假期作业7 牛顿第二定律的综合应用-【快乐假期】2024年高一物理暑假大作业

　　假期作业７　牛顿第二定律的综合应用　　　　　　　　　 　　２０２４年１月３１日至２ 月４日第十四届全国冬季 运动会在张家口举行,如图 所示为滑雪运动员从山坡向下滑雪时的照片． 请对以下结论作出判断: (１)滑雪运动员从山坡上滑下时,其运动状态 与受力情况无关． (　　) (２)根据滑雪运动员的加速度方向,可以判断 滑雪运动员受到的每个力的方向．(　　) (３)滑雪运动员的运动情况是由其受力情况决 定的． (　　) (４)已知滑雪运动员的加速度及质量,可以确 定滑雪运动员所受的合外力． (　　) (５)滑雪运动员在加速下滑的过程中处于超重 状态． (　　) ◆[知识点一]　超重　失重现象 １．(２０２４􀅰北京市石景山区高一期末)某志愿 者站在力传感器上分别完成下蹲和站起动 作,计算机同时采集相应的数据,如图所示, 这是做其中一个动作时,力传感器的示数随 时间变化的情况,下列判断正确的是(　　) A．这是站起过程,先失重后超重 B．这是站起过程,先超重后失重 C．这是下蹲过程,先失重后超重 D．这是下蹲过程,先超重后失重 ２．(多选)把木箱放在电梯地板上,则地板所受 压力比木箱重力大的是 (　　) A．电梯以a＝１．５m/s２ 的加速度匀加速 上升 B．电梯以a＝２．０m/s２ 的加速度匀减速 上升 C．电梯以a＝１．８m/s２ 的加速度匀减速 下降 D．电梯以v＝３m/s的速度匀速上升 ◆[知识点二]　连接体问题 ３．五个质量相等的物体置 于光滑的水平面上,如图所示,现向右施加 大小为F、方向水平向右的恒力,则第２个 物体对第３个物体的作用力等于 (　　) A．１５F　　　　　　B． ２ ５F C．３５F D． ４ ５F ４．如图所示,光滑的水平桌 面上有一物体 A,通过绳 子与物体B 相连,假设绳 子的质量以及绳子与定滑 轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可 伸长．如果mB＝３mA,则物体A 的加速度大 小等于 (　　) A．３g B．g C．３g/４ D．g/２ ◆[知识点三]　两类动力学问题 ５．用相同材料做成的A、B 两木板的质量之比 为３∶２,初速度之比为２∶３,它们在同一粗 糙水平面上同时开始沿直线滑行,直至停 止,则它们 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６１ A．滑行中的加速度之比为２∶３ B．滑行的时间之比为１∶１ C．滑行的距离之比为４∶９ D．滑行的距离之比为３∶２ ６．在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重 要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动 的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕 迹．在某次交通事故中,汽车的刹车线长度 是１４m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦 因数恒为０．７,g取１０m/s２,则汽车刹车前 的速度为 (　　) A．７m/s　　　　　B．１４m/s C．１０m/s D．２０m/s ７．行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽 车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为 了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计 了安全带,假定乘客质量为７０kg,汽车车速 为９０km/h,从踩下刹车到完全停止需要的 时间为５s．