2019高一物理(人教版)必修1综合题型专题练习卷：用牛顿运动定律解决问题(一)语文

确定物体所受的力、动力学问题的解题思路3、解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁用，常用正交分解法求合力；）用正交分解法求合力时，通常以加速度，和加速度的方向混淆）题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力二、动力学的临界问题相对静止或相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大际张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是绳上的张力为零加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系、时间关系等、多过程问题的分析方法分析每个过程的受力情况和运动情况，根据每个过程的受力特点和运动特点确定解题方法及选取合适的运动学公式注意前后过程物理量之间的关系：时间关系、位移关系及速度关系所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度【解答】解：（1）设运动员在斜坡滑道上运动的加速度大小为v，有mgsin37°﹣μmgcos37°＝ma代入数据解得a1＝5m/s2由题意知运动员在斜坡滑道上运动的位移大小则有Mg＝Fsin53°+F f＝μF NFcos53°﹣f＝Ma1解得a1=4m/s2【解答】解：（1）物体在水平面上运动过程：设撤去由牛顿第二定律得：F﹣μmg＝ma【解答】（1）根据位移（2）物体在竖直墙上受力如图所示建立如图所示的直角坐标系根据牛顿第二定律，有：x方向N＝F cosθy方向Fsinθ﹣f【解答】解：（1）在阶段I，对主降落伞和返回舱（含航天员）有在阶段Ⅱ，对主降落伞和返回舱（含航天员）有解得a=(v1―v0)gv0；（2）在阶段Ⅱ，对返回舱（含航天员）有（3）在阶段Ⅲ，主降落伞和返回舱匀减速至零，由匀变速运动规律可知对返回舱（含航天员）受力分析可知整理得F＝mg+mv20 2ℎ（4）在阶段Ⅰ，根据牛顿第二定律得题型3多过程问题分析例题3]（2023秋•杭州期中）滑草运动受人们喜爱。

7　用牛顿运动定律解决问题(二)基础巩固1(多选)一种巨型娱乐器械可以让人体验超重和失重的感觉。

一个可乘十多个人的环形座舱套在竖直柱子上,由升降机构送上几十米的高处,然后让座舱自由下落。

下落一定高度后,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下。

下列判断正确的是( )A.座舱在自由下落的过程中人处于超重状态B.座舱在自由下落的过程中人处于失重状态C.座舱在减速运动的过程中人处于失重状态D.座舱在减速运动的过程中人处于超重状态解析:人随座舱自由下落时,加速度为重力加速度,座舱支持力为零,人处于完全失重状态,选项A错误,选项B正确;人随座舱减速下降时,座舱支持力大于人的重力,人处于超重状态,选项C 错误,选项D正确。

答案:BD2几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中。

一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层,并用照相机进行了记录,如图所示,图1为电梯启动前,图2至图5中箭头方向表示电梯运动方向。

下列说法正确的是( )A.图2表示电梯向上减速B.图3 表示电梯向上加速C.图4表示电梯向下减速D.根据图1和图5可估测出图5中电梯的加速度解析:图2示数大于静止时体重计的示数,所以电梯是向上加速,故A错误;图3示数小于静止时体重计的示数,根据牛顿第二定律得这位同学加速度方向向下,处于失重状态,电梯向上减速,故B错误;图4示数小于静止时体重计的示数,所以电梯在向下加速运动,故C错误;根据图1示数可以求出同学的质量,根据图5示数运用牛顿第二定律可以求出图5中电梯的加速度,故D正确。

答案:D3某中学实验小组的同学在电梯的天花板上固定一个弹簧测力计,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩)向下,并在钩上悬挂一个重为10 N的钩码。

弹簧测力计弹力随时间变化的规律如图所示,根据F-t图象,下列分析正确的是( )A.从时刻t1到t2,钩码处于超重状态B.从时刻t3到t4,钩码处于失重状态C.电梯可能开始停在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼D.电梯可能开始停在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼解析:0~t1阶段,物体处于平衡(静止或匀速)状态;t1~t2阶段,物体处于失重(加速下降或减速上升)状态;t2~t3阶段,物体处于平衡状态;t3~t4阶段,物体处于超重(加速上升或减速下降)状态,选项C 正确。

