更上一層樓基礎(chǔ)·鞏固·達(dá)標(biāo)1.下列物體處于平衡狀態(tài)的是（）A.靜止在粗糙斜面上的物體B.物體在光滑斜面上由靜止釋放后沿斜面自由下滑C.在平直公路上勻速行駛的汽車D.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開始下落時(shí)解析：在共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)的物體，必然同時(shí)具備兩個(gè)特點(diǎn)：從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)說，物體保持靜止或勻速運(yùn)動(dòng)，加速度為零；從受力情況來(lái)說，合力為零。因此，判斷物體是否處于平衡狀態(tài)可以有兩種方法：一種是根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)看運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不是不變，加速度是不是為零；另一種是根據(jù)物體的受力情況，看合力是不是為零。顯然，靜止在粗糙斜面上的物體和勻速行駛的汽車都處于平衡狀態(tài)，而沿光滑斜面由靜止加速下滑的物體，加速度不等于零，不處于平衡狀態(tài)；做自由落體的物體在剛開始下落時(shí)，盡管速度v=0，但加速度a=g≠0，合力F=G≠0，故也不處于平衡狀態(tài)。答案：AC2.如圖4-7-10所示，某個(gè)物體在F1、F2、F3和F4四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60°而保持其大小不變，其余三個(gè)力的大小和方向均保持不變，則此時(shí)物體所受到的合力大小為（）圖4-7-10A.D.解析：由共點(diǎn)力的平衡條件可知，F(xiàn)1、F2、F3和F4的合力應(yīng)為零，F(xiàn)1、F2、F3的合力應(yīng)與F4等值反向。當(dāng)F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60°而保持其大小不變時(shí)，F(xiàn)1、F2、F3的合力的大小仍為F4，但方向與F4成120°，由平行四邊形法則可得，此時(shí)物體所受的合力大小仍為F4。所以本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為C。答案：C3.固定在電梯中的彈簧秤的下端懸掛一質(zhì)量為m的物體，電梯靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)與物體重力大小G相等。下列說法正確的是（）A.當(dāng)電梯勻速向上時(shí)，彈簧秤的示數(shù)增大，電梯勻速下降時(shí)，彈簧秤的示數(shù)減小B.只有電梯加速上升時(shí)，彈簧秤的示數(shù)才會(huì)增大；也只有電梯加速下降時(shí)，彈簧秤的示數(shù)才會(huì)減小C.不管電梯向上或向下運(yùn)動(dòng)，只要加速度的方向豎直向上，彈簧秤的示數(shù)一定增大D.不管電梯向上或向下運(yùn)動(dòng)，只要加速度的方向豎直向下，彈簧秤的示數(shù)一定減小解析：電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，里面的物體m也處于平衡狀態(tài)，彈簧對(duì)物體的拉力與物體的重力相等。物體具有向上的加速度時(shí)，不管物體的運(yùn)動(dòng)方向如何，由牛頓第二定律都有T－mg=ma，彈簧秤的示數(shù)T=mg+ma＞mg，即所謂的“超重”現(xiàn)象。物體具有豎直向下的加速度時(shí)，不管物體向上或向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律都有mg－T=ma，彈簧秤的示數(shù)T=mg－ma＜mg，即所謂的“失重”現(xiàn)象。答案為CD。答案：CD4.如圖4-7-11所示，在升降機(jī)內(nèi)，一人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，則他自己的下列判斷可能正確的是（g取10m/s2）（）圖4-7-11A.升降機(jī)以8m/s2的加速度加速上升B.升降機(jī)以2m/s2的加速度加速下降C.升降機(jī)以2m/s2的加速度減速上升D.升降機(jī)以8m/s2的加速度減速下降解析：由題意知，磅秤對(duì)人的支持力比人的體重小20%，則為失重問題。由分析人的受力得出人的運(yùn)動(dòng)情況，由于人與升降機(jī)相對(duì)靜止，那么人的運(yùn)動(dòng)情況即為升降機(jī)運(yùn)動(dòng)情況。對(duì)人受力分析，由牛頓第二定律：F合=ma，mg－F=ma，a==2m/s2，方向：豎直向下。答案：BC5.(2022全國(guó))下列哪個(gè)說法是正確的（）A.體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D.游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)解析：當(dāng)加速度豎直向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài)，當(dāng)加速度豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員上升和下降時(shí)，加速度方向?yàn)橄蛳拢继幱谑е貭顟B(tài)，靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)加速度為零，是平衡狀態(tài)，所以B選項(xiàng)正確。