第四章 用牛顿运动定律解决问题（二）+检测 Word版含答案

课时跟踪检测 用牛顿运动定律解决问题（二）
1．在下图中，能表示物体处于平衡状态的是(　　)
解析：选C　物体处于平衡状态是指物体保持静止(F合＝0，v＝0)或匀速直线运动状态(F合＝0，a＝0，v不变)，可判断只有C正确。
2．(多选)一个重为600 N的人站在电梯中，此人对电梯地板的压力为700 N，则此电梯的运动情况可能是(　　)
A．加速上升　　　　　　　 B．减速上升
C．加速下降 D．减速下降
解析：选AD　由牛顿第二定律FN－mg＝ma知电梯加速度向上，故可能加速上升，也可能减速下降，A、D对。
3．下列说法正确的是(　　)
A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
解析：选B　从受力上看，失重物体所受合外力向下，超重物体所受合外力向上；从加速度上看，失重物体的加速度向下，而超重物体的加速度向上。A、C、D中的各运动员所受合外力为零，加速度为零，只有B中的运动员处于失重状态。
4．一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角α＝30°的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，物体能处于平衡状态的是(g＝10 m/s2)(　　)
A．仅甲图 B．仅乙图
C．仅丙图 D．甲、乙、丙图
解析：选B　物体受三个力的作用，重力、支持力、拉力。重力沿斜面向下的分力大小为15 N，故只有乙图中能保持平衡，选项B正确。
5．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是(　　)
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
解析：选D　手托物体由静止开始向上运动，一定先做加速运动，物体处于超重状态；而后可能匀速上升，也可能减速上升，选项A、B错误。在物体离开手的瞬间，二者分离，不计空气阻力，物体只受重力，物体的加速度一定等于重力加速度；要使手和物体分离，手向下的加速度一定大于物体向下的加速度，即手的加速度大于重力加速度，选项C错误，D正确。
6.如图所示 ，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为(　　)
A.－1 B．2－
C.－ D．1－
解析：选B　物块受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、已知力F处于平衡状态，
根据平衡条件，有F1cos 60°＝μ(mg－F1sin 60°)，
F2cos 30°＝μ(mg＋F2sin 30°)，
联立解得μ＝2－。选项B正确。
7.如图所示，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)，到回到出发点的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．上升过程A、B处于超重状态，下降过程A、B处于失重状态
B．上升和下降过程A、B两物体均为完全失重
C．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
D．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
解析：选B　以A、B整体为研究对象：在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为g，方向竖直向下，故全过程A、B都处于完全失重状态，A错误，B正确。再以A为研究对象：因加速度为g，方向竖直向下，由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用，即A和B之间没有作用力，故C、D错误。
8．(多选)如图所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲—起立的动作时记录的力随时间变化的图线。由图线可知(　　)
A．该同学体重约为650 N
B．该同学做了两次下蹲—起立的动作
C．该同学做了一次下蹲—起立的动作，且下蹲后约2 s起立
D．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
解析：选AC　由图线可知该同学体重约为650 N，A正确。人下蹲动作有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，故下蹲时应先失重再超重。起立时应先超重再失重，由对应图像可知，该同学做了一次下蹲—起立的动作，B、D错误。由图像看出两次超重的时间间隔约为2 s，这就是人蹲下后持续的时间，C正确。
9．若货物随升降机运动的v -t图像如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是(　　)
解析：选B　根据v -t图像可知升降机的运动情况：加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿第二定律F－mg＝ma可判断支持力F的变化情况：失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，故选项B正确。
10．(多选) “蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空中P点由静止开始下落，如图所示，a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b点是人静止悬挂时的平衡位置，则在人从P点下落到c点的过程中(　　)
A．在Pa段，人做自由落体运动，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，人的速度为零，加速度也为零
解析：选AB　人从P点下落到c点的过程中，在Pa段做自由落体运动，加速度为g，方向竖直向下；在ab段做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下；在bc段，绳的拉力大于人的重力，人做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上 。根据超重和失重的条件可知，选项A、B正确。
11．某人在地面上最多能举起60 kg的重物，当此人站在以5 m/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10 m/s2)
解析：当人在地面上举起重物时，对重物分析，由牛顿第二定律得F－mg＝0
在升降机内举起重物时，由于升降机具有竖直向上的加速度，故重物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，对重物由牛顿第二定律得
F－m′g＝m′a
所以，在加速上升的升降机内，人能举起的重物的最大质量为40 kg。
答案：40 kg
12.质量为50 kg的人站在升降机内的体重计上。若升降机由静止上升的过程中，体重计的示数F随时间 t的变化关系如图所示，g取10 m/s2。
(1)求0～10 s内升降机的加速度；
(2)求20 s时间内人上升的高度。
解析：(1)由图像知，0～10 s内体重计对人的支持力FN＝700 N。
根据牛顿第二定律：FN－mg＝ma，得：
a＝＝ m/s2＝4 m/s2。
(2)0～10 s内的位移为：x1＝at＝200 m，
由图像知，10～20 s内体重计对人体的支持力
FN′＝500 N，所以F合＝FN′－mg＝0
所以这段时间内升降机做匀速运动，故这段时间内的位移为x2＝at1×t2＝400 m
故20 s时间内人上升的高度x＝x1＋x2＝600 m。
答案：(1)4 m/s2，方向向上　(2)600 m