(新课标安徽专版)《金版新学案》2011高三物理一轮复习用牛顿运动定律解决问题二(达标检测)

用心爱心专心1（新课标安徽专版）《金版新学案》2011高三物理一轮复习用牛顿运动定律解决问题二（达标检测）、(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1．如右图所示，一物体在四个力F1、F2、F3、F4作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针方向转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，则此时物体所受到的合力大小为()A.F42B．0C．F4D.3F4【解析】由共点力的平衡条件可知，F1、F2、F3、F4的合力应为零，F1、F2、F3的合力应与F4等值反向．当F4的方向沿逆时针方向转过60°而保持其大小不变时，F1、F2、F3的合力的大小仍为F4，但方向与F4成120°，由平行四边形法则可得，此时物体所受的合力大小仍为F4，方向沿由F4的原方向逆时针转过120°.所以本题的正确选项应为C.【答案】C2．悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子挂着质量为m的物体，电梯静止时弹簧测力计的示数为G＝mg，下列说法中，正确的是()A．当电梯匀速上升时，弹簧测力计的示数增大，电梯匀速下降时，弹簧测力计的示数减小B．只有电梯加速上升时，弹簧测力计的示数才会增大，只有电梯加速下降时，弹簧测力计的示数才会减小C．不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向上，弹簧测力计的示数一定增大D．不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向下，弹簧测力计的示数一定减小【解析】超重是加速度方向向上，示数大于重力；失重是加速度方向向下，示数小于重力，与运动方向无关，因此选项A、B错误，C、D正确．【答案】CD用心爱心专心23．姚明成为了NBA的一流中锋，给中国人争得了更多的荣誉和更多的尊敬，让更多的中国人热爱上篮球这项运动．姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，如右图所示，下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力)()A．两个过程中姚明都处在超重状态B．两过程中姚明都处在失重状态C．前过程为超重，后过程不超重也不失重D．前过程为超重，后过程为完全失重【解析】用力蹬地获得一个向上的大于重力的支持力，故蹬地过程是一个向上加速的过程，是超重现象；空中上升过程中受重力作用，有向下的加速度g，是完全失重现象，所以D项正确．【答案】D4.如右图所示，是一种测定风作用力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转向，使风总从图示方向吹向小球P，P是质量为m的金属球，固定在一细长钢性金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ大小与风力大小有关，下列关于风力F风、绳拉力F拉与角度θ的关系式正确的是()A．F风＝mgsinθB．F风＝mgtanθC．F拉＝mgcosθD．F拉＝mg/cosθ【解析】由平衡条件可得：F拉cosθ＝mg，F拉sinθ＝F风，可以看出B、D正确．【答案】BD5．长方体木块静止在倾角为θ的斜面上，那么木块对斜面作用力的方向()A．沿斜面向下B．垂直斜面向下C．沿斜面向上D．竖直向下用心爱心专心3【解析】木块受力如右图所示，其中FN、F分别为斜面对木块的支持力和摩擦力，木块受到三个力的作用处于平衡状态，则FN、F的合力与G等大、反向，即方向竖直向上，由牛顿第三定律可知木块对斜面的作用力与F′N、F′的合力等大、反向，方向竖直向下，故只有选项D正确．【答案】D6.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，右图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中()A．人在Pa段做自由落体运动，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，其加速度为零【答案】AB7．(2009年安徽卷)为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如右图所示．那么下列说法中正确的是()A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下【解析】当电梯匀速运转时，顾客只受两个力的作用，即重力和支持力，故A、B都用心爱心专心4不对；由受力分析可知，加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力，故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，而匀速时没有摩擦力，此时方向竖直向下，故选C.【答案】C8.如右图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是()A．甲同学处于超重状态，乙同学处于失重状态B．台秤P的读数等于mg－FC．台秤Q的读数为mg－2FD．两台秤的读数之和为2mg【解析】甲乙两同学都处于平衡状态，没有向上或向下的加速度，不是超重状态，也不是失重状态，A不正确．由平衡条件知，台秤P的读数是mg＋F，台秤Q的读数是mg－F，两个台秤的读数之和是2mg，D正确．【答案】D9.如右图所示，A球和B球用轻绳相连，静止在光滑的圆柱面上，若A球的质量为m，则B球的质量为()A.34mB.23mC.35mD.m2【解析】球很小，可认为绳拉球的方向在大圆的切线方向上．分别对A、B受力分析：用心爱心专心5对A：mgsin37°=FTA，①对B：Mgsin53°＝FTB，②又FTA＝FTB，③由①②③得M＝34m，故选A.【答案】A10．某人在以加速度a＝2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1＝75kg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50kg的物体，则此升降机上升的加速度是多大？(g取10m/s2)【解析】设此人在地面上的最大“举力”为F，那么他在以不同加速度运动的升降机中最大的“举力”仍然是F.以物体为研究对象进行受力分析，物体的受力示意图如右图所示，且物体的加速度与升降机相同．当升降机以加速度a=2m/s2匀加速下降时，对物体有：m1g-F=m1aF=m1(g-a)得：F=75×(10-2)N=600N设人在地面上最多可举起质量为m的物体则F=m0g，m0=F/g=kg=60kg当升降机以加速度a′匀加速上升时，对物体有：F-m2g=m2a′a′=F/m2-g=m/s2=2m/s2所以升降机匀加速上升的加速度为2m/s2.【答案】60kg2m/s211．如右图所示为一攀岩运动员，正在竖直岩壁上攀登，由于身背很重的行装，重心上用心爱心专心6移至肩部的O点，总质量为75kg.此时手臂与身体垂直．手臂与岩壁夹角θ为60°，求此时手受到的拉力和脚受到的作用力．(设手受到的拉力和脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s2)【解析】对运动员进行受力分析如右图所示，根据平衡条件正交分解得：Fsin60°=FNsin30°Fcos60°+FNcos30°=mg.解得F=mg=375N，FN=375N.【答案】375N375N12．2008年5月12日，四川省发生8.0级强烈地震，在震后救灾工作的初始阶段由于道路被毁，陆路交通困难，直升机搭起了空中生命线．如下图甲所示，一架直升机用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员，假设直升机在营救过程中水平方向速度为零．在悬索拉力F作用下，质量m＝60kg的伤员由静止开始竖直向上运动，速度—时间图象如图丙所示，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)在这4s内悬索对伤员拉力F的最大值和最小值；(2)在F－t图象中画出拉力F随时间t变化的图线．【解析】(1)t＝0至t＝1s内，伤员加速上升，加速度大小a1＝Δv1Δt1＝5m/s2，方向向上．由牛顿第二定律，有F1－mg＝ma1拉力最大值F1＝900Nt＝1s至t＝2s内，伤员匀速上升，拉力F2＝600Nt＝2s至t＝4s内，伤员减速上升，加速度为a3＝Δv3Δt3＝－2.5m/s2，负号表示a3方向向下．由牛顿第二定律，有F3－mg＝ma3用心爱心专心7拉力最小值F3＝450N.(2)拉力F随时间t变化的图线见答案．【答案】(1)900N450N(2)