2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時提升練8 兩類動力學(xué)問題 超重和失重.doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時提升練8 兩類動力學(xué)問題 超重和失重 題組一 動力學(xué)兩類基本問題 1.(xx江蘇蘇北四校調(diào)研)將一質(zhì)量為m的小球靠近墻面豎直向上拋出, 圖3212 圖3212甲是向上運(yùn)動的頻閃照片,圖3212乙是下降時的頻閃照片,O是運(yùn)動的最高點(diǎn),甲、乙兩次的閃光頻率相同.重力加速度為g,假設(shè)小球所受阻力大小不變,則可估算小球受到的阻力大小約為( ) A.mg B.mg C.mg D.mg 【解析】 設(shè)每塊磚的厚度是d,向上運(yùn)動的加速度為a, 則9d-3d=aT2① 設(shè)向下運(yùn)動的加速度為a′,則3d-d=a′T2② 聯(lián)立①②得:=③ 根據(jù)牛頓第二定律,向上運(yùn)動時:mg+f=ma④ 向下運(yùn)動時:mg-f=ma′⑤ 聯(lián)立③④⑤得:f=mg 【答案】 B 2.(xx河北石家莊質(zhì)檢)質(zhì)量1 kg的小物塊,在t=0時刻以5 m/s的初速度從斜面底端A點(diǎn)滑上傾角為53的斜面,0.7 s時第二次經(jīng)過斜面上的B點(diǎn),若小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為,則AB間的距離為(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】 物塊沿斜面上滑和下滑時,加速度分別為:a1=g(sin θ+μcos θ)=10 m/s2,a2=g(sin θ-μcos θ)=6 m/s2,物塊滑到最高點(diǎn)所用時間為:t1==0.5 s,位移為:x1=a1t=1.25 m,物塊從最高點(diǎn)滑到B點(diǎn)所用時間為:t2=t-t1=0.2 s,位移為:x2=a2t=0.12 m,所以AB間的距離為x1-x2=1.13 m,選項(xiàng)B對. 【答案】 B 圖3213 3.(多選)(xx湖北武昌調(diào)研)質(zhì)量m=2 kg、初速度v0=8 m/s的物體沿著粗糙的水平面向右運(yùn)動,物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,同時物體還要受一個如圖3213所示的隨時間變化的水平拉力F的作用,水平向右為拉力的正方向.則以下結(jié)論正確的是(取g=10 m/s2)( ) A.0~1 s內(nèi),物體的加速度大小為2 m/s2 B.1~2 s內(nèi),物體的加速度大小為2 m/s2 C.0~1 s內(nèi),物體的位移為7 m D.0~2 s內(nèi),物體的總位移為11 m 【解析】 由題圖可知,在0~1 s內(nèi)力F為6 N,方向向左,由牛頓運(yùn)動定律可得F+μmg=ma,解得加速度大小a=4 m/s2,在1~2 s內(nèi)力F為6 N,方向向右,由牛頓運(yùn)動定律可得F-μmg=ma1,解得加速度大小a1=2 m/s2,所以選項(xiàng)A錯誤,B正確;由運(yùn)動關(guān)系可知0~1 s內(nèi)位移為6 m,選項(xiàng)C錯誤;同理可計(jì)算0~2 s內(nèi)的位移為11 m,選項(xiàng)D正確. 【答案】 BD 4.(xx江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)盟第二次聯(lián)考)在電梯內(nèi)的地板上,豎直放置一根輕質(zhì)彈簧,彈簧上端固定一個質(zhì)量為m的物體.當(dāng)電梯勻速