1、智浪教育-普惠英才文库用牛顿运动定律解决问题(二) 同步检验题1.物体在共点力作用下,下列说法中正确的是( )A.物体的速度在某一时刻等于零时,物体就一定处于平衡状态B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态C.物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态D.物体做匀加速运动时,物体处于平衡状态解析:处于平衡状态的物体,从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态,从受力上来看,物体所受合外力为零。某一时刻速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,A 错;物体相对于另一物体静止时,该物体不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此物体处于非平衡状态,故 B错;C 选
2、项符合平衡条件的判断,为正确选项;物体做匀加速运动,所受合力不为零,故不是平衡状态,D 错。答案:C2.如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为 45,日光灯保持水平,所受重力为 G,左右两绳的拉力大小分别为( )A.G和 G B. G和 G22 22C. G和 G D. G和 G12 32 12 12解析:由对称性可知两绳的拉力大小应相等,所以排除 C选项;由平衡条件可知竖直方向上2Fcos45=G,F= G,选项 B正确。22答案:B3.(多选)如图所示,电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳 OA使连接点 A向上移动,而保持 O点的位置不变,则 A点向上移动时(
3、 )A.绳 OB的拉力逐渐增大B.绳 OB的拉力逐渐减小C.绳 OA的拉力先增大后减小D.绳 OA的拉力先减小后增大解析:该题是动态平衡问题,取结点 O为研究对象,绳 OA、OB 的拉力的合力 F与灯的重力 G大小相等、方向相反,始终不变。由平行四边形定则画出矢量图如图所示。由图可知,在 A点上移的过程中, 先变小后增大, 一直减小,故选 B、D。 智浪教育-普惠英才文库答案:BD4.下列四个实验中,能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( )A.用天平测量物体的质量B.用弹簧测力计测物体的重力C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体的压强解析:绕地球飞行的太空实验舱处于完全失重状态,
4、处于其中的物体也处于完全失重状态,物体对水平支持物没有压力,对悬挂物没有拉力。用天平测量物体质量时,利用的是物体和砝码对盘的压力产生的力矩,压力为 0时,力矩也为零,因此在太空实验舱内不能完成。同理,水银气压计也不能测出舱内压强。物体处于失重状态时,对悬挂物没有拉力,因此弹簧测力计不能测出物体的重力。温度计是利用了热胀冷缩的性质,因此可以测出舱内温度。故只有选项 C正确。答案:C5.下列说法中正确的是( )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
5、处于失重状态解析:当加速度方向竖直向下时,物体处于失重状态;当加速度方向竖直向上时,物体处于超重状态。蹦床运动员在空中上升和下降的过程中加速度方向均竖直向下,且 a=g,为完全失重状态,所以 B项正确。而 A、C、D 三项中运动员均为平衡状态,F=mg,既不超重也不失重。答案:B6.如图所示,一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动,且忽略空气阻力,则( )A.容器自由下落时,小孔向下漏水B.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水C.将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水D.将容器斜向上抛出
6、,容器在运动中小孔不向下漏水解析:题中几种运动,对整体分析,都只受重力作用,运动加速度为 g,方向向下,容器中的水处于完全失重,对容器底部无压力。故在底部的小孔处水不会漏出。答案:D7.(多选)下列几种情况中,物体处于平衡状态的是( )A.静止在粗糙平面上的物体B.沿光滑斜面自由下滑的物体C.竖直上抛的物体在到达最高点时D.在不光滑的水平面上做匀速直线运动的木块解析:物体处于平衡状态的条件是所受合力为零,其表现为静止或匀速直线运动,因而 A、D 两项智浪教育-普惠英才文库正确。又因沿斜面自由下滑的物体,其加速度为 a=gsin;上抛运动的物体在最高点时 v=0,但a=g,并非平衡状态,故 B、
7、C 两项错误。答案:AD8.如图所示,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度 v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力( )A.等于零 B.不为零,方向向右C.不为零,方向向左 D.不为零,v 0较大时方向向左,v 0较小时方向向右解析:物块匀速下滑,由平衡条件可知物体受到斜劈的作用力的合力竖直向上,根据牛顿第三定律可知物块对斜劈的作用力的合力竖直向下,故斜劈没有相对地面运动的趋势,即不受地面对它的摩擦力,选项 A正确。答案:A9.某物体受四个力的作用而处于静止状态,保持其他三个力的大小和方向均不变,使另一个大小为 F的力的方向转过 90,则欲使物体仍保持静止状态,必须
8、再加上一个大小为多少的力( )A.F B. F C.2F D.3F2解析:物体受四个力作用而处于静止状态时,F 与其余三个力的合力等大、反向,设为 F,当 F转过 90时,F与 F夹角为 90,又 F=F,两力的合力 F 合 = F,故需加一个大小为 F的力。2 2答案:B10.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为 m的照相机。三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成 30角,则每根支架承受的压力大小为( )A. mg B. mg13 23C. mg D. mg36 239解析:设每根支架对照相机的支持力大小均为 FN,由受力平衡得 3FNcos30=mg,解得 FN= mg,239
