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课时作业(八) 牛顿第二定律的应用
一、单项选择题
1.(2021·重庆市联考)下列说法中正确的是( )
A.超重时物体所受的重力不变
B.高层住宅电梯启动瞬间,电梯中的人处于超重状态
C.超重就是物体所受的重力增加
D.飞机减速下降过程中,飞机中的乘客处于失重状态
A [处于超重与失重状态的物体所受的重力不变,仅是视重变了,A正确,C错误。电梯向上启动的瞬间加速度向上,人所受的支持力变大,则对电梯的压力变大即视重变大,处于超重状态;反之,电梯向下启动的瞬间处于失重状态,B错误。飞机减速下降时加速度向上,飞机中的乘客处于超重状态,D错误。]
2.(2021·山东枣庄联考)如图所示,将物体A放在容器B中,以某一速度把容器B竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器B的底面始终保持水平,则以下说法正确的是( )
A.容器B上升过程中,物体A对B有压力,下降过程中,压力等于零
B.容器B上升到最高点的时候,物体A对B有压力
C.不论容器B上升还是下降,物体A对B都有压力
D.不论容器B上升还是下降,物体A对B的压力都等于零
D [由题意知整体只受重力作用,加速度为g,方向竖直向下,处于完全失重状态,所以无论上升还是下降过程,A、B间都没有相互作用力,故选项D正确。]
3.如图,风靡全球的《蜘蛛侠》电影中,蜘蛛侠利用蜘蛛丝粘住墙体产生的阻力,来拯救一列质量为1×106 kg,速度为360 km/h飞驰的失去制动能力的列车,使列车在其正前方400 m断轨处刚好停止。若铁轨和空气的阻力为车重的0.25倍,列车的运动可视为匀减速直线运动,则蜘蛛丝对列车产生的平均阻力为( )
A.1×105 N
B.1×106 N
C.1×107 N
D.1×108 N
C [根据运动学公式v2-v=2ax可得加速度的大小为a=12.5 m/s2,根据牛顿第二定律则有kmg+Ff=ma,解得蜘蛛丝对列车产生的平均阻力为Ff=1×107 N,故C正确。]
4.某人在地面上最多可举起50 kg的物体,某时他在竖直向上运动的电梯中最多举起了60 kg的物体,据此判断此电梯加速度的大小和方向(g取10 m/s2)( )
A.2 m/s2,竖直向上
B. m/s2,竖直向上
C.2 m/s2,竖直向下
D. m/s2,竖直向下
D [此人最大的举力为F=mg=50×10 N=500 N,在竖直向上运动的电梯中最多举起了60 kg的物体,说明此时物体处于失重状态。由牛顿第二定律得m′g-F=m′a,解得a= m/s2,方向竖直向下。故选D。] m/s2==
5.为了使雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的高度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动,那么如图所示的四种情况中符合要求的是( )
C [设屋檐的底角为θ,底边长为2L(不变)。雨滴做初速度为零的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得加速度a=。当θ=45°时,sin 2θ=1为最大值,时间t最短,故C正确。],2sin θcos θ=sin 2θ,联立以上各式得t= at2,而x==g sin θ,位移大小x=
6.如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C两点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A、M分别为此圆与y轴、x轴的切点。B点在y轴上且∠BMO=60°,O′为圆心。现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点,如所用时间分别为tA、tB、tC,则tA、tB、tC大小关系是( )
A.tA<tC<tB
B.tA=tC<tB
C.tA=tC=tB
D.由于C点的位置不确定,无法比较时间大小关系
B [由“等时圆”模型可知,A、C在圆周上,B点在圆周外,故tA=tC<tB,B正确。]
二、多项选择题
7.如图所示,质量为m=1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3,当物体运动的速度为10 m/s时,给物体施加一个与速度方向相反的大小为F=2 N的恒力,在此恒力作用下(g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.物体经10 s速度减为零
B.物体经2 s速度减为零
C.物体速度减为零后将保持静止
D.物体速度减为零后将向右运动
BC [物体受到向右的滑动摩擦力,Ff=μFN=μG=3 N,根据牛顿第二定律得,a= s=2 s,B正确,A错误;速度减为零后,F<Ff,物体处于静止状态,不再运动,C正确,D错误。]= m/s2=5 m/s2,方向向右,物体速度减为零所需的时间t==
8.如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=30°,斜面长为7 m。现木块上有一质量为m=1.0 kg的滑块从斜面顶端由静止下滑,测得滑块在0.40 s内速度增加了