安全带对乘客的作用力大小约 为(不计人与座椅间的摩擦) (　　) A．４５０N B．４００N C．３５０N D．３００N ８．(２０２４􀅰浙江学军中学月考)钢架雪车比赛 的一段赛道如图甲所示,长１２m 的水平直 道AB 与长２０m的倾斜直道BC在B 点平 滑连接,斜道BC与水平面的夹角为１５°．运 动员从A 点由静止出发,推着雪车匀加速 到B 点时速度大小为８m/s,紧接着快速俯 卧到车上沿BC 匀加速下滑(图乙所示),到 C点共用时５􀆰０s．若雪车(包括运动员)可 视为质点,始终在冰面上运动,其总质量为 １１０kg,sin１５°＝０􀆰２６,g＝１０m/s２,求雪车 (包括运动员) (１)在直道AB 上的加速度大小; (２)过C点的速度大小; (３)在斜道BC上运动时受到的阻力大小． １．塔吊是现代工地必不可少的建筑设备,某次 施工,吊车司机将１００kg的物体从地面开 始竖直提升,之后其运动的vＧt图像如图所 示,重力加速度g＝１０m/s２,下列判断正确 的是 (　　) A．前１０s物体处于失重状态 B．３０s末物体离地面的距离最高,大小为 ２５m C．前１０s钢索对物体的拉力最大,大小为 １０１０N D．３６~４６s内钢索的拉力大于０~１０s内 钢索的拉力 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７１ ２．(２０２４􀅰珠海市高一期末)如图所示,a、b、c、 d是竖直方向固定的四根钢索,一个质量为 M＝２０kg的正方体货箱可沿着钢索在竖直 方向做直线运动,且正常情况下货箱与钢索 之间无摩擦,OA、OB、OC、OD 四根细绳的 长度相等,对称分布,且与竖直方向夹角均 为６０°．用电机、细绳OE 和质量为m＝２kg 的挂钩牵引货箱,使其从水平地面上由静止 开始匀加速上升,细绳OE 对挂钩提供的牵 引力恒为F１＝２６４N,速度达到５m/s时, 牵引力立即调节为F２＝２２０N．请通过计算 回答以下问题(不计空气阻力和细绳重力,g 取１０m/s２)． (１)货箱匀加速上升的过程中OA、OB、OC、 OD 四根细绳的拉力均为多大? (２)速度达到５m/s时货箱底部离地面的高 度是多少? 此后做什么运动? (３)当货箱底部离地面高度为９􀆰５５m时,细 绳OA、OB、OC、OD 突然断裂．货箱内的传 感器感应后触发制动器,使货箱与钢索之间 产生大小恒定,方向始终与货箱运动方向相 反的摩擦力．感应过程需０􀆰１s．为保证安 全,货箱坠向地面的速度不能超过２m/s． 请问货箱受到的总摩擦力至少为多少? (结 果可含根号) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８１ 假期作业６ 情景辨析 (１)×　(２)×　(３)√　(４)×　(５)×　(６)× 技能提升 １．CD ２．A　[物体受到向右的 滑 动 摩 擦 力,所 受 合 力 为 F合 ＝F－ μmg＝１０N－５N＝５N,则a＝ F合 m ＝ ５N ５kg＝１m /s２,方向 向左．] ３．D　４．B　５．C　６．BD　７．BCD ８．解析:(１)(２)将a 沿水平和竖直两个方向分解,则有ax＝ acos３０°,ay＝asin３０°,对货物受力分析如图所示 根据牛顿第二定律,在水平方向Ff＝max,在竖直方向FN－ mg＝may,代入数据解得Ff＝２􀆰１６N,FN＝５１􀆰３N． 答案:(１)５１􀆰３N　(２)２􀆰１６N ９．解析:(１)毫米刻度尺的最小刻度为１mm,则遮光条的宽度 d＝３􀆰０mm＝３􀆰０×１０－３ m． (２)通过光电门１的速度为v１＝ d Δt１ ,通过光电门２的速度为 v２ ＝ d Δt２ ,小 车 运 动 的 加 速 度 为 a ＝ v２－v１t ＝ d t １ Δt２ － １Δt１( )． (３)作出aＧG 图像如图所示 由图像计算出图线的斜率为k＝ΔaΔG＝ ０．