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2024_2025学年高中物理练习22用牛顿运动定律解决问题二含解析新人教版必修1.doc

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用牛顿运动定律解决问题(二)

【基础全面练】(25分钟·60分)

一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)

1.某屋顶为半球形,一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示),他在向上爬的过程中()

A.屋顶对他的支持力不变

B.屋顶对他的支持力变大

C.屋顶对他的摩擦力不变

D.屋顶对他的摩擦力变大

【解析】选B。以人为探讨对象,作出受力分析图。

设此人的重力为G,依据平衡条件得:

屋顶对他的摩擦力:

f=Gsinθ

屋顶对他的支持力:

N=Gcosθ

人在半球形屋顶上向上缓慢爬行的过程中,坡角θ减小,则f减小,N增大。即屋顶对他的摩擦力减小,屋顶对他的支持力增大。故选B。

【加固训练】

如图所示,挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块m放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,一球M搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块,使球与滑块均静止,现将滑块平行于斜面对上拉过一较小的距离,球仍搁在挡板与滑块上且仍处于静止状态,则与原来相比()

A.挡板对球的弹力增大

B.滑块对球的弹力增大

C.斜面对滑块的弹力不变

D.拉力F减小

【解析】选C。以球为探讨对象,球受重力、挡板沿斜面对上的支持力和滑块对它的支持力作用。当滑块被平行于斜面对上拉过一小段距离的过程中,球始终处于平衡状态,三个力合力始终为零。当向上拉动滑块时,滑块对球的支持力的方向发生变更,挡板对球的支持力方向不变,如图所示,

由图解法可知挡板对球的支持力变小,滑块对球的支持力也变小,所以A、B错误;以球和滑块进行整体受力分析:整体重力不变,所以斜面对滑块的支持力N1=(m+M)·gcosθ不变;挡板沿斜面对上的支持力N2减小,依据(m+M)gsinθ=F-N2不变,所以拉力F增大,所以C正确,D错误。

2.(2024·青岛高一检测)2024年2月16日,我国选手在蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧,某运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动过程中的v-t图像如图所示,其中t=0.5s后为直线,其他部分为曲线。不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是()

A.t=0.3s时,弹簧处于原长状态

B.t=0.6s时,运动员到达最高处

C.0~0.3s内,运动员处于失重状态

D.t=0.1s时,运动员的加速度大小为g

【解析】选D。由v-t图像,可知t=0.3s时,运动员的速度达到最大,此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡,弹簧处于压缩状态,并非原长状态,故A错误;由于t=0.5s后为直线,表明运动员在t=0.5s时离开弹簧,此时速率为v1=3m/s,依据运动学公式得:0=v1-gΔt,可得:Δt=eq\f(v1,g)=eq\f(3,10)s=0.3s,即t=0.5s+0.3s=0.8s时,运动员到达最高处,故B错误;0~0.3s内,运动员在竖直方向上做加速直线运动,加速度竖直向上,处于超重状态,故C错误;由对称性可知,运动员在t=0.1s和t=0.5s时刻的斜率的肯定值相等,即运动员加速度大小相等,由于运动员在t=0.5s时离开弹簧,只受重力,所以有a=g,则t=0.1s时,运动员的加速度大小为g,故D正确。

3.(多选)在一电梯的地板上有一压力传感器,其上放一物块,如图甲所示,当电梯运行时,传感器示数大小随时间变更的关系图象如图乙,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.电梯可能起先停在低楼层,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最终停在高楼层

D.电梯可能起先停在高楼层,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最终停在低楼层

【解析】选B、C。从F-t图象可以看出,0~t1,F=mg,电梯可能处于静止状态或匀速运动状态;t1~t2,Fmg,电梯具有向上的加速度,物块处于超重状态,可能加速向上运动或减速向下运动;t2~t3,F=mg,可能静止或匀速运动;t3~t4,Fmg,电梯具有向下的加速度,物块处于失重状态,可能做加速向下或减速向上运动。综上分析可知,B、C正确。

4.(2024·北京师大附中高一检测)如图所示,粗糙水平桌面上有一个玩具小屋,小红将一工艺品“旺狗”放在玩具小屋的屋顶斜面上,发觉只要给“旺狗”一个向下的初速度,它便可沿屋顶斜面匀速下滑,此过程中小屋保持静止。已知小屋的质量为M,“旺狗”的质量为m。在“旺狗”匀速下滑的过程中,下列说法正确的是()

A.桌面对小屋有水平向右的摩擦力

B.桌面对小屋有水平向左的摩擦力

C.桌面对小屋的支持力等于(M+m)g

D.桌面对小屋的支持力小

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