2014年秋高中物理必修一（新人教版）：第四章第7节用牛顿运动定律解决问题(二)课时练案

第7节 用牛顿运动定律解决问题(二)
题组1 共点力的平衡条件(时间：20分钟 分值：24分)
1.［4分］(单选)如图4-7-1所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为。OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是( )
A.F＝ B.F=mgtan θ
= =mgtan θ
2.［4分］(单选)用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图4-7-2所示。今对小球a施加一个向左偏下30°的力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡。表示平衡状态的图可能是图4-7-3中的( )
A B C D
图4-7-2 图4-7-3
3.［4分］(单选)如图4-7-4所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，物体B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接物体B的一段细绳与斜面平行，物体A、B和斜面体C都处于静止状态，则( )
A.物体B受到斜面体C的摩擦力一定不为0
B.斜面体C受到水平面的摩擦力一定为0
C.水平面对斜面体C的支持力与物体B和斜面体C的总重力大小相等
D.若将细绳剪断，物体B依然静止在斜面上，此时水平面对斜面体C的摩擦力为0
4.［4分］(单选)有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直放置，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4-7-5所示，现将P环向左移一小段距离。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比较，AO杆对P环的支持力和细绳上的拉力F的变化情况是( )
不变，F变大
不变，F变小
变大，F变大
变大，F变小
5.［8分］如图4-7-6所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC=α，AB边靠在竖直墙上，AB与墙之间的动摩擦因数为μ，F是垂直于斜面BC的推力，现物块刚好静止，求推力F的大小(认为物块与墙之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
题组2 超重与失重(时间：15分钟 分值：24分)
6.［4分］ (多选)“蹦极”是一项非常刺激的运动，某人身系弹性绳由高空P点自由下落，图4-7-7中A点是弹性绳的原长位置，C点是人所能到达的最低点，B点是人静止悬吊着时的平衡位置，人从P点落下到最低点C的过程中( )
A.人在PA段做自由落体运动，处于完全失重状态
B.在AB段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C.在BC段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D.在C点，人的速度为0，其加速度为0
7.［4分］(多选)原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图4-7-8所示。现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是( )
A.加速上升 B.减速上升
C.加速下降 D.减速下降
8.［12分］在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与压力传感器相连，电梯由静止开始竖直上升过程中，传感器所受的压力与时间的关系图像如图4-7-9所示，取，由图像可知：
(1)电梯减速上升过程经历的时间是 s;
(2)重物的质量是 kg;
(3)电梯的最大加速度是 。
9.［4分］(四川高考题改编·多选)图4-7-10是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降。为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷火过程中返回舱做减速直线运动，则( )
A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B.返回舱在喷火过程中减速的主要原因是空气阻力
C.返回舱在喷火过程中处于超重状态
D.返回舱在喷火过程中处于失重状态

参考答案
1. A 解析：对小滑块进行受力分析如图4-7-11所示，把在水平方向和竖直方向分解，根据力的平衡条件得 θ=mg， θ=F。所以F＝＝。因此只有选项A正确。
2. A 解析：若以整体为研究对象，a、b两球受竖直向下的重力作用而处于平衡状态，因此它们必受一个竖直向上的绳子Oa对它们的拉力，所以绳子Oa段只可能是竖直向上，如A选项中图所示。分析ab段绳子的情况，要隔离b球，b球的受力情况为：竖直向下的重力、向右偏上30°的恒力F，要处于平衡状态，必定还受一个如图4-7-12所示的左偏上的力的作用。a、b两球所处的平衡位置如A选项中图所示，选项A正确。
3. D 解析：若细绳对物体B的拉力恰好与物体B的重力沿斜面向下的分力相等，则物体B与斜面体C之间的摩擦力为0，选项A错误;利用整体法判断，斜面体C一定受到水平面向左的摩擦力，选项B错误;同理，在竖直方向上利用整体法判断，水平面对斜面体C的支持力小于物体B和斜面体C的总重力，选项C错误;利用整体法判断，剪断细绳后物体B和斜面体C系统在水平方向不受外力作用，选项D正确。
4. B 解析：以两环和细绳作整体受力分析，据竖直方向的平衡条件可得=2mg，不随环的移动而改变;隔离环Q，受力分析如图4-7-13所示，得Fcos α=mg。当P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡时，α变小，故F变小，所以选项B正确。
5. 解析：对物块受力分析，如图4-7-14所示，由于物块刚好静止，物块与墙之间为最大静摩擦力，大小等于滑动摩擦力。由平衡条件得：在x轴方向：=Fcos α在y轴方向：mg+Fsin 由以上两式得：F=。
6. AB 解析：根据题中所提供的信息，把物理情景转化为一种物理模型，分析人的运动过程，结合超重、失重的概念来处理。人从点到点的过程中，段做自由落体运动，加速度为，方向竖直向下，处于完全失重状态，选项A正确;段做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下，处于失重状态，选项B正确;段做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上，处于超重状态，选项C错误;在点拉力大于重力，加速度不为0，故选项D错误。
7. BC 解析：由于A被拉向右方，说明摩擦力减小，所以A与升降机地板间的弹力减小，故应为失重现象，加速度向下，故选项B、C正确。
8. (1)4 (2)3 (3)5 解析：由-t图像可知，电梯先加速再匀速后减速，减速上升段小于重力，因此10 s~14 s为减速过程，减速时间为4 s。电梯匀速运动过程中＝mg=30 N，所以m=3 kg。电梯加速过程中，当最大时，加速度最大，其最大值为== = ;电梯减速过程中最小时，加速度最大，其最大值== =5 。故电梯运动过程中的最大加速度为5 。
9. AC 解析：整个装置匀速下降，当火箭向下喷气时，获得向上的反冲力，故伞绳对返回舱的拉力减小，选项A正确;返回舱在空气阻力作用下做匀速运动，故减速的主要原因是火箭的反冲力，选项B错误;火箭喷火过程中返回舱向下做减速运动，加速度方向向上，故返回舱处于超重状态，选项C正确，D错误。