2013高中物理必修一【用牛頓運動定律解決問題二】課時卷（帶詳細解析答案）
A．靜止在粗糙斜面上的物體
B．沿光滑斜面下滑的物體
C．在平直路面上勻速行駛的汽車
D．做自由落體運動的物體在剛開始下落的一瞬間
答案： AC2、 如圖 4 － 7 － 10 把一小物體輕輕放在斜面上後把手拿開，物體靜止在斜面上，則斜面對物體作用力的方向是 ( )
圖4－7－10
A．垂直于斜面向上
B．沿斜面向上
C．豎直向下
D．豎直向上
答案： D3、 關于超重和失重，下列說法正确的是 ( )
A．超重就是物體受到的重力增加了
B．失重就是物體受到的重力減少了
C．完全失重就是物體一點重力都沒有了
D．不論超重、失重或完全失重，物體所受的重力是不變的
答案： D4、 遊樂園中，遊客乘坐能加速或減速上升的升降機，可以體會超重和失重的感覺，下列描述正确的是 ( )
A．當升降機加速上升時，機内遊客是處在失重狀态
B．當升降機減速下降時，機内遊客是處在失重狀态
C．當升降機減速上升時，機内遊客是處在失重狀态
D．當升降機加速下降時，機内遊客是處在超重狀态
解析： 選 C. 升降機加速上升或減速下降時，加速度方向向上，遊客處于超重狀态， A 、 B 錯．升降機加速下降或減速上升時，加速度方向向下，遊客處于失重狀态， C 對， D 錯．5、 一個質量是 50 kg 的人站在升降機的地闆上，升降機的頂部懸挂了一個彈簧測力計，彈簧測力計下面挂着一個質量為 5 kg 的物體 A ，當升降機向上運動時，他看到彈簧測力計的示數為 40 N ，如圖 4 － 7 － 11 所示， g 取 10 m/s 2 ，求此時人對地闆的壓力．
圖4－7－11
解析：以A為研究對象，對A進行受力分析如圖所示．
選向下的方向為正方向，由牛頓第二定律可得mAg－FT＝mAa，所以
a＝
＝m/s2＝2 m/s2.
再以人為研究對象，他受到向下的重力mg和地闆的支持力FN.
仍選向下的方向為正方向，同樣由牛頓第二定律可得方程
m人g－FN＝m人a，
所以FN＝m人g－m人a＝50×(10－2) N＝400 N.
則由牛頓第三定律可知，人對地闆的壓力為400 N，方向豎直向下．
答案：400 N 豎直向下
6、 如圖 4 － 7 － 12 所示，氫氣球受風力作用而使拉住它的細繩與地面的夾角為 θ ，在細繩被剪斷的瞬間，氣球所受外力的合力為 ( 氫氣球的重力忽略不計 )( )
A．與原來繩子的拉力大小相等，方向相反
B．沿風力方向，大小等于風力
C．沿豎直方向向上，大小等于氣球所受的浮力
D．與原來繩子的拉力方向相反，大小等于風力與浮力的合力
圖4－7－12
解析： 選 AD. 物體受到三個力的作用：豎直向上的浮力、水平向右的風力、沿着繩子方向的拉力，三個力的合外力為零，故風力和浮力的合力與繩子的拉力等大反向．當把繩子剪斷後，物體受到的風力和浮力和沒剪斷之前相等，所以兩者的合力沿着繩子的反方向．7、 物體受到與水平方向成 30° 角的拉力 F 的作用，向左做勻速直線運動，如圖 4 － 7 － 13 所示．則物體受到的拉力 F 與地面對物體的摩擦力的合力的方向是 ( )
圖4－7－13
A．向上偏左 B．向上偏右
C．豎直向上 D．豎直向下
解析：選C.物體受四個力的作用，如圖所示，由于物體做勻速直線運動，則由受力平衡知：力F的水平分量與摩擦力F′大小相等，故兩力的合力豎直向上，大小等于F豎直向上的分量，C對．
8、 如圖 4 － 7 － 14 所示，物體 M 靜止于傾斜的木闆上，當傾角 θ 緩慢增大，直至 M 開始滑動之前的過程中，下列說法正确的是 ( )
圖4－7－14
A．物體對木闆的壓力逐漸減小
B．物體所受的支持力和摩擦力都減小
C．物體所受支持力和摩擦力的合力不變
D．物體所受重力、支持力和摩擦力這三個力的合力逐漸增大
解析：選AC.
