物理必修1第四章 牛顿运动定律7 用牛顿定律解决问题（二）授课课件ppt

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【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。以人为研究对象，作出受力分析图。设此人的重力为G，根据平衡条件得：屋顶对他的摩擦力：f＝G sin θ屋顶对他的支持力：N＝G cs θ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向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。以球为研究对象，球受重力、挡板沿斜面向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向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化，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)·g cs θ不变；挡板沿斜面向上的支持力N2减小，根据(m＋M)g sin θ＝F－N2不变，所以拉力F增大，所以C正确，D错误。
2．(2021·青岛高一检测)2020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＝0.5 s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＝0.3 s时，弹簧处于原长状态B．t＝0.6 s时，运动员到达最高处C．0～0.3 s内，运动员处于失重状态D．t＝0.1 s时，运动员的加速度大小为g
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化的关系图象如图乙，根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．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层
【解析】选B、C。从F­t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，F>mg，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，F4. (2021·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，发现只要给“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)gD．桌面对小屋的支持力小于(M＋m)g
【解析】选C。因“旺狗”匀速下滑处于平衡状态，其所受合力为零，故屋顶给它的支持力和摩擦力的合力竖直向上与其重力平衡。根据牛顿第三定律知，“旺狗”给屋顶的合力竖直向下，水平方向没有外力，故桌面对小屋没有摩擦力；故A、B均错误。对整体由竖直方向平衡可知桌面的支持力等于两物体的重力之和，故C正确，D错误。
【解析】选D。方法一：分别对两个小球受力分析，如图甲所示。FAsin30°－FB sin α＝0，FB′sin α－FC＝0，FB＝FB′，得FA＝2FC，即弹簧A、C的伸长量之比为2∶1，选项D正确。方法二：将两个小球作为一个整体，进行受力分析，如图乙所示。由平衡条件知：FAsin30°＝FC，解得FA＝2FC，即弹簧A、C的伸长量之比为2∶1，故选项D正确。
6.银川绿地中心双子塔项目位于银川阅海湾中央商务区中轴位置，高度301 m，建成后将成为西北地区最高双子塔。据说，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a­t图像如图所示。则下列相关说法正确的是(　　)A．t＝4.5 s时，电梯处于失重状态B．5～55 s时间内，绳索拉力最小C．t＝59.5 s时，电梯处于超重状态D．t＝60 s时，电梯速度恰好为零
【解析】选D。利用a­t图像可判断：t＝4.5 s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A错误；0～5 s时间内，电梯处于超重状态，拉力>重力；5～55 s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力＝重力；55～60 s时间内，电梯处于失重状态，拉力<重力；综上所述，选项B、C错误；因a­t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而题图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60 s时为零，选项D正确。
二、计算题(本题共2小题，共30分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)7．(14分)一物体以25 m/s的初速度做竖直上抛运动，求：(1)经过2 s位移大小是多少？速度是多少？(2)经过4 s产生的位移大小是多少？路程是多少？(g取10 m/s2)
　【综合突破练】　　(15分钟·40分)9. (6分)(多选)如图是娱乐节目中设计的“导师战车”。当坐在战车中的导师按下按钮时，战车就由静止开始沿长10 m的倾斜直轨道向下加速运动；某时刻开始减速，到达站在轨道末端的学员面前时，恰好静止，整个过程历时4 s。将加速、减速过程分别视为匀变速直线运动，则(　　)A．战车运动过程中导师先失重后超重B．战车运动过程中所受外力不变C．战车加速过程中的加速度一定等于减速过程中的加速度D．战车运动过程中的最大速度为5 m/s
10．(6分)(多选)物体以初速度v0竖直上抛，经3 s到达最高点，空气阻力不计，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)A．物体上升的最大高度为45 mB．物体速度改变量的大小为30 m/s，方向竖直向上C．物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度之比为5∶3∶1D．物体在1 s内、2 s内、3 s内的平均速度之比为9∶4∶1
【解析】选A、C。物体竖直上抛到最高点，速度为零，可以逆向看成自由落体运动，经3 s落地，根据运动学公式可以得出高度为45 m，初速度为30 m/s，所以A项正确，B项错误；根据初速度为零的匀加速直线运动的规律，可以知道C项正确，D项错误。
11. (6分)(多选)游乐场中，一个可乘坐二十多个人的环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送到离地78 m的高处，然后让座舱自由落下。当落到离地面26 m时，制动系统启动，座舱做匀减速运动，到地面时刚好停下。座舱中某人用手水平托着质量为0.36 kg的手机，重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　　)
A．当座舱刚落到地面时，速度为零，座舱处于平衡状态B．当座舱落到离地面60 m的位置时，手机对手的压力为零，手机处于完全失重状态C．当座舱落到离地15 m的位置时，手要用10.8 N的力才能托住手机D．当座舱落到离地15 m的位置时，手要用5.4 N的力才能托住手机
12．(22分)在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量M＝1.5 kg，货物的质量 m＝1 kg，无人机与货物间通过轻绳相连。无人机以恒定动力F＝30 N从地面开始加速上升一段时间后关闭动力，当无人机到达h＝30 m处速度恰好为0。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)无人机加速上升时的加速度大小a。(2)无人机上升时轻绳上的拉力大小FT。(3)无人机加速上升的时间t。