2015高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题（二）补充题 新人教版必修1

第七节 用牛顿运动定律解决问题（二）

人教版教参补充题

1.如图4-7-1所示，力把一物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列有关力的相互关系叙述正确的是（ ）

A.作用力和物体对墙壁的压力是一对平衡力

B.墙壁对物体的静摩擦力与物体对墙壁的静摩擦力是一对作用力和反作用力 C.作用力和墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力 D.作用力增大，墙壁对物体的静摩擦力也增大

解析：物体紧压在墙壁上静止不动时，物体受重力，作用力，墙壁对物体的弹力其中，与

和静摩擦力，

图4-7-1 是一对平衡力，与是一对平衡力，当作用力增大时，不变，故选项A、C、D错误；

墙壁对物体的静摩擦力和物体对墙壁的静摩擦力是一对作用力和反作用力，故选项B正确。

答案：B

2.如图4-7-2所示，用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为 10 N，为使绳不断，画框上两个挂钉的间距最大为（取10 （ ）

图4-7-2 ）

A. m B. m C. m D. m

解析：将画框重力沿两绳方向分解如图4-7-3所示，每根绳上拉力的大小必和两重力的每个分力大小相等，即＝

由力的平行四边形定则可知 与

的夹角为120°

＝10 N

图4-7-3 所以两挂钉的间距最大为 ＝2×0.5×cos 30° m＝答案：A

3.图4-7-4为升降机在下降过程中的

m。选项A正确。

图象。升降机及其所载重物的总质量

图4-7-4 1 为200 kg，则在0~2 s内升降机的加速度大小是 N，8 s内升降机的位移大小是 m。（g取10

）

，悬挂升降机的钢索的拉力大小是

解析：根据和图象，升降机在0~2 s内的加速度 =2 。根据牛顿第二定

律，得，得钢索的拉力＝（200×10-200×2） N=1 600 N。

根据图象的“面积”表示位移，得8 s内升降机的位移×（8+4）×4 m=24 m。

答案：2 1 600 24

4.某同学带着弹簧测力计到电梯中做实验。先用吸壁钩子，将弹簧测力计固定在电梯壁上，在弹簧测力计钩上挂一质量为0.5 kg的重物。当电梯静止时弹簧测力计的示数是5 N。若弹簧测力计的示数为4 N，则电梯可能是在做 运动，若该同学的质量是50 kg，此时他对地板的压力大小是 N。（取10

）

解析：弹簧测力计的示数为4 N时，小于重物的重力5 N，所以电梯具有向下的加速度，若电梯速度向下，则电梯向下做加速运动，若电梯速度向上，则电梯向上做减速运动。设电梯的加速度为，对于重物根据牛顿第二定律，得

，代入数据解得

，代入数据解得

400 N。

=400 N。

2

，对于人，根据牛顿第二定律得

根据牛顿第三定律，得人对地板的压力大小为答案：加速下降或减速上升 400

5.如图4-7-5所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中的钢索上表演，如果演员与独轮车的总质量为80 kg，两侧的钢索互成150° 夹角，求钢索所受的拉力有多大？（cos 75°=0.259，取10

）

解析：设钢索的拉力为，则有2cos 75°，所以≈1 544 N。

图4-7-5

2

答案：1 544 N

其他版本的题目

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1.已知物体在倾角为的斜面上恰能匀速下滑，如果物体质量为，当对物体施加一个平行斜面向上的推力时能以加速度匀加速上滑，则这个推力有多大？

解析：不加外力时，物体受重力、支持力、摩擦力的作用，如图4-7-6甲所示。 把分解为

和

甲 乙 图4-7-6 根据平衡条件得＝

＝

sin

施加外力后，物体的受力如图4-7-6乙所示

根据牛顿第二定律得

＝

图4-7-7 由以上两式解得：＝2答案：2

sin

sin 。

2.用手电筒做超重、失重实验：将手电筒竖直向上放置，打开开关，旋松后盖使小电珠恰能点亮。实验时手持手电筒，保持它在竖直方向，突然向上运动，可以

图4-7-8 看到小电珠熄灭。如果使上述手电筒的后盖稍许再旋松一点，直至小电珠刚刚熄灭，然后手持手电筒突然向下运动，小电珠就会点亮。参照如图 4-7-7所示手电筒的结构，分析发生上述现象的原因。

答案：突然向上运动时，手电筒内的电池超重，下方弹簧缩短，电池与线路断开，小电珠熄灭；若突然向下运动时，手电筒内的电池失重，下方弹簧要恢复原长，弹簧对电池的压力使线路接通，小电珠发光。

3.一个质量为60 kg的人站在升降机中，取竖直向上的方向为正方向，升降机运动的

图象如图

4-7-8所示。在 s内人处于超重状态，这时人对升降机地板的压力为 N；在 s

3

内人处于失重状态，这时人对升降机地板的压力为 N。升降机上升的总高度为 m。（g取10

）

解析：在0~3 s内，人处于超重状态 上升的加速度＝1 由于

＝

）＝60×（10+1） N＝660 N

，则＝

由牛顿第三定律知，人对升降机地板的压力大小为660 N 在8 s ~11 s内，人处于失重状态，且＝1 由

＝

得＝

）＝60×（10-1） N＝540 N

则人对升降机地板的压力大小为540 N 三段的位移分别为 ＝

＝

m＝4.5 m

＝＝3×5 m＝15 m

＝＝4.5 m 故上升的总高度为＝

＝24 m。

答案：0~3 660 8~11 540 24

4.2003年10月15日，我国成功发射了第一颗载人宇宙飞船“神舟五号”，火箭全长58.3 m，起飞质量为

kg。火箭点火升空，飞船进入预定轨道，“神舟五号”环绕地球飞行14圈用的时间

是21 h。飞船点火竖直升空时，航天员杨利伟感觉“超重感比较强”，仪器显示他对座舱的最大压力等于他体重的5倍，求火箭此时的加速度。

解析：设航天员的质量为，超重时，由牛顿第二定律得39.2

。

，且＝

，解得＝4＝

答案：39.2

5.一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角=30°的固定光滑斜面上，在如图4-7-9所示的甲、乙、丙三种情况下，处于平衡状态的是（ ）（取10

）

4