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1、第3讲牛顿运动定律的综合应用时间：60分钟1关于超重和失重的下列说法中，正确的是()A超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用C物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态D物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化解析物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，综上所述，A、B、C均错，D正确答案D22012年9月19日凌晨3时10分，我国在西昌卫星发射中心
2、用“长征三号乙”运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将第14和15颗北斗导航卫星发射升空并送入预定轨道相关图片如图3-3-15所示则下列说法不正确的是()图3-3-15A火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力B发射初期，火箭处于超重状态，但它受到的重力却越来越小C高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等D发射的两颗卫星进入轨道正常运转后，均处于完全失重状态解析由作用力与反作用力大小相等，可知A错误；火箭发射初期，因为火箭向上加速运动，故处于超重状态，随着火箭距地越来越远，所受的重力也越来越小，B正确；由作用力与反作用力的关系可知C正确；卫星进
3、入轨道正常运转后，所受的万有引力充当向心力，此时各卫星均处于完全失重状态，D正确答案A3如图3-3-16所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30的斜面，现将一个重为4 N的物体放在斜面上，让它自由下滑，那么测力计因4 N物体的存在而增加的读数不可能是()图3-3-16A4 N B2 N C2 N D3 N解析当斜面光滑时，物体沿斜面下滑时有竖直向下的分加速度ay，处于失重状态，托盘测力计增加的示数为Fmgmay，而ayasin ，又因mgsin ma，所以Fmgmgsin2 3 N；当斜面粗糙时，物体有可能匀速下滑，此时托盘测力计增加的示数为Fmg4 N，而当物体沿斜面加速下滑时，托盘测力
4、计增加的示数应满足3 NF4 N，所以选C.答案C4某人在地面上最多可举起60 kg的物体，某次，他在沿竖直方向匀变速运动的电梯中却举起了80 kg的物体关于电梯的加速度和运动情况，下列说法正确的是(g10 m/s2)()A电梯的加速度大小为2.5 m/s2，方向竖直向下B电梯的加速度大小为2.5 m/s2，方向可竖直向下也可竖直向上C电梯一定是加速下降D电梯可能加速上升也可能减速下降解析人在地面上最多可举起60 kg的物体，则他对物体的最大支持力FNm1g600 N，人在电梯中举起m280 kg的物体时，物体处于失重状态，受力分析如图，由牛顿第二定律得m2gFNm2a，解得a2.5 m/s2
5、，方向竖直向下，A项正确；电梯可能向上做匀减速运动，也可能向下做匀加速运动，D项错误答案A5(2012北京东城区期末)如图3-3-17所示，质量为m的小物块以初速度v0冲上足够长的固定斜面，斜面倾角为，物块与该斜面间的动摩擦因数tan ，(规定沿斜面向上为速度v和摩擦力f的正方向)则下图中表示该物块的速度v和所受摩擦力f随时间t变化的图象正确的是()图3-3-17解析由于tan ，即滑动摩擦力mgcos mgsin .当物块匀减速冲上斜面，到最高点时，下滑力小于最大静摩擦力，因此物块处于静止状态，A对B错；上滑时，摩擦沿斜面向下，C错；到达最高点时，其静摩擦力fmgsin mgcos ，D错答
6、案A6物体由静止开始做直线运动，则上下两图对应关系正确的是(图中F表示物体所受的合力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度)()解析由Fma可知加速度a与合外力F同向，且大小成正比，故F-t图象与a-t图线变化趋势应一致，故选项A、B均错误；当速度与加速度a同向时，物体做加速运动，加速度a是定值时，物体做匀变速直线运动，故选项C正确，D错误答案C7用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图3-3-18所示，g10 m/s2，则不可以计算出()图3-3-18A物体与水平面间的最大静摩擦力BF为14 N时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数D
7、物体的质量解析由aF图象可知，拉力在7 N之前加速度都是0，因此可知最大静摩擦力为7 N，选项A可计算出；再由图象可知，当F7 N时，加速度为0.5 m/s2，当F14 N时，加速度为4 m/s2，即F1mgma1，F2mgma2，可求得动摩擦因数及物体的质量，选项C、D可计算出；物体运动为变加速运动，不能算出拉力为14 N时物体的速度，选项B符合题意答案B8. 如图3-3-19所示，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂在车顶上，质量为m的一位中学生手握扶杆始终相对于汽车静止站在车厢底板上学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为.若某时刻观察到细线向右偏离竖直方向角，则此刻公共汽车