答案：B6.(2022全國(guó))一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為g，g為重力加速度，人對(duì)電梯底部的壓力為（）解析：由牛頓第二定律得FN-mg=ma，a=g，F(xiàn)N=mg。答案：D7.據(jù)報(bào)道，某航空公司的一架客機(jī)，在正常航線上做水平飛行時(shí)，由于突然受到強(qiáng)大垂直氣流的作用，使飛機(jī)在10s內(nèi)下降高度1700m，造成對(duì)眾多乘客和機(jī)組人員的傷害，如果只研究飛機(jī)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，且假設(shè)這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，試計(jì)算：（1）飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度多大？方向怎樣？（2）乘客所系安全帶必須提供相當(dāng)于乘客體重多少倍的拉力才能使乘客不脫離座椅？（3）未系安全帶的乘客，相對(duì)于機(jī)艙將向什么方向運(yùn)動(dòng)？最可能受到傷害的是人體的什么部位？解：（1）由h=at2得，a==m/s=34m/s2；（2）在豎直下降時(shí)，乘客受重力和安全帶的拉力作用，由F合=F+mg=ma，代入數(shù)據(jù)解得F=24m=，所以安全帶必須提供相當(dāng)于乘客體重倍的拉力才能使乘客不脫離座椅；（3）如果沒有系安全帶，則乘客相對(duì)于機(jī)艙將向上勻加速運(yùn)動(dòng)，這樣乘客的頭部最容易受到傷害。綜合·應(yīng)用·創(chuàng)新8.搬運(yùn)工用磚卡搬磚頭時(shí)，磚卡對(duì)磚頭的水平作用力為F，如圖4-7-12所示，每塊磚的質(zhì)量為m。設(shè)所有接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。則第二塊磚對(duì)第三塊磚的摩擦力大小為（）A.B.C.μF圖4-7-12解析：先整體分析，將五塊磚作為一個(gè)整體可得：磚塊1的左側(cè)面和磚塊5的右側(cè)面所受摩擦力大小相等，均為mg，方向均為豎直向上。然后將磚塊1、2作為一個(gè)小的整體隔離出來(lái)，則它們受三個(gè)力的作用，重力2mg、磚塊對(duì)它們的向上的摩擦力mg、磚塊3對(duì)它們的摩擦力。物體在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)。因此，第二塊磚和第三塊磚之間的摩擦力為，故答案應(yīng)選A項(xiàng)。答案：A9.一個(gè)人站在體重計(jì)的測(cè)盤上，在人下蹲的過程中，指針示數(shù)變化應(yīng)是（）A.先減小，后還原B.先增加，后還原C.始終不變D.先減小，后增加，再還原解析：人蹲下的過程經(jīng)歷了加速向下、減速向下和靜止這三個(gè)過程。在加速向下時(shí)，人獲得向下的加速度a，由牛頓第二定律得：mg－FN=mAFN=m（g－a）＜mg。由此可知彈力FN將小于重力mg。在向下減速時(shí)，人獲得向上的加速度a，由牛頓第二定律得：FN－mg=mAFN=m（g+a）＞mg。彈力FN將大于mg。當(dāng)人靜止時(shí)，F(xiàn)N=mg。答案：D10.原來(lái)做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)，有一被伸長(zhǎng)的彈簧拉住的具有一定質(zhì)量的物體A靜止在地板上，如圖4-7-13所示，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方，由此可判斷，此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況可能是（）圖4-7-13A.加速上升B.減速上升C.加速下降D.減速下降解析：本題考查超重、失重對(duì)靜摩擦力大小的影響。升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體靜止在升降機(jī)的地板上，說明物體受到的靜摩擦力與彈簧的拉力平衡，物體突然被彈簧拉向右方，說明摩擦力減小，其原因只能是物體與地板間的正壓力減小，物體處于失重狀態(tài)，具有向下的加速度，即可能減速上升或加速下降。答案：BC11.水平面上一個(gè)重100N的物體在拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)，如圖4-7-14所示。已知F=50N且與水平方向成30°角。求物體與平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。圖4-7-14解析：此題為共點(diǎn)力平衡問題，研究對(duì)象是水平面上的物體，受四個(gè)力的作用，可采用正交分解法求解。解：物體受力情況如下圖所示，其中F為已知拉力，G為重力，F(xiàn)N為支持力，F(xiàn)f為摩擦力。建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)摩擦力Ff=μFN和物體平衡條件有Fx合=F