高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用练习题，共9页。
1．物体在共点力作用下，下列说法中正确的是( )
A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态
B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态
C．物体处于平衡状态，所受合力一定为零
D．物体处于平衡状态时，物体一定做匀速直线运动
解析：处于平衡状态的物体，从运动形式上来看是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合力为零．某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，选项A、D错误；物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故选项B错误；由共点力的平衡条件可知选项C正确．
答案：C
2.
如图所示，一个小球上端通过细线连在天花板上，下端放在光滑的斜面上，小球处于平衡状态．则小球的受力个数为( )
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个
解析：本题可用假设法：假设小球除受重力、绳的拉力外还要受到垂直于斜面的支持力，这三个力中有重力、绳的拉力在一条直线上，与支持力不共线．因此三力的合力不能为零，小球不可能平衡．由此可见，假设的支持力不可能存在．
答案：B
3．(多选)同一物块在不同情况下处于静止状态时受力情况如图所示，下列对各力的关系说法正确的是( )
A．图甲中的F0与图乙中F1、F2的合力大小相等
B．图丙中的FN1、Ff1是物块重力G的两个分力
C．图丁中的FN2、F3的合力大小等于G，方向竖直向上
D．图乙中F1、F2的大小随θ角的变化而变化，其合力不变
解析：由题意知，F0与F1和F2共同作用的效果相同，A项正确；FN1、Ff1分别是斜面对物块的支持力和静摩擦力，不是重力G的分力，B项错误；根据力的平衡条件，FN2、F3的合力与G等大反向，C项正确；根据力的平衡条件，F1、F2的合力与G等大反向，F1、F2随θ角的减小而减小，随θ角的增大而增大，其合力与G一直等大反向，D项正确．
答案：ACD
4．(多选)
如图所示，用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间，若缓慢转动挡板，使其由竖直转至水平的过程中，以下说法正确的是( )
A．挡板对小球的弹力先增大后减小
B．挡板对小球的弹力先减小后增大
C．斜面对小球的支持力先减小后增大
D．斜面对小球的支持力一直逐渐减小
解析：
取小球为研究对象，小球受到重力G、挡板对小球的弹力FN1和斜面对小球的支持力FN2三个力作用，如图所示，FN1和FN2的合力与重力大小相等，方向相反，FN2总垂直接触面(斜面)，方向不变，根据图解可以看出，在FN1方向改变时，其大小(箭头)只能沿PQ线变动．显然在挡板移动过程中，FN1先变小后变大，FN2一直减小．
答案：BD
5．(多选)
如图所示，水平地面上的物体在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速直线运动，拉力F与水平面夹角为θ.下列说法中正确的是( )
A．物体一定受到四个力的作用
B．物体受到的摩擦力大小为Fsinθ
C．拉力F与物体受到的摩擦力的合力方向一定是竖直向上
D．物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
解析：
对物体受力分析如图所示，物体受到拉力F，重力G，摩擦力Ff和支持力FN四个力的作用，A项正确；物体在水平方向和竖直方向合外力为0，则Ff＝Fcsθ，FN＋Fsinθ＝G，则选项B、D项错误；由力的合成可知，F与Ff的合力方向竖直向上，C项正确．
答案：AC
6.
如图所示，三个木块A、B、C在水平推力F作用下静止在竖直的墙面上．已知A的左侧面是光滑的，下列说法错误的是( )
A．A对B的摩擦力竖直向下
B．B对C的摩擦力竖直向下
C．C对墙的摩擦力竖直向上
D．墙对C的摩擦力竖直向上
解析：对A、B、C整体受力分析，知墙对C的摩擦力方向向上平衡整体重力．对A受力分析，B对A的摩擦力方向向上平衡A的重力；对B分析知C对B的摩擦力方向向上．
答案：C
7．如图所示，用相同的弹簧测力计将同一个重物(质量为m)，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，读数分别是F1、F2、F3、F4，已知θ＝30°，则有( )
A．F4最大 B．F3＝F2
C．F2最大 D．F1比其他各读数都小
解析：对于题图甲，将重力mg沿两个弹簧测力计方向分解得：F1＝mgtanθ，F2csθ＝mg，对于题图乙，将重力mg沿两个弹簧测力计方向分解得：2F3csθ＝mg，而F4＝mg，由此可知选项A、B、D错误，选项C正确．
答案：C
8.
