1、第27练(STSE问题)利用牛顿运动定律解决实际问题（时间25分钟）一、选择题1如图所示，在近地圆轨道环绕地球运行的“天宫二号”的实验舱内，航天员景海鹏和陈冬在向全国人民敬礼时()A不受地球引力B处于平衡状态，加速度为零C处于失重状态，加速度约为gD地板的支持力与地球引力平衡22021河北衡水中学月考如图所示是旅游景区中常见的滑索研究游客某一小段时间沿滑索下滑时，可将滑索简化为一直杆，滑轮简化为套在杆上的环，滑轮与滑索间的摩擦力及游客所受空气阻力不可忽略，滑轮和悬挂绳重力可忽略则游客在某一小段时间内匀速下滑，其状态可能是图中的()3(多选)2020年11月10日，“奋斗者号”在“地球第四极”马
2、里亚纳海沟深度10 909米处成功坐底该潜水器的上升和下潜是通过改变潜水器中的水箱和压载铁的质量来实现的在某次深潜中，潜水器的下潜过程和上升过程的vt图像如图所示，其中为下潜的图像，为上升的图像，已知加速和减速过程中加速度大小均相等，假设在整个运动过程中，潜水器的体积不变，其所受浮力恒为f，则下列说法正确的是()A匀速下潜过程中浮力做的功为fv0t0(2N5)B加速下潜过程中潜水器的总质量为C下潜过程和上升过程中的浮力产生的冲量的比值为D下潜过程所用的时间为2Nt03t0二、非选择题4在冰壶比赛中，运动员用F6 N的水平恒力推着质量为m20 kg的冰壶由静止开始运动，一段时间后撤去F，冰壶继续
3、沿直线运动，从开始运动到停止的总位移为30 m，冰壶与冰面之间的动摩擦因数为0.01，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)撤去F之前冰壶运动的位移大小；(2)冰壶运动的总时间5某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角30，传送带两端A，B的长度L10 m传送带以v5 m/s的恒定速度匀速向上运动，在传送带底端A轻轻放一质量m5 kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数，求货物从A端运送到B端所需的时间(g取10 m/s2)第27练（STSE问题）利用牛顿运动定律解决实际问题1答案：C解析：天宫二号做匀速圆周运动时航天员处于完全失重状态此时仍受到地球引力作用，
4、只不过引力恰好充当向心力，向心加速度近似等于g；此时人对地板没有压力，地板对人也没有支持力，故C正确，A、B、D错误2答案：B解析：设滑索的倾角为，游客的质量为M，滑轮的质量为m，重力加速度为g，若不考虑任何阻力，对滑轮及游客组成的整体应用牛顿第二定律有（Mm）g sin （Mm）a，解得ag sin ，当悬挂绳与滑索垂直时，对游客隔离并进行受力分析，有F合MaMg sin ；若滑索与滑轮之间有摩擦，而游客不受空气阻力，则当游客匀速运动时，悬挂绳必须在竖直方向，此时游客受悬挂绳的拉力与自身重力处于平衡状态；若同时考虑滑轮与滑索间的摩擦以及游客所受的空气阻力，则悬挂绳应该在垂直于滑索与竖直方向之
5、间，选项B正确，A、C、D错误3答案：AD解析：设下潜总时间为T，因下潜和上升的位移相等，vt图像与t轴围成的面积表示位移，则v02v0，解得T2Nt03t0，选项D正确；由Ift可知，下潜过程浮力的冲量与上升过程浮力的冲量比值为下潜时间和上升时间的比值，即，选项C错误；由v t图像可知，潜水器加速下潜过程中的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有mgfma，解得加速下潜过程中潜水器的总质量m，选项B错误；匀速下潜过程中，潜水器的位移为xv0（2Nt05t0），则浮力做的功为Wfxfv0t0（2N5），选项A正确4答案：（1）10 m（2）30 s解析：（1）冰壶匀加速过程和匀减速过程分别应用牛顿第二定律，得Fmgma1，mgma2由运动学公式，得v202a1x1，v22a2x2根据题意有x1x230 m，联立解得x110 m.（2）根据运动学公式有x1a1t，x2a2t代入数据得t110 s，t220 s所以冰壶运动的总时间为tt1t230 s5答案：3 s解析：对货物进行受力分析如图所示由牛顿第二定律有mg cos 30mg sin 30ma，解得a2.5 m/s2.货物匀加速运动的时间t12 s货物匀加速运动的位移s1at5 m随后货物做匀速运动运动位移s2 Ls1 5 m匀速运动时间t21 s故所需时间tt1t23 s