物體受力如圖：
由平衡條件得：
FN＝Mgcosθ①
Ff＝Mgsinθ②
在θ逐漸增大的過程中，由①式可知FN逐漸減小，由②式知Ff逐漸增大，因此A對，B錯.由物體處于平衡狀态可知：支持力FN，摩擦力Ff與重力Mg三者的合力為零故D錯，支持力FN和摩擦力Ff的合力與重力Mg等值反向，故C對．
9、 如圖 4 － 7 － 15 所示，站在自動扶梯上的人随扶梯斜向上做加速運動，關于人受到的作用力，以下說法正确的是 ( )
圖4－7－15
A．摩擦力為零
B．摩擦力方向水平向右
C．支持力等于重力
D．支持力大于重力
答案： BD10、 在以加速度 a 勻加速豎直上升的電梯中，有一質量為 m 的人，下列說法正确的是 ( )
A．此人對地闆的壓力大小是m(g－a)
B．此人對地闆的壓力大小是m(g＋a)
C．此人受到的重力大小是m(g－a)
D．此人受到的重力大小是m(g＋a)
解析：選B.由牛頓第二定律得：F－mg＝ma，
F＝m(g＋a)，故B對．
11、 原來做勻速運動的升降機内有一被伸長彈簧拉住的具有一定質量的物體 A 靜止在地闆上，如圖 4 － 7 － 16 所示，現發現 A 突然被彈簧拉向右方．由此可判斷，此時升降機的運動可能是 ( )
圖4－7－16
A．加速上升 B．減速上升
C．加速下降 D．減速下降
解析 ：選 BC. 當升降機勻速運動時，地闆給物體的靜摩擦力與彈簧的彈力平衡，且該靜摩擦力可能小于或等于最大靜摩擦力．當升降機有向下的加速度時，必然會減小物體對地闆的正壓力，也就減小了最大靜摩擦力，這時的最大靜摩擦力小于電梯勻速運動時的靜摩擦力，而彈簧的彈力又未改變，故隻有在這種情況下 A 才可能被拉向右方．四個選項中 B 、 C 兩種情況電梯的加速度是向下的．12、 在升降機内，一人站在磅秤上，發現自己的體重減輕了 20 % ，則下列判斷可能正确的是 ( g 取 10 m/s 2 )( )
A．升降機以8 m/s2的加速度加速上升
B．升降機以2 m/s2的加速度加速下降
C．升降機以2 m/s2的加速度減速上升
D．升降機以8 m/s2的加速度減速下降
解析： 選 BC. 人發現體重減輕，說明人處于失重狀态，加速度向下，由 mg － F N ＝ ma ， F N ＝ 80%mg ，故 a ＝ 0.2g ＝ 2 m/s2 ，方向向下．升降機可能加速下降，也可能減速上升，故 B 、 C 正确．13、 一個同學站在體重計上稱體重，當該同學靜止時體重計示數為 600 N ，現在該同學突然下蹲，則從開始下蹲到靜止全過程中體重計的示數 ( )
A．一直大于600 N
B．一直小于600 N
C．先是大于600 N後小于600 N，最後等于600 N
D．先是小于600 N後大于600 N，最後等于600 N
解析： 選 D. 該同學下蹲全過程中，他先是加速向下後又減速向下運動，最後靜止，故他先是處于失重狀态，體重計示數小于重力 600 N ，後又處于超重狀态，體重計示數大于 600 N ，最後處于平衡狀态，體重計示數為 600 N ， D 正确．14、 某人在地面上用彈簧測力計稱得其體重為 490 N ，他将彈簧測力計移至電梯内稱其體重， t 0 至 t 3 時間段内彈簧測力計的示數如圖 4 － 7 － 17 所示，電梯運行的 v － t 圖可能是 ( 取電梯向上運動的方向為正 )( )
圖4－7－17
圖4－7－18
解析：選AD.由v－t圖象知：t0～t1時間内，具有向下的加速度，t1～t2時間内勻速或靜止，t2～t3時間内，具有向上的加速度，因此其運動情況可能是：t0～t3時間内
，故A、D正确．15、 如圖 4 － 7 － 19 所示，拉 B 物體的輕繩與豎直方向成 60° 角， O 為一定滑輪，物體 A 與 B 之間用跨過定滑輪的細繩相連且均保持靜止，已知 B 的重力為 100 N ，水平地面對 B 的支持力為 80 N ，繩和滑輪的質量以及摩擦均不計，試求物體 A 的重力和物體 B 與地面間的摩擦力．
圖4－7－19
解析：對物體A、B分别進行受力分析如圖所示，對A：FT＝GA①
對B：
FN＋FTcos60°＝GB②
Ff＝FTsin60°③
由②可得：FT＝
＝40 N.故GA＝40 N.
由③可得：Ff＝FTsin60°≈34.6 N.
答案：40 N 34.6 N
16、 如圖 4 － 7 － 20 所示，升降機中的斜面和豎直牆壁之間放一個質量為 10 kg 的光滑小球，斜面傾角 θ ＝ 30° ，當升降機以 a ＝ 5 m/s 2 的加速度加速豎直上升時， ( g ＝ 10 m/s 2 ) ，求：
圖4－7－20
(1)小球對斜面的壓力；
(2)小球對豎直牆壁的壓力．
解析：小球受力如圖所示
水平方向上 F2sinθ＝F1①
豎直方向上 F2cosθ－mg＝ma②
聯立①、②求得F1＝50
N，F2＝100N.由牛頓第三定律知小球對牆壁和斜面的壓力分别為
50
N、100N.答案：(1)100
N (2)50N17、 一質量為 m ＝ 40 kg 的小孩站在電梯内的體重計上．電梯從 t ＝ 0 時刻由靜止開始上升，在 0 到 6 s 内體重計示數 F 的變化如圖 4 － 7 － 21 所示．試問：在這段時間内電梯上升的高度是多少？取重力加速度 g ＝ 10 m/s 2 .
圖4－7－21
解析：由圖可知，在t＝0到t1＝2 s的時間内，體重計的示數大于mg，故電梯應做向上的加速運動．設在這段時間内體重計作用于小孩的力為F1，電梯及小孩的加速度為a1，由牛頓第二定律，得F1－mg＝ma1.
在這段時間内電梯上升的高度
h1＝a1t
.在t1＝2 s到t2＝5 s的時間内，體重計的示數等于mg，故電梯應做勻速上升運動，速度為t1時刻電梯的速度，即v1＝a1t1.
在這段時間内電梯上升的高度
h2＝v1(t2－t1)．
在t2＝5 s到t3＝6 s的時間内，體重計的示數小于mg，故電梯應做向上的減速運動．設這段時間内體重計作用于小孩的力為F2，電梯及小孩的加速度為a2，由牛頓第二定律，得mg－F2＝ma2.
在這段時間内電梯上升的高度
h3＝v1(t3－t2)－a2(t3－t2)2.
電梯上升的總高度h＝h1＋h2＋h3.
由以上各式和題文及題圖中的數據，解得h＝9 m.
答案：9 m
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