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第3课时 牛顿第二定律的综合应用
基本技能练
1.如图1所示,是某同学站在力传感器上,做下蹲—起立的动作时记录的力随时间变化的图线,纵坐标为力(单位为N),横坐标为时间(单位为s)。由图可知,该同学的体重约为650 N,除此以外,还可以得到的信息有
( )
图1
A.该同学做了两次下蹲—起立的动作
B.该同学做了一次下蹲—起立的动作,且下蹲后约2 s起立
C.下蹲过程中人处于失重状态
D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
解析 在3~4 s下蹲过程中,先向下加速再向下减速,故人先处于失重状态后处于超重状态;在6~7 s起立过程中,先向上加速再向上减速,故人先处于超重状态后处于失重状态,选项A、C、D错误,B正确。
答案 B
2.(2014·石家庄一模)2014年2月15日凌晨,在索契冬奥会自由式滑雪女子空中技巧比赛中,中国运动员以83.50分夺得银牌。比赛场地可简化为由如图2所示的助滑区、弧形过渡区、着陆坡、减速区等组成。若将运动员视为质点,且忽略空气阻力,下列说法正确的是
( )
图2
A.运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态
B.运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态
C.运动员在跳离弧形过渡区至着陆之前的过程中处于完全失重状态
D.运动员在减速区减速过程中处于失重状态
解析 运动员在加速下滑时加速度沿竖直方向的分加速度方向向下,处于失重状态,A项错;由圆周运动知识可知,运动员在弧形过渡区加速度方向指向圆心,具有竖直向上的分加速度,运动员处于超重状态,B项错;运动员跳离弧形过渡区到着陆前,只受重力作用,处于完全失重状态,C项正确;运动员在减速区具有竖直向上的分加速度,处于超重状态,D项错误。
答案 C
3.某兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上抛过程中受到的空气阻力。将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上抛出,用频闪照相机记录了全过程,图3甲和图乙分别是上升过程和下降过程的频闪照片,O是运动的最高点。设小球所受阻力大小不变,则小球受到的阻力大小约为
( )
图3
A.eq \f(1,4)mg B.eq \f(1,3)mg C.eq \f(1,2)mg D.mg
解析 设墙面上砖的厚度为d,频闪照相的周期为T,由上升过程中加速度的大小a1=eq \f(9d-3d,T2)=eq \f(6d,T2),下降过程中加速度的大小a2=eq \f(3d-d,T2)=eq \f(2d,T2),根据牛顿第二定律,上升过程有mg+Ff=ma1,下降过程有mg-Ff=ma2,联立各式得Ff=eq \f(1,2)mg,C正确。
答案 C
4.(2014·河北石家庄质检)质量1 kg的小物块,在t=0时刻以5 m/s的初速度从斜面底端A点滑上倾角为53°的斜面,0.7 s时第二次经过斜面上的B点,若小物块与斜面间的动摩擦因数为eq \f(1,3),则AB间的距离为(已知g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
( )
A.1.05 m B.1.13 m C.2.03 m D.1.25 m
解析 物块沿斜面上滑和下滑时,加速度分别为:a1=g(sin θ+μcos θ) =10 m/s2, a2=g(sin θ-μcos θ)=6 m/s2,物块滑到最高点所用时间为t1=eq \f(v0,a1)=0.5 s,位移为x1=eq \f(1,2)a1teq \o\al(2,1) =1.25 m,物块从最高点滑到B点所用时间为t2=t-t1=0.2 s,位移为x2=eq \f(1,2)a2teq \o\al(2,2)=0.12 m,所以AB间的距离为x1-x2=1.13 m,选项B对。
答案 B
5.(多选)(2014·广东江门一模)如图4,质量为m的木块在水平向右的力F作用下在质量为M的木板上滑行,木板长度为L,保持静止。木块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ,下列说法正确的是
( )
图4
A.木板受到地面的摩擦力大小是μmg
B.木板受到地面的摩擦力大小是μ(m+M)g
C.当F>μ(m+M)g时,木板便会开始运动
D.木块滑过木板过程中,产生的内能为μmgL
解析 由于木板保持静止,木板水平方向上受到m施加的向右的滑动摩擦力和地面向左的静摩擦力而平衡,所以木板受到地面的摩擦力大小是μmg,A正确,B错误;以M为研究对象,由于μmg<μ(M+m)g,故无论F多大,木板都不会运动,C错误;木块滑过木板过程中,产生的内能E=μmgx相对=μmgL,D正确。
答案 AD
6.某马戏团演员做滑杆表演,已知竖直滑杆上端固定,下端悬空,滑杆的重力为200 N,在杆
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