第27練　(STSE問(wèn)題)利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決實(shí)際問(wèn)題　（時(shí)間　25分鐘）一、選擇題1．如圖所示，在近地圓軌道環(huán)繞地球運(yùn)行的“天宮二號(hào)”的實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，航天員景海鵬和陳冬在向全國(guó)人民敬禮時(shí)(　　)A．不受地球引力B．處于平衡狀態(tài)，加速度為零C．處于失重狀態(tài)，加速度約為gD．地板的支持力與地球引力平衡2．[2021·河北衡水中學(xué)月考]如圖所示是旅游景區(qū)中常見(jiàn)的滑索．研究游客某一小段時(shí)間沿滑索下滑時(shí)，可將滑索簡(jiǎn)化為一直桿，滑輪簡(jiǎn)化為套在桿上的環(huán)，滑輪與滑索間的摩擦力及游客所受空氣阻力不可忽略，滑輪和懸掛繩重力可忽略．則游客在某一小段時(shí)間內(nèi)勻速下滑，其狀態(tài)可能是圖中的(　　)3．(多選)2020年11月10日，“奮斗者號(hào)”在“地球第四極”馬里亞納海溝深度10 909米處成功坐底．該潛水器的上升和下潛是通過(guò)改變潛水器中的水箱和壓載鐵的質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的．在某次深潛中，潛水器的下潛過(guò)程和上升過(guò)程的v-t圖像如圖所示，其中①為下潛的圖像，②為上升的圖像，已知加速和減速過(guò)程中加速度大小均相等，假設(shè)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，潛水器的體積不變，其所受浮力恒為f，則下列說(shuō)法正確的是(　　)A．勻速下潛過(guò)程中浮力做的功為－fv0t0(2N－5)B．加速下潛過(guò)程中潛水器的總質(zhì)量為C．下潛過(guò)程和上升過(guò)程中的浮力產(chǎn)生的沖量的比值為D．下潛過(guò)程所用的時(shí)間為2Nt0－3t0二、非選擇題4．在冰壺比賽中，運(yùn)動(dòng)員用F＝6 N的水平恒力推著質(zhì)量為m＝20 kg的冰壺由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，冰壺繼續(xù)沿直線運(yùn)動(dòng)，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止的總位移為30 m，冰壺與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.01，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)撤去F之前冰壺運(yùn)動(dòng)的位移大?。?/span>(2)冰壺運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間．     5．某飛機(jī)場(chǎng)利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運(yùn)送到飛機(jī)上，傳送帶與地面的夾角θ＝30°，傳送帶兩端A，B的長(zhǎng)度L＝10 m．傳送帶以v＝5 m/s的恒定速度勻速向上運(yùn)動(dòng)，在傳送帶底端A輕輕放一質(zhì)量m＝5 kg的貨物，貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，求貨物從A端運(yùn)送到B端所需的時(shí)間．(g取10 m/s2)　       第27練　（STSE問(wèn)題）利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決實(shí)際問(wèn)題1．答案：C解析：天宮二號(hào)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)航天員處于完全失重狀態(tài)．此時(shí)仍受到地球引力作用，只不過(guò)引力恰好充當(dāng)向心力，向心加速度近似等于g；此時(shí)人對(duì)地板沒(méi)有壓力，地板對(duì)人也沒(méi)有支持力，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．2．答案：B解析：設(shè)滑索的傾角為α，游客的質(zhì)量為M，滑輪的質(zhì)量為m，重力加速度為g，若不考慮任何阻力，對(duì)滑輪及游客組成的整體應(yīng)用牛頓第二定律有（M＋m）g sin α＝（M＋m）a，解得a＝g sin α，當(dāng)懸掛繩與滑索垂直時(shí)，對(duì)游客隔離并進(jìn)行受力分析，有F合＝Ma＝Mg sin α；若滑索與滑輪之間有摩擦，而游客不受空氣阻力，則當(dāng)游客勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸掛繩必須在豎直方向，此時(shí)游客受懸掛繩的拉力與自身重力處于平衡狀態(tài)；若同時(shí)考慮滑輪與滑索間的摩擦以及游客所受的空氣阻力，則懸掛繩應(yīng)該在垂直于滑索與豎直方向之間，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．3．答案：AD解析：設(shè)下潛總時(shí)間為T，因下潛和上升的位移相等，v-t圖像與t軸圍成的面積表示位移，則v0＝·2v0，解得T＝2Nt0－3t0，選項(xiàng)D正確；由I＝ft可知，下潛過(guò)程浮力的沖量與上升過(guò)程浮力的沖量比值為下潛時(shí)間和上升時(shí)間的比值，即＝＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由v -t圖像可知，潛水器加速下潛過(guò)程中的加速度大小為a＝，根據(jù)牛頓第二定律有mg－f＝ma，解得加速下潛過(guò)程中潛水器的總質(zhì)量m＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；勻速下潛過(guò)程中，潛水器的位移為x＝v0（2Nt0－5t0），則浮力做的功為W＝－fx＝－fv0t0（2N－5），選項(xiàng)A正確．4．答案：（1）10 m?。?）30 s解析：（1）冰壺勻加速過(guò)程和勻減速過(guò)程分別應(yīng)用牛頓第二定律，得F－μmg＝ma1，μmg＝ma2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得v2－0＝2a1x1，v2＝2a2x2根據(jù)題意有x1＋x2＝30 m，聯(lián)立解得x1＝10 m.（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x1＝a1t，x2＝a2t代入數(shù)據(jù)得t1＝10 s，t2＝20 s所以冰壺運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t＝t1＋t2＝30 s．5．答案：3 s解析：對(duì)貨物進(jìn)行受力分析如圖所示．由牛頓第二定律有μmg cos 30°－mg sin 30°＝ma，解得a＝2.5 m/s2.貨物勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝＝2 s貨物勻加速運(yùn)動(dòng)的位移s1＝at＝5 m隨后貨物做勻速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)位移s2 ＝L－s1 ＝5 m勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2＝＝1 s故所需時(shí)間t＝t1＋t2＝3 s．

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