用牛顿运动定律解决问题（二）1.将一个物体在t＝0时刻以一定的初速度竖直向上抛出，t＝0.8 s时刻物体的速度大小变为8 m/s，g取10 m/s2，则下列说法正确的是()A．物体一定是在t＝3.2 s时回到抛出点B．t＝0.8 s时刻物体的运动方向可能向下C．物体的初速度一定是20 m/s D．t＝0.8 s时刻物体一定在初始位置的下方2.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心．一质量为m的小滑块在水平力F的作用下静止于P点．设滑块所受的支持力为F N，OP与水平方向的夹角为θ，则下列关系正确的是()A．F＝mgtanθB．F＝mg tanθC．F N＝mgtanθD．F N＝mg tanθ3.在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，重力加速度的大小为g.在这段时间内下列说法中正确的是()A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下4．(2018·新疆二模)在一个圆锥形容器内放置两个完全相同的光滑小球，两个小球静止时球心等高，截面如图所示．已知小球的质量为m，圆锥顶角α＝60°，重力加速度为g.设容器壁对每个小球的弹力大小为N1，小球之间的弹力大小为N2，则()A．N1＝mg，N2＝2mg B．N1＝mg，N2＝3mgC．N1＝2mg，N2＝mg D．N1＝2mg，N2＝3mg5.北京时间12月17日，2014～2015赛季CBA第20轮赛事全面展开．在易建联带领下，广东队坐阵主场战胜挑战的北京队．比赛中易建联多次完成精彩跳投．在腾空跃起到落回地面的跳投过程中，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是()A．易建联在下降过程中处于失重状态B．易建联起跳以后在上升过程中处于超重状态C．易建联起跳时地面对他的支持力小于他的重力D．易建联起跳时地面对他的支持力等于他的重力6．(2019·合肥一模)合肥市滨湖游乐场里有一种大型娱乐器械，可以让人体验超重和失重．其环形座舱套在竖直柱子上，先由升降机送上70多米的高处，然后让座舱由静止无动力落下，落到离地30米高的位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．若舱中某人用手托着一个重50 N的铅球．则下列说法正确的是()A．当座舱落到离地面45米高的位置时，球对手的压力为0B．当座舱落到离地面45米高的位置时，手对球有支持力C．当座舱落到离地面20米高的位置时，球对手压力为0D．当座舱落到离地面20米高的位置时，手对球的支持力小于50 N7．(多选)如图物体A和物体B(砂和砂桶)通过不可伸缩的轻绳跨过定滑轮连接，斜面体固定，A、B处于静止状态，现缓慢地向B中加入一些砂子的过程中，A、B仍然处于静止，不计滑轮的质量和滑轮与绳子的摩擦，则下列说法正确的是()A．物体A受到斜面体的摩擦力可能先减小后增大B．物体A受斜面体的摩擦力方向一定沿斜面向下C．剪断绳子瞬时砂和砂桶之间的相互作用力为零D．若剪断绳子后A和斜面体仍然静止，则地面对斜面体的摩擦力方向水平向右8.在水平地面上，质量为m1的小球用轻绳跨过光滑的半圆形碗连接质量分别为m2和m3的物体，平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用，则m1、m2和m3的比值为()A．1∶2∶3 B．2∶1∶1C．2∶1∶ 3 D．2∶3∶19.小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象.他在地面上用台秤称得其体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示，g 取10 m/s2.求：(1)小明在0～2 s内加速度a1的大小，并判断在这段时间内他处于超重还是失重状态；(2)在10～11 s内，台秤的示数F3；(3)小明运动的总位移大小.10.如图所示，一个倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6)的固定斜面上，放着一个质量为M＝16 kg的三角形物块A，一轻绳一端系着物块A跨过光滑定滑轮，另一端挂着一个质量为m的物块B，A与滑轮间的轻绳水平.斜面与A间的动摩擦因数为μ＝0.8，若最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，为使系统保持静止，m最大为多少？(g取10 m/s2)参考答案1.将一个物体在t ＝0时刻以一定的初速度竖直向上抛出，t ＝0.8 s 时刻物体的速度大小变为8 m/s ，g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A ．物体一定是在t ＝3.2 s 时回到抛出点B ．t ＝0.8 s 时刻物体的运动方向可能向下C ．物体的初速度一定是20 m/sD ．t ＝0.8 s 时刻物体一定在初始位置的下方【答案】：A【解析】：t ＝0.8 s 内速度的变化量Δv ＝gt ＝8 m/s ，根据竖直上抛运动的规律可知，此时物体一定处于上升阶段，一定在初始位置的上方，B 、D 选项错误；初速度v 0＝v ＋Δv ＝16 m/s ，C 选项错误，竖直上抛运动的总时间t 0＝2v 0g＝3.2 s ，故物体一定是在t ＝3.2 s 时回到抛出点，A 选项正确．2.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心．一质量为m 的小滑块在水平力F 的作用下静止于P 点．设滑块所受的支持力为F N ，OP 与水平方向的夹角为θ，则下列关系正确的是( )A ．F ＝mg tan θB ．F ＝mg tan θC ．F N ＝mg tan θD ．F N ＝mg tan θ【答案】：A【解析】：滑块的受力情况如图所示，由平衡条件可得F N sin θ＝mg ，F N cos θ＝F ，联立解得F N ＝mg sin θ，F ＝mg tan θ，故只有A 项正确． 3.在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg ，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，重力加速度的大小为g .在这段时间内下列说法中正确的是( )A ．晓敏同学所受的重力变小了B ．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C ．电梯一定在竖直向下运动D ．电梯的加速度大小为g /5，方向一定竖直向下【答案】 D【解析】 体重计示数小于体重说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小，故A 错误；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，故两者大小相等，B 错误；电梯做向上的减速运动也会是失重状态，示数小于其重力，故C 错误；以人为研究对象，mg －F N ＝ma 求得a ＝mg －F N m ＝50×g －40×g 50＝g 5，故D 正确．