8、(包括杆)对学生产生的作用力的大小和方向为()图3-3-19Amg，竖直向上 B.，斜向左上方Cmgtan ，水平向右 Dmg ，斜向右上方解析对小球受力分析，如图甲所示，有F合m1gtan ，由牛顿第二定律，小球(整体)的加速度agtan ；设车(包括杆)对人的作用力为F，且F与竖直方向的夹角为，人的受力情况如图乙所示，则有Fsin ma，Fcos mg，所以，F，B选项正确。答案B9如图3-3-20所示，长为L2 m、质量为M8 kg的木板，放在水平地面上，木板向右运动的速度v06 m/s时，在木板前端轻放一个大小不计，质量为m2 kg的小物块木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为0.2
9、，g10 m/s2.求：图3-3-20(1)物块及木板的加速度大小(2)物块滑离木板时的速度大小解析(1)物块的加速度amg2 m/s2，对木板有：mg(Mm)gMaM，解得aM3 m/s2.(2)设物块经时间t从木板滑离，则：Lv0taMt2amt2解得t10.4 s或t22 s(因物块已滑离木板，故舍去)滑离木板时物块的速度：vamt10.8 m/s.答案(1)2 m/s23 m/s2(2)0.8 m/s10如图3-3-21所示，一个箱子中放有一个物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触现将箱子以初速度v0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速
10、率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态则下列说法正确的是()图3-3-21A上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小B上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大C下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越大D下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小解析对箱子和物体整体受力分析，当物体与箱子上升时，如图甲所示，由牛顿第二定律可知，MgkvMa，则ag，又整体向上做减速运动，v减小，所以a减小；再对物体单独受力分析，如图乙所示，因ag，所以物体受到箱子上底面向下的弹力FN，由牛顿第二定律可知mgFNma，则FNmamg，而a减小，则FN减小，所以上升过
11、程中物体对箱子上底面有压力且压力越来越小同理，当箱子和物体下降时，物体对箱子下底面有压力且压力越来越大答案C11质量为0.3 kg的物体在水平面上做直线运动，图3-3-22中a、b直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的vt图象，则求：(取g10 m/s2)图3-3-22(1)物体受滑动摩擦力多大？(2)水平拉力多大？解析(1)由题图知图线a的加速度为a1 m/s2图线b的加速度为a2 m/s2根据牛顿第二定律得，摩擦力Ffma20.2 N，方向与运动方向相反(2)根据牛顿第二定律得：FFfma10.1 N所以F0.1 N，方向与运动方向相同答案见解析12如图3-3-23所示，倾角为37，
12、长为l16 m的传送带，转动速度为v10 m/s，动摩擦因数0.5，在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m0.5 kg的物体已知sin 370.6，cos370.8，g10 m/s2.求：图3-3-23(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间；(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间解析(1)传送带顺时针转动时，物体相对传送带向下运动，则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传送带向下匀加速运动，根据牛顿第二定律有mg(sin 37cos 37)ma则agsin 37gcos 372 m/s2，根据la-t2得t4 s.(2)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下，设物体的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得mgsin 37mgcos 37ma1则有a110 m/s2设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t1，位移为x1，则有t1 s1 s，x1a1t5 mmgcos 37，则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力摩擦力发生突变设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a2，则a22 m/s2x2lx111 m又因为x2vt2a2t，则有10t2t11解得：t21 s(t211 s舍去)所以t总t1t22 s.答案(1)4 s(2)2 s7