【2020秋备课】高中物理练习新人教版必修1 4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)

4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）
时间：45分钟满分：100分
一、单项选择题(每小题6分，共30分)
1．如下图所示，三根质量和外形都相同的光滑圆柱a，b，c，它们的重心位置不同，三个相同的支座上支点P，Q在同一水平面上，a球的重心O a位于球心，b球的重心O b位于球心正上方，c球的重心O c位于球心正下方，三球均处于平衡状态，支点P对a球的弹力为F N a，对b，c球的弹力分别为F N b和F N c，则( )
A．F N a＝F N b＝F N c B．F N a>F N b>F N c
C．F N a<F N b<F N c D．F N a>F N b＝F N c
2．升降机中弹簧测力计下挂一重物，重物的质量为5 kg，而弹簧测力计的示数为25 N，那么升降机的运动可能是( )
A．竖直向上匀加速运动
B．竖直向下变加速运动
C．竖直向上匀减速运动
D．竖直向下匀减速运动
3．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.3－1 B．2－ 3
C.
3
2
－
1
2
D．1－
3
2
4．轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，电梯中有质量为50 kg的乘客，
如图所示，在电梯运行时，乘客发觉弹簧的伸长量是电梯静止时轻质弹簧的伸长量的一半，这一现象表明(g
＝10 m/s2)( )
A ．电梯此时可能正以大小为1 m/s2的加速度减速上升，也可能以大小为1 m/s2的加速度加速下降
B．电梯此时可能正以大小为1 m/s2的加速度减速上升，也可能以大小为5 m/s2的加速度加速下降
C．电梯此时正以大小为5 m/s2的加速度加速上升，也可能是以大小为5 m/s2的加速度减速上升
D．无论电梯此时是上升还是下降，也无论电梯是加速还是减速，乘客对电梯底板的压力大小确定是250
N
5．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面
上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球
的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化状况是( )
A．F N保持不变，F T不断增大
B．F N不断增大，F T不断减小
C．F N保持不变，F T先增大后减小
D．F N不断增大，F T先减小后增大
二、多项选择题(每小题6分，共18分)
6．如下图所示，质量分别为m1，m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀
速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力F N和摩擦力F f正确的是( )
A．F N＝m1g＋m2g－F sinθ
B．F N＝m1g＋m2g－F cosθ
C．F f＝F cosθ
D．F f＝F sinθ
7．下列仪器在太空中的国际空间站上能正常使用的有( )
A．天平B．温度计
C．弹簧测力计D．水银气压计
8．某试验小组利用DIS系统观看超重和失重现象，他们在电梯内做试验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重力为20 N的物块，如图甲所示，试验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系如图乙．则以下依据图象分析得出的结论中正确的是( )
A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态
B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态
C．电梯可能开头停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最终停在高楼层
D．电梯可能开头停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最终停在低楼层
答案
课后作业
1．A 不管小球重心位于O点上方还是下方，支座对三个球的支持力方向相同，故弹力大小相同．2．C 重物重力为50 N，而测量结果为25 N，故物体处于失重状态，加速度向下，故C有可能；而选项B中，虽然物体也处于失重状态，但弹簧测力计示数不稳定．
3．B 本题意在考查考生对力的正交分解的理解以及对平衡条件的理解与应用．当用F1拉物块时，由平衡条件可知F1cos60°＝μ(mg－F1sin60°)，当用F2推物块时，又有F2cos30°＝μ(mg＋F2sin30°)，又F1＝F2，求得μ＝
cos30°－cos60°
sin30°＋sin60°
＝2－3，B正确．
4．D 弹簧的伸长量是原来伸长量的一半，此时弹簧对小铁球的拉力F＝
mg
2
，说明小铁球处于失重状态，且其具有向下的加速度，数值为
g
2
，故A，B，C均不正确．由于乘客与小铁球的运动状态相同，故乘客也具有向下的加速度，对乘客进行受力分析得Mg－F N＝
1
2
Mg解得F N＝250 N，故D正确．
5．D 本题考查动态平衡问题，意在考查考生解决动态平衡问题的力气．由于缓慢地推动斜面体，小球处于动态平衡，小球受到大小方向不变的重力，方向不变的斜面的支持力，还有绳的拉力，三力构成封闭三角形，如图所示，开头时绳的拉力
与支持力的夹角为锐角，随着绳的拉力F T按顺时针转动，其大小先减小后增大，而支持力F N始终增大，D项正确．
6．AC 本题考查整体法和隔离法及受力分析、物体平衡条件应用等学问点，意在考查考生对新情景的分析力气和综合运用学问的力气．把两个物体看做一个整体，由两个物体一起沿水平方向做匀速直线运动可知水平方向F f＝F cosθ，选项C正确，D错误；设轻弹簧中弹力为F1弹簧方向与水平方向的夹角为α，隔离m2，分析受力，由平衡条件知，在竖直方向有，F sinθ＝m2g＋F1sinα，隔离m1，分析受力，由平衡条件知，在竖直方向有，m1g＝F N＋F1sinα，联立解得，N＝m1g＋m2g－F sinθ，选项A正确，B错误．7．BC 太空中的国际空间站处于完全失重状态下，在此环境下与重力有关的仪器将不能使用．由重力产生的一切物理现象都会消逝。

如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等，但测力的仪器中弹簧测力计是可以使用的，由于弹簧测力计是依据F＝kx原理制成的，而不是依据重力制成的。

在太空中，物体处于完全失重的状态．因此，在太空中天平、水银气压计就不能正常使用了．故A、D错误，B、C正确．
8．BC 选B、C由图线知，在t1～t2时间内，物块对传感器的压力大于重力，处于超重状态，A错误；。