４０ ０．２４５kg －１≈１􀆰６３kg－１． (４)能．需要用测力计测量小车的重力．思路:①用测力计测 出小车重力,除以当地重力加速度g 得出小车的质量;②在 小车上叠放槽码以改变小车质量,再重新调整配重,这样就 改变了小车(含配重)的总质量 M,然后在槽码挂钩上挂适 量个数的槽码,测出加速度a;③重复步骤②(但要保持步骤 ②中所挂槽码个数不变),得到多组(a、M)数据,作出aＧ １M 图像进行判断． 答案:(１)３􀆰０　(２)dt １ Δt２ － １Δt１( ) 　(３)见解析图　１􀆰６３　 (４)能　理由见解析 素养培优 １．B　[急刹车时加速度向后,所以其合外力等于安全带的作 用力,根据牛顿第二定律得,F＝ma＝７０×６N＝４２０N,故 B 项正确．] ２．解析:(１)由题意可知歼Ｇ２０所受合外力: F合 ＝F－F阻 ＝３×１０５ N－３×１０４×１０×０．１N＝２．７× １０５ N． 由牛顿第二定律F＝ma得: a＝F合m ＝ ２．７×１０５ ３×１０４ m/s２＝９m/s２． (２)５s后的速度: v＝v０＋at＝０＋５×９m/s＝４５m/s． 答案:(１)９m/s２　(２)４５m/s 假期作业７ 情景辨析 (１)×　(２)×　(３)√　(４)√　(５)× 技能提升 １．B　[根据题图可知,F 先增大,后减小,再增大,最后不变．则 先超重再失重,最后平衡．加速度先向上再向下,最后为零． 该过程中先向上加速再向上减速,最后静止,应为站起过程． 故B正确．] ２．AC　３．C　４．C　５．C　６．B　７．C ８．解析:(１)AB 段v１２＝２a１x１,解得a１＝ ８ ３ m /s２． (２)AB 段v１＝a１t１,解得t１＝３s,则BC 段运动时间t２＝５s －３s＝２s,BC段x２＝v１t２＋ １ ２a２t２ ２,a２＝２m/s２,过C点的 速度大小v＝v１＋a２t２＝１２m/s． (３)在BC段由牛顿第二定律得mgsinθ－Ff＝ma２,解得Ff ＝６６N． 答案:(１)８３ m /s２　(２)１２m/s　(３)６６N 素养培优 １．C　[由图可知,前１０s物体加速上升,具有向上的加速度, 则物体处于超重状态,１０~３０s物体做匀速运动,处于平衡 状态,３０~３６s物体减速上升,具有向下的加速度,处于失重 状态,３６~４６s物体加速下降,具有向下的加速度,处于失重 状态,则前１０s钢索对物体的拉力最大,则３６~４６s内钢索 的拉力小于０~１０s内钢索的拉力． 由牛顿第二定律有F－mg＝ma 由图可知,前１０s物体的加速度为a＝１１０m /s２ 解得F＝１０１０N,故 A、D错误,C正确;由图可知,３６s时物 体的速度方向改变,开始向下运动,则３６s末物体离地面的 距离最 高,大 小 为x＝ １２ × (２０＋３６)×１m＝２８m,故 B 错误．] ２．解析:(１)对货箱和挂钩整体应用牛顿第二定律有F１－(M ＋m)g＝(M＋m)a１,解得a１＝２m/s２,对货箱应用牛顿第二 定律有４FTcos６０°－Mg＝Ma１,解得FT＝１２０N． (２)货箱加速到v１＝５m/s,需上升h１＝ v１２ ２a１ ＝６􀆰２５m,因F２ ＝(M＋m)g,故此后货箱匀速上升． (３)根据题意可知,绳断时速度为５m/s,感应时间t０＝０􀆰１s, 则感应时间后货箱速度为v２＝v１－gt０＝４m/s,开启制动 后,上升过程有 Mg＋Ff＝Ma２,下降过程有 Mg－Ff＝Ma３, 又v２＝２a３( v１＋v２ ２ t０＋ v２２ ２a２ ＋h２),h２＝９􀆰５５m,解 得 Ff＝ (５０ １７－１０)N． 答案:(１)１２０N　(２)６􀆰２５m,匀速上升　(３)(５０ １７－ １０)N 假期作业８ 情景辨析 (１)×　(２)√　(３)×　(４)√　(５)× 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０７