故选D.4．(2018·新疆二模)在一个圆锥形容器内放置两个完全相同的光滑小球，两个小球静止时球心等高，截面如图所示．已知小球的质量为m ，圆锥顶角α＝60°，重力加速度为g .设容器壁对每个小球的弹力大小为N 1，小球之间的弹力大小为N 2，则( )A ．N 1＝mg ，N 2＝2mgB ．N 1＝mg ，N 2＝3mgC ．N 1＝2mg ，N 2＝mgD ．N 1＝2mg ，N 2＝3mg【答案】：D【解析】：分析左侧小球的受力情况，如图所示：根据几何关系可知，N1＝mgsin30°＝2mg；N2＝mgtan30°＝3mg，D选项正确．5.北京时间12月17日，2014～2015赛季CBA第20轮赛事全面展开．在易建联带领下，广东队坐阵主场战胜挑战的北京队．比赛中易建联多次完成精彩跳投．在腾空跃起到落回地面的跳投过程中，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是()A．易建联在下降过程中处于失重状态B．易建联起跳以后在上升过程中处于超重状态C．易建联起跳时地面对他的支持力小于他的重力D．易建联起跳时地面对他的支持力等于他的重力【答案】：A【解析】：失重的实质是具有向下的加速度，超重的实质是具有向上的加速度，故易建联在下降过程中加速度向下，处于失重状态，A选项正确；易建联在上升过程中加速度向下，处于失重状态，B选项错误；易建联起跳时加速度向上，处于超重状态，支持力大于重力，C选项错误，D选项错误．6．(2019·合肥一模)合肥市滨湖游乐场里有一种大型娱乐器械，可以让人体验超重和失重．其环形座舱套在竖直柱子上，先由升降机送上70多米的高处，然后让座舱由静止无动力落下，落到离地30米高的位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．若舱中某人用手托着一个重50 N的铅球．则下列说法正确的是()A．当座舱落到离地面45米高的位置时，球对手的压力为0B．当座舱落到离地面45米高的位置时，手对球有支持力C．当座舱落到离地面20米高的位置时，球对手压力为0D．当座舱落到离地面20米高的位置时，手对球的支持力小于50 N【答案】：A【解析】：落到离地30米高的位置之前，铅球做自由落体运动，处于完全失重状态，球对手的压力为0，A选项正确，B选项错误；当座舱落到离地面20米高的位置时，座舱向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，球对手的压力大于球的重力，大于50 N，C、D两项错误．7．(多选)如图物体A和物体B(砂和砂桶)通过不可伸缩的轻绳跨过定滑轮连接，斜面体固定，A、B处于静止状态，现缓慢地向B中加入一些砂子的过程中，A、B仍然处于静止，不计滑轮的质量和滑轮与绳子的摩擦，则下列说法正确的是()A．物体A受到斜面体的摩擦力可能先减小后增大B．物体A受斜面体的摩擦力方向一定沿斜面向下C．剪断绳子瞬时砂和砂桶之间的相互作用力为零D．若剪断绳子后A和斜面体仍然静止，则地面对斜面体的摩擦力方向水平向右【答案】：AC【解析】：先对B受力分析，受重力和拉力，二力平衡，故拉力等于重力；对A受力分析，受重力、拉力、支持力和静摩擦力(方向不定)，在向小桶内不断缓慢添加细砂的过程中，拉力T增加，若开始时静摩擦力沿斜面向下，则摩擦力一直变大，若开始时摩擦力沿斜面向上，则加沙子后受的摩擦力先减小再反向增大，故A正确，B错误；剪断绳子瞬时，沙子和桶做自由落体，砂和砂桶之间的相互作用力为零，故C正确；若剪断绳子后A和斜面体仍然静止，利用整体法知地面对斜面体没有摩擦力，故D错误．故选AC.8.在水平地面上，质量为m1的小球用轻绳跨过光滑的半圆形碗连接质量分别为m2和m3的物体，平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用，则m1、m2和m3的比值为()A．1∶2∶3 B．2∶1∶1C．2∶1∶ 3 D．2∶3∶1【答案】：D【解析】：对碗内的小球m1受力分析，受重力、两个细线的两个拉力，由于碗边缘光滑，相当于动滑轮，故细线对物体m2的拉力等于m2g，细线对物体m3的拉力等于m3g，如图根据共点力平衡条件，两个拉力的合力与重力等值、反向、共线，有G 2＝G 1cos30°＝m 2g ；G 3＝G 1sin30°＝m 3g ， 故解得m 1∶m 2∶m 3＝2∶3∶1，故选D.9.小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象.他在地面上用台秤称得其体重为500 N ，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t ＝0时由静止开始运动到t ＝11 s 时停止，得到台秤的示数F 随时间t 变化的图象如图所示，g 取10 m/s 2.求：(1)小明在0～2 s 内加速度a 1的大小，并判断在这段时间内他处于超重还是失重状态；(2)在10～11 s 内，台秤的示数F 3；(3)小明运动的总位移大小.【答案】 (1)1 m/s 2 失重 (2)600 N (3)19 m【解析】 (1)由题图可知，在0～2 s 内，台秤对小明的支持力F 1＝450 N ，由牛顿第二定律有mg －F 1＝ma 1 解得a 1＝1 m/s 2加速度方向竖直向下，故小明处于失重状态(2)设在10～11 s 内小明的加速度大小为a 3，时间为t 3，0～2 s 的时间为t 1，则a 1t 1＝a 3t 3，解得a 3＝2 m/s 2由牛顿第二定律有F 3－mg ＝ma 3解得F 3＝600 N(3)0～2 s 内位移x 1＝12a 1t 12＝2 m2～10 s 内位移x 2＝a 1t 1t 2＝16 m10～11 s 内位移x 3＝12a 3t 32＝1 m 小明运动的总位移大小x ＝x 1＋x 2＋x 3＝19 m.10.如图所示，一个倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6)的固定斜面上，放着一个质量为M ＝16 kg 的三角形物块A ，一轻绳一端系着物块A 跨过光滑定滑轮，另一端挂着一个质量为m 的物块B ，A 与滑轮间的轻绳水平.斜面与A 间的动摩擦因数为μ＝0.8，若最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，为使系统保持静止，m 最大为多少？(g 取10 m/s 2)【答案】 0.5 kg【解析】 B 静止平衡时，绳拉力F T 满足F T ＝mgA 受力情况如图所示，沿斜面方向：F T cos θ＋Mg sin θ＝F f垂直斜面方向：F N ＋F T sin θ＝Mg cos θ系统保持静止，则F f 不超过最大静摩擦力，有F f ≤μF N代入数据联立解得：m ≤0.5 kg.。

