本章复习与测试ppt配套的教学设计及说课稿

第四章

牛顿运动定律

一、选择题

1. (2012·湖北省100所重点中学高三联考)下列有关超重和失重的说法, 正确的是(

) A. 无论物体处于超重还是失重状态, 物体所受的重力总是不变的

B. 做竖直上抛运动的物体处于完全失重状态

C. 在沿竖直方向上运动的升降机中出现失重现象时, 升降机一定处于上升过程

D. 在沿竖直方向上运动的升降机中出现失重现象时, 升降机一定处于下降过程

解析: 选A B.当物体有向上的加速度时, 处于超重, 当有向下的加速度时, 处于失重, 当向下的加速度为重力加速度时, 处于完全失重. 超重和失重都是视重, 物体的重力并不改变, 并且, 超重和失重和物体的实际运动过程没有关系, 分析选项可知, 只有A、B正确.

图3－2－15 2. (2012·北京四中高三期中)某同学站在电梯底板上, 利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况, 如图3－2－15所示的v－t图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况(向上为正方向). 根据图像提供的信息, 可以判断下列说法中正确的是(

) A. 在0～5 s内, 观光电梯在加速上升, 该同学处于失重状态

B. 在5s～10 s内, 该同学对电梯底板的压力大小等于他所受的重力大小

C. 在10 s～20 s内, 观光电梯在加速下降, 该同学处于失重状态

D. 在20 s～25 s内, 观光电梯在加速下降, 该同学处于失重状态

解析: 选BD.A项, 加速度向上, 超重, 错误; B项, 匀速运动, 压力等于重力, 正确; C项, 电梯在匀减速上升, 加速度向下, 失重, 错误; D项, 加速下降, 失重, 正确. 3. 如图3－2－16所示,

图3－2－16 水平地面上有两块完全相同的木块A、B, 水平推力F作用在木块A上, 用FAB表示木块A、B间的相互作用力, 下列说法不可能正确的是(

) ．A. 若地面是完全光滑的, 则FAB＝F

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B. 若地面是完全光滑的, 则FAB＝F/2 C. 若地面是有摩擦的, 且木块A、B未被推动, 可能FAB＝F/3 D. 若地面是有摩擦的, 且木块A、B被推动, 则FAB＝F/2 解析: 选A.若地面光滑, 先用整体法得F＝2ma, 再用隔离法分析木块B有FAB＝ma, 则FAB＝F/2.若地面是有摩擦的, 且木块A、B被推动, 由整体法得F－2μmg＝2ma, 用隔离法对木块B有FAB－μmg＝ma, 则FAB＝F/2.若木块A、B未被推动, 则FAB≤F/2. 4.

图3－2－17 在一次消防演习中, 质量为60 kg的消防员欲到达距离楼顶l＝40 m处的房间. 如图3－2－17所示, 他沿一条竖直悬垂的轻绳从静止开始匀加速下滑, 已知消防员从开始下滑到A点共用了t＝4 s, 试估算他沿绳子下滑时受到的摩擦力f大小最接近(

) A. 100 N

C. 600 N B. 300 N D. 900 N 122解析: 选 B.因为下滑时间t＝4 s, 由l＝at知a＝5 m/s, 由牛顿第二定律: mg－f＝ma, 2则f＝m(g－a)＝300 N, 故B正确. 5.

图3－2－18 如图3－2－18所示, 质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上, 物体距传送带左端距离为L, 稳定时绳与水平方向的夹角为θ, 当传送带分别以v1、v2的速度逆时针转动时(v1

) A. T1t2 B. T1＝T2

D. t1

解析: 选 B.当传送带沿逆时针方向转动时, 物体受到向左的摩擦力, 且为滑动摩擦力, 虽然传送带的速度发生变化, 但滑动摩擦力的大小不变, 由平衡条件可得T1＝T2, A错误、B正确; 因L、v1、v2的大小关系以及物体与传送带间的动摩擦因数都不确定, 所以物体到达第

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左端的过程中, 可能一直做匀加速运动, 此时所需时间相等, 也可能先做匀加速运动, 再做匀速运动, 此时t1>t2, 故C、D错误. 6.

图3－2－19 空中缆车是旅游景点给游人准备的上山和进行空中参观的交通工具, 如图3－2－19是一质量为m的游客乘坐空中缆车沿着坡度为30°的山坡上行的示意图. 开始时空中缆车平稳上行, 由于故障, 缆车以加速度a＝g/2加速上行, 则下列说法中正确的是(

) 5A. 加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的倍

4B. 加速状态下游客对缆车底面的压力是平稳状态的3

4C. 加速状态下游客受到的摩擦力与平稳状态下相等

D. 加速状态下游客受到的摩擦力比平稳状态下的小

解析: 选A.

缆车处于平衡状态时, 游客对底面的压力N1＝mg、摩擦力f1＝0; 加速状态下游客受力如图所示

由牛顿第二定律有: 法一: N2sin30°－mgsin30°＋f2cos30°＝ma

N2cos30°＝mgcos30°＋f2sin30°

法二: f2＝macos30°, N2－mg＝masin30°

解得f2＝7. 35mg、N2＝mg. 44

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图3－2－20 (2012·江西重点盟校二次联考)质量为0.3 kg的物体在水平面上做直线运动, 图3－2－20中的两条直线表示物体受水平拉力和不受水平拉力两种情形下的v－t图像, g取10 m/s, 则下列说法正确的是(

