高一物理课时作业 (23)

基础达标

1．下列四种物体中处于平衡状态的是()

A．静止在粗糙斜面上的物体

B．沿光滑斜面下滑的物体

C．在平直路面上加速行驶的汽车

D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间

【解析】处于平衡状态的物体，所受外力的合力为零，故有A正确．【答案】 A

2．如图所示，氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为θ，在细绳被剪断的瞬间，气球所受外力的合力为(氢气球的重力忽略不计)()

A．与原来绳子的拉力大小相等，方向相同

B．沿风力方向，大小等于风力

C．沿竖直方向向上，大小等于气球所受的浮力

D．与原来绳子的拉力方向相反，大小等于风力与浮力的合力

【解析】物体受到三个力的作用：竖直向上的浮力、水平向右的风力、沿着绳子方向的拉力，三个力的合外力为零，故风力和浮力的合力与绳子的拉力等大反向．当把绳子剪断后，物体受到的风力和浮力和没剪断之前相等，所以两者的合力沿着绳子的反方向．【答案】 D

3．关于超重和失重，下列说法中正确的是()

A．超重就是物体受的重力增加了

B．失重就是物体受的重力减小了

C．完全失重就是物体一点重力都不受了

D．不论超重或失重，物体所受重力是不变的

【解析】“超重\”并不是说重力增加了，“失重\”并不是说重力减少了，“完全失重\”也不是说重力完全消失了．发生超重、失重、完全失重现象时，物体所受重力并没有发生变化，变化的只是物体受到的拉力或支持力，即视重．

【答案】 D

4．游乐园中，旅客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉．下列描述正确的是()

A．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态

B．当升降机减速下降时，游客是处在失重状态

C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态

D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态

【解析】当升降机加速上升时，加速度向上，游客处在超重状态，A错误；当升降机减速下降时，加速度向上，游客是处在超重状态，B错误；当升降机减速上升时，加速度向下，游客是处在失重状态，C正确；当升降机加速下降时，加速度向下，游客是处在失重状态，D错误．

【答案】 C

5.

利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h.计算机显示该同学受到地面支持力F N随时间变化的图象如图所示．根据图象提供的信息，以下判断错误的是() A．在0至t2时间内该同学处于失重状态

B．在t2至t3时间内该同学处于超重状态

C. t3时刻该同学的加速度为零

D．在t3至t4时间内该同学的重心继续下降

【解析】由图象可以看出，在0至t2时间内该同学受到的地面支持力小于重力，由牛顿第二定律可知该同学处于失重状态，而在t2至t3时间内支持力大于重力，该同学处于超重状态，A、B正确；t3时刻该同学受到的支持力最大，且F1大于重力，由牛顿第二定律可知a≠0，C错误；在t3至t4时间内该同学受到的支持力逐渐减小，但仍大于重力，故重心继续下降，D正确．

【答案】 C

6.

如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的棱长，将它们以初速度v0竖直向上抛出．下列说法中正确的是()

A．若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力

B．若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下

C．若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上

D．若不计空气阻力，下落过程中，B对A有向上的支持力

【解析】若不计空气阻力，上升和下落过程中A、B加速度都为g，都处于完全失重状态，A和B之间的作用力为零，选项A、D错误；若考虑空气阻力，上升过程中，加速度向下且大于g，A对B有向下的压力，选项B正确；若考虑空气阻力，下落过程中，加速度向下且小于g，A对B有向上的支持力，即B对A的压力向下，选项C错误．【答案】 B

7．(多选)某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v－t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)()

【解析】由图可知，t0～t1，弹簧秤示数小于人的体重，电梯处于失重状态，加速度方向为竖直向下，有两种运动状态：加速下降或减速上升；t1～t2，弹簧秤示数等于人的体重，电梯处于平衡状态，即匀速直线运动或静止；t2～t3，电梯处于超重状态，加速度方向为竖直向上，有两种运动状态：加速上升或减速下降，故选项A、D正确．【答案】AD

8.

在固定的斜面上有一质量为m＝2 kg的物体，如图所示，当用水平力F＝20 N推物体时，物体沿斜面匀速上升，若α＝30°，求物体与斜面间的动摩擦因数．(g取10 m/s2) 【解析】

物体受力情况如图所示．

由共点力的平衡条件可知：

沿斜面方向上：

F cosα＝F f＋mg sinα①

垂直斜面方向上：

F N＝mg cosα＋F sinα②

又F f＝μF N③

由①②③代入数据解得：μ≈0.27.