第4.6课时 用牛顿运动定律解决问题（一）一、牛顿第二定律的作用确定了运动和 的关系，把物体的运动情况与的情况联系起来。

二、两类基本问题1.从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的 ，再通过确定物体的运动情况。

2.从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据求出物体的加速度，再根据 就可以确定物体所受的力。

答案：力 受力 加速度 运动学的规律 运动学公式 牛顿第二定律考点一 根据运动情况来求力运动学有五个参量0v 、v 、t 、a 、x ，这五个参量只有三个是独立的。

运动学的解题方法就是“知三求二”。

所用的主要公式：0v v at =+ ①——此公式不涉及到位移，不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式2012x v t at =+ ②——此公式不涉及到末速度，不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式 212x vt at =- ③——此公式不涉及到初速度，不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式02v v x t += ④——此公式不涉及到加速度，不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式2202v v x a-= ⑤——此公式不涉及到时间，不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式根据运动学的上述5个公式求出加速度，再依据牛顿第二定律F ma =合，可以求物体所受的合力或者某一个力。

考点二 根据受力来确定运动情况先对物体进行受力分析，求出合力，再利用牛顿第二定律F ma =合，求出物体的加速度，然后利用运动学公式0v v at =+ ① 2012x v t at =+ ② 212x vt at =-③ 02v v x t +=④ 2202v v x a -=⑤ 求运动量（如位移、速度、时间等）考点三 两类基本问题的解题步骤1.根据物体的受力情况确定物体运动情况的解题步骤①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，画出物体的受力图． ②求出物体所受的合外力．③根据牛顿第二定律，求出物体加速度．④结合题目给出的条件，选择运动学公式，求出所需的物理量． 2.根据物体的运动情况确定物体受力情况的解题步骤①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出受力图． ②选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． ③根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力． ④根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力．考点四 应注意的问题1.不管是根据运动情况确定受力还是根据受力分析物体的运动情况，都必须求出物体的加速度。