态,选项A错误.月球表面没有空气,说明氢气球不受浮力,不会加速上升,选项B错误.月球表面的重力加速度约为地球表面的,且从同一高度释放,说明物体要下落且同时落地,选项C错误,选项D正确.
7.C 解析:人在下蹲时先加速后减速最后静止,加速度先向下后向上,最后为0,台秤示数先变小后变大最后等于人的重力.
8.C 解析:选项A、B中运动员均处于失重状态,选项A、B说法错误.惯性只与质量有关,选项D说法错误.
二、计算题
9.1.67?m/s2 解析:电梯运动时,对货物受力分析列方程有,解得≈1.67?m/s2.
10.(1)600?N (2)840?N (3)300?N
解析:人站在升降机中的体重计上受重力和支持力作用.(1)当升降机匀速上升时,由平衡条件得=0,所以,人受到的支持力mg=60×10?N=600?N.?根据牛顿第三定律,人对体重计的压力即体重计的示数为600?N.?(2)当升降机以4?m/s2的加速度加速上升时,根据牛顿第二定律,m(g+a)=60×(10+4)N=840?N,根据牛顿第三定律,此时体重计的示数为840?N,大于人的重力600?N,人处于超重状态.?(3)当升降机以5?m/s2的加速度加速下降时,据牛顿第二定律可得 所以mg-ma=m(g-a)=60×(10-5)N=300?N,
根据牛顿第三定律,此时体重计的示数为300?N,小于人的重力,人处于失重状态.?