9、由牛顿第三定律可知支架承受的压力大小也为 mg,选项 D正确。239答案:D11.如图所示,在托盘测力计上放一个重力为 5 N的斜木块,斜木块的斜面倾角为 37,现将一个重量为 5 N的小铁块无摩擦地从斜面顶端滑下,在小铁块下滑的过程中,测力计的示数为(g 取 10 N/kg)( )A.8.2 N B.7 N C.7.4 N D.10 N解析:小铁块对斜面压力的竖直分量和斜面的重力之和是对托盘的压力智浪教育-普惠英才文库FN=Gcos37sin37+Mg=(50.80.6+5)N=7.4N,小铁块对斜面压力的水平分量产生对托盘的水平方向的静摩擦力,从而在托盘与测力计的水平的接触杆间产生弹力,而
10、不能测量,甚至影响测量,故 C正确。答案:C12.(多选)在由静止开始向上运动的电梯里,某同学把一测量加速度的小探头(重力不计)固定在一个质量为 1 kg 的手提包上进入电梯,到达某一楼层后停止。该同学将采集到的数据分析处理后列在下表中:物理模型 匀加速直线运动 匀速直线运动 匀减速直线运动时间段(s) 3.0 8 3.0加速度(m/s 2) 0.40 0 -0.40为此,该同学在计算机上画出了很多图象,请你根据上表数据和所学知识判断下列所示的图象(设 F为手提包受到的拉力,g 取 9.8 m/s2)中正确的是( )解析:由题意可知,电梯在 14s内一直向上运动,位移 x一直增大,故选项 D错
11、误;前 3s做匀加速直线运动,最后 3s做匀减速直线运动,加速度大小不随时间改变,故选项 B错误,选项 A正确;由 F1-mg=ma1,F1=m(g+a1)=10.2N,中间 8s内,F 2=mg=9.8N,最后 3s内,F 3-mg=ma2,F3=m(g+a2)=9.4N,故选项 C正确。答案:AC13.(多选)原来做匀速运动的升降机内,有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体 A,物体A静止在地板上,如图所示。现发现物体 A突然被弹簧拉向右方,由此可判断,此时升降机的运动情况可能是( )A.加速上升 B.减速上升 C.加速下降 D.减速下降解析:升降机匀速运动时,物体 A静止在升降机的地板
12、上,说明物体 A受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡。物体 A突然被弹簧拉向右方,说明摩擦力减小,其原因只能是物体 A与地板间的正压力减小,物体 A处于失重状态,具有向下的加速度,即升降机可能减速上升或加速下降。答案:BC14.半圆柱体 P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板 MN,在 P和 MN之间放有智浪教育-普惠英才文库一个光滑均匀的小圆柱体 Q,整个装置处于静止状态,如图所示是这个装置的截面图,若用外力使 MN保持竖直且缓慢地向右移动,在 Q落到地面以前,发现 P始终保持静止。在此过程中,下列说法中正确的是( )A.MN对 Q的弹力逐渐减小B.Q所受的合力逐渐增大C.地面对 P的
13、摩擦力逐渐增大D.P、Q 间的弹力先减小后增大解析:对 Q进行受力分析如图所示,Q 受重力(G)、P 对它的支持力(F N)、挡板对它的弹力(F)。F N=,F=Gtan。当 MN保持竖直且缓慢地向右移动时, 变大,F N、F 均变大,但 Q所受合力为 0,故选项 A、B、D 均错;将 P、Q 看作一个整体,因水平方向挡板对它们的弹力 F变大,故地面对 P的摩擦力逐渐增大,选项 C正确。答案:C15.某人在 a=2 m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起 m1=75 kg的物体,则此人在地面上最多可举起多大质量的物体?若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起 m2=50 kg的物体,则此升降机
14、上升的加速度为多大?(g 取 10 m/s2)解析:设此人在地面上的最大“举力”是 F,那么他在以不同的加速度运动的升降机中最大“举力”仍为 F,以物体为研究对象进行受力分析,物体的受力示意图如图所示,且物体运动的加速度和升降机相同。当升降机以加速度 a1=2m/s2匀加速下降时,对物体有 m1g-F=m1a1,F=m1(g-a1),得F=75(10-2)N=600N。设人在地面上最多可举起质量为 m0的物体,则F=m0g,m0= kg=60kg。=60010当升降机以 a2匀加速上升时,对物体有F-m2g=m2a2,a2= -g= m/s2=2m/s2。2 (60050-10)所以升降机匀加
15、速上升的加速度大小为 2m/s2。答案:60 kg 2 m/s 216.如图所示,用不可伸长的轻绳 AC和 BC吊起一质量不计的沙袋,绳 AC和 BC与天花板的夹角分别为 60和 30。现缓慢往沙袋中注入沙子。重力加速度 g取 10 m/s2。智浪教育-普惠英才文库(1)当注入沙袋中的沙子质量 m=10 kg时,求绳 AC和 BC上的拉力大小 FAC和 FBC。(2)若绳 AC能承受的最大拉力为 150 N,绳 BC能承受的最大拉力为 100 N,为使绳不断裂,求注入沙袋中沙子质量的最大值 M。解析:装置受力图如图所示。(1)对结点 C进行受力分析,可得FT=mg,FTAC= 86.5N,32
16、FTBC= =50N。2(2)因为 ,而 FTACmax=150N,FTBCmax=100N,所以 AC更容易被拉断。=3由 FTACmax= =150N,32可得 M=10 kg17.3kg。3答案:(1)86.5 N 50 N(2)17.3 kg17.某人在地面上最多能举起 60 kg的物体,而在一个加速下降的电梯里最多能举起 80 kg的物体。求:(1)此电梯的加速度为多大?(2)若电梯以此加速度上升,则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少?(g 取 10 m/s2)解析:(1)站在地面上的人,最大举力F=m1g=6010N=600N在加速下降的电梯内,人的最大举力 F仍为 600N,由牛顿第二定律得 m2g-F=m2a所以加速度a=g- =(10- )m/s2=2.5m/s2。2 60080(2)在加速上升的电梯里,人的举力不变,同理得 F-m3g=m3a所以 m3= kg=48kg。+=60012.5答案:(1)2.5 m/s 2 (2)48 kg智浪教育-普惠英才文库