) A. 水平拉力大小可能等于0.3 N B. 水平拉力大小一定等于0.1 N C. 物体受到的摩擦力大小一定等于0.1 N D. 物体受到的摩擦力大小可能等于0.2 N 122解析: 选BD.由题可知aA＝ m/s, aB＝ m/s2, 若A为只受摩擦力的情况, 则μAmg＝maA, μA331＝.对B: μAmg＋TB＝maB, 解得TB＝0.1 N. 若B为只受摩擦力的情况, 则μBmg＝maB＝0.2 N, 301解得μB＝, 对A: μBmg＋TA＝maA, 得TA＝－0.1 N, 所以B、D正确, A、C错. 158. (2012·延安市高三二模) 2

图3－2－21 如图3－2－21所示, 在倾角为θ的光滑斜面上有两个用劲度系数为k的轻质弹簧相连的物块A、B, 质量均为m, 开始时两物块均处于静止状态. 现向下压A再静止释放使A开始运动, 当物块B刚要离开挡板时, A的加速度的大小和方向为(

) A. 0 B. 2gsinθ, 方向沿斜面向下

C. 2gsinθ, 方向沿斜面向上

D. gsinθ, 方向沿斜面向下

解析: 选 B.由题意知, 当物块B刚要离开挡板时, 对B进行受力分析, 在沿斜面方向, F弹－mgsinθ＝0, 对A, 在沿斜面方向, F弹＋mgsinθ＝maA, 联立得aA＝2gsinθ, 方向沿斜面向下, 故本题选 B. 9.

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图3－2－22 如图3－2－22所示, AB和CD是两条光滑斜槽, 它们各自的两端分别位于半径为R和r的两个相切的竖直圆上, 并且斜槽都通过切点P, 有一个小球由静止分别从A滑到B和从C滑到D, 所用的时间分别为t1和t2, 则t1和t2之比为(

) A. 1∶1 C.3∶1 B. 2∶1 D. 1∶3 解析: 选A.AB的斜槽长sAB＝(2R＋2r)cos30°, 由受力分析知沿AB下滑的加速度mgcos30°1212＝ma1, 由运动学公式: sAB＝a1t1, 同理sCD＝a2t2, 易知t1∶t2＝1∶1.选项A正确. 2210. (2012·宝鸡高三质检)如图3－2－23甲所示, 在倾角为30°足够长的光滑斜面上, 质量为m的物块受到平行于斜面的力F作用, 其变化规律如图乙, 纵坐标为F与mg的比值, 规定力沿斜面向上为正方向, 则选项图中正确表达物块运动速度v随时间t变化规律的是(物块初速度为零, g取10 m/s)(

) 2

图3－2－23

图3－2－24

FaFa1解析: 选C.由牛顿第二定律知F－mgsin30°＝ma, 得－sin30°＝, 当＝1时, ＝即amggmgg21F12＝g, 故在0～1 s内做加速度为5 m/s的匀加速直线运动; 当＝0时, a＝－g, 故在1～2mg2F322 s内做加速度为－5 m/s的匀减速直线运动, t＝2 s时, v＝0; 当＝－1时, a＝－g, mg2故在2～3 s内做加速度为－15 m/s的反向匀加速直线运动, 故C正确. 第

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二、非选择题

11. 如图3－2－25所示,

图3－2－25 有A、B两个楔形木块, 质量均为m, 靠在一起放于水平面上, 它们的接触面的倾角为θ.现对木块A施一水平推力F, 若不计一切摩擦, 要使A、B一起运动而不发生相对滑动, 求水平推力F不得超过的最大值. 解析:

A、B一起运动, 则以A、B整体为研究对象, 由牛顿第二定律得: F＝2ma

以A为研究对象, 其受力情况如图所示. 由图可知, A、B一起运动而不发生相对滑动的临界条件是地面对A的支持力为N＝0 竖直方向: FBAcosθ＝mg

水平方向: F－FBAsinθ＝ma

联立上式可得F＝2mgtanθ, 即水平推力F的最大值为2mgtanθ. 答案: 2mgtanθ

12.

图3－2－26 如图3－2－26所示, 木板静止于水平地面上, 在其最右端放一可视为质点的木块. 已知木块的质量m＝1 kg, 木板的质量M＝4 kg, 长L＝2.5 m, 上表面光滑, 下表面与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2.现用水平恒力T＝20 N拉木板, g取10 m/s, 求: (1)木板加速度的大小;

(2)要使木块能滑离木板, 水平恒力T作用的最短时间; (3)如果其他条件不变, 假设木板的上表面也粗糙, 其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1＝0.3, 欲使木板能从木块的下方抽出, 需对木板施加的最小水平拉力; (4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变, 只将水平恒力增加为30 N, 则木块滑离木板需要多长时间？

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解析: (1)木板受到的摩擦力f＝μ(M＋m)g＝10 N 木板的加速度a＝T－f2＝2.5 m/s. M(2)设拉力T作用t时间后撤去

木板的加速度为a′＝－＝－2.5 m/s

木板先做匀加速运动, 后做匀减速运动, 且a＝－a′, 故at＝L

解得t＝1 s, 即T作用的最短时间为1 s. (3)设木块的最大加速度为a木块, 木板的最大加速度为a木板, 则μ1mg＝ma木块

得: a木块＝μ1g＝3 m/s

对木板: T1－μ1mg－μ(M＋m)g＝Ma木板

木板能从木块的下方抽出的条件: a木板>a木块

解得: T1>25 N. (4)木块的加速度a木块＝μ1g＝3 m/s

木板的加速度a木板＝222fM2T2－μ1mg－μM＋mg2＝4.25 m/s

M1122木块滑离木板时, 两者的位移关系为s木板－s木块＝L, 即a木板t－a木块t＝L

22代入数据解得: t＝2 s. 答案: (1)2.5 m/s

(2)1 s (3)25 N (4)2 s

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