【答案】0.27

能力提升

1．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．设滑块所受支持力为F N，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是()

A．F＝mg

tanθB．F＝mg tanθ

C．F N＝mg

tanθD．F N＝mg tanθ

【解析】物体受力情况如图所示，由物体的平衡条件可得F N sinθ＝mg，F N cosθ＝F，联立解得F N＝mg/sinθ，F＝mg/tanθ，故只有A正确．

【答案】 A

2.

原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示．现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是()

A．加速上升B．匀速上升

C．加速下降D．减速下降

【解析】当升降机匀速运动时，地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力．当升降机有向下的加速度时，必然会减小物体对地板的正压力，也就减小了最大静摩擦力，这时的最大静摩擦力小于电梯匀速运动时的静摩擦力，而弹簧的弹力又未改变，故只有在这种情况下A才可能被拉向右方．四个选项中C种情况电梯的加速度是向下的．

【答案】 C

3．一根质量分布均匀的长绳AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直线运动，如图①所示．绳上距A端x处的张力F T与x的关系如图②所示，由图可知() A．水平外力大于6 N

B．绳子的质量m＝3 kg

C．绳子的长度l＝2 m

D．绳子的加速度a＝2 m/s2

【解析】取x＝0，对A端进行受力分析，F－F T＝ma，又A端质量趋近于零，则F ＝F T＝6 N，A项错误；由于不知绳子的加速度，其质量也无法得知，B、D两项均错误；由题图知绳子长度为2 m，C项正确．

【答案】 C

4．如图甲所示，当A、B两物块放在光滑的水平面上时，用水平恒力F作用于A的左端，使A、B一起向右做匀加速直线运动时的加速度大小为a1，A、B间的相互作用力的大小为N1.如图乙所示，当A、B两物块放在固定光滑斜面上时，此时在恒力F作用下沿斜面向上做匀加速直线运动时的加速度大小为a2，A、B间的相互作用力的大小为N2，则有关a1、a2和N1、N2的关系正确的是()

A ．a 1>a 2，N 1>N 2

B ．a 1>a 2，N 1

C ．a 1＝a 2，N 1＝N 2

D ．a 1>a 2，N 1＝N 2 【解析】 对于图甲，根据牛顿第二定律，整体加速度a 1＝F m A ＋m B

，对B 隔离分析，A 对B 的作用力F 1＝m B a 1＝m B F m A ＋m B

；对于图乙，由牛顿第二定律，整体的加速度a 2＝F －(m A ＋m B )g sin θm A ＋m B ＝F m A ＋m B

－g sin θ，对B 隔离分析，有：N 2－m B g sin θ＝m B a 2，解得：N 2＝m B F m A ＋m B .知a 1>a 2，N 1＝N 2.故D 正确，A 、B 、C 错误． 【答案】 D

5．航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m ＝2 kg ，动力系统提供的恒定升力F ＝28 N ．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g 取10 m/s 2.

(1)第一次试飞，飞行器飞行t 1＝8 s 时到达的高度H ＝64 m ．求飞行器所受阻力F f 的大小．

(2)第二次试飞，飞行器飞行t 2＝6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h .

(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 3.

【解析】

如图所示，(1)第一次飞行中，设加速度为a 1，匀加速运动H ＝12a 1t 21

，由牛顿第二定律F －mg －F f ＝ma 1，解得F f ＝4 N.

(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v 1，上升的高度为s 1，匀加速运动s 1＝12

a 1t 22， 设失去升力后加速度为a 2，上升的高度为s 2，

由牛顿第二定律mg ＋F f ＝ma 2，

v 1＝a 1t 2，s 2＝v 212a 2

，解得h ＝s 1＋s 2＝42 m. (3)设失去升力下降阶段加速度为a 3；恢复升力后加速度为a 4，恢复升力时速度为v 3. 由第二定律mg －F f ＝ma 3，F ＋F f －mg ＝ma 4，

且v 232a 3＋v 232a 4＝h ，v 3＝a 3t 3，

解得t3＝32

2s(或2.1 s)．

【答案】(1)4 N(2)42 m(3)32

2s