如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )
A.eq \f(\r(3),2)mg和eq \f(1,2)mg B.eq \f(1,2)mg和eq \f(\r(3),2)mg
C.eq \f(1,2)mg和eq \f(1,2)μmg D.eq \f(\r(3),2)mg和eq \f(\r(3),2)μmg
解析：等边三棱柱受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用，将重力分别沿斜面向下和垂直于斜面向下分解，根据二力平衡可得：FN＝mgcs30°＝eq \f(\r(3),2)mg，Ff＝mgsin30°＝eq \f(1,2)mg，选项A正确．
答案：A
9．(多选)高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷．当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙．则下列说法正确的是( )
A．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
B．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力等于人的重力
C．弹簧压缩到最低点时，人处于超重状态
D．弹簧压缩到最低点时，人处于失重状态
解析：弹簧压缩到最低点后，人向上弹起，加速度的方向向上，人处于超重状态，高跷对人的作用力大于人的重力，故A、C正确，B、D错误．
答案：AC
10.
如图所示，铁板AB与水平地面间的夹角为θ，一块磁铁吸附在铁板下方．先缓慢抬起铁板B端使θ角增大(始终小于90°)的过程中，磁铁始终相对铁板静止．下列说法正确的是( )
A．磁铁始终受到三个力的作用
B．铁板对磁铁的弹力逐渐增大
C．磁铁所受合力逐渐减小
D．磁铁受到的摩擦力保持不变
解析：
磁铁受不变的重力G、磁场力F及变化的弹力FN和静摩擦力Ff，如图所示，故选项A错误．
由于磁铁始终平衡，磁铁所受合力为零，选项C错误．
根据平衡条件，将重力分解有：
Gsinθ－Ff＝0，F－Gcsθ－FN＝0
解得：Ff＝Gsinθ，FN＝F－Gcsθ
由于θ不断变大，故Ff不断变大，FN不断变大，故选项D错误，选项B正确．
答案：B
B组 能力提升练
11.
如图所示，一个足球用网兜悬挂于O点，A点为网兜上对称分布的网绳的结点，OA为一段竖直绳，设网绳的长短和足球重力不变，若足球越大，则( )
A．网绳的拉力越大
B．网绳的拉力越小
C．网绳的拉力不变
D．竖直绳OA的拉力越大
解析：设有n根网绳，每根网绳与竖直方向的夹角为θ，则nFTcsθ＝mg，FT＝eq \f(mg,ncsθ).若足球越大，网绳与竖直方向的夹角越大，csθ越小，则T越大，选项A正确，B、C错误；以网绳和足球整体为研究对象，根据平衡条件，竖直绳OA的拉力总是与足球的重力相等，保持不变，选项D错误．
答案：A
12.
在水库中钓获一尾大头鱼，当鱼线拉着大头鱼在水中向左上方匀速运动时，如图所示，鱼受到水的作用力方向可能是( )
A．竖直向下 B．水平向左
C．水平向右 D．沿鱼线方向
解析：因鱼在水中向左上方匀速运动，鱼受的合力为零．鱼共受三个力作用：重力、线的拉力和水的作用力．对于A项，鱼受力图如图甲，三力合力不可能为0，A项不可能；对B项，鱼受力图如图乙，三力合力不可能为0，B项不可能；对于C项，鱼受力图如图丙，三力合力可能为0，C项可能；对于D项，三力合力不可能为0，D项不可能．
答案：C
13．(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力( )
A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小
C．t＝8.5 s时最大 D．t＝8.5 s时最小
解析：由题图知，在上升过程中，在0～4 s内，加速度方向向上，FN－mg＝ma，所以向上的加速度越大，电梯对人的支持力就越大，由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力就越大，故A正确、B错误；由题图知，在7～10 s内加速度方向向下，由mg－FN＝ma知，向下的加速度越大，人对电梯的压力就越小，故C错误、D正确．
答案：AD
14.
如图所示，一个质量M＝50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m＝5 kg的物体A.当升降机向上运动时，她看到弹簧测力计的示数为40 N，g＝10 m/s2.求：
(1)升降机的加速度；
(2)此时人对地板的压力．
解析：(1)对A受力分析，根据牛顿第二定律得：
mg－F弹＝ma
得a＝g－eq \f(F弹,m)＝2 m/s2，则升降机的加速度为2 m/s2，方向竖直向下．
(2)对人分析，根据牛顿第二定律得：Mg－FN＝Ma
解得：FN＝Mg－Ma＝50×(10－2) N＝400 N，
则由牛顿第三定律知人对升降机地板的压力大小为400 N，方向竖直向下.
答案：(1)2 m/s2，竖直向下 (2)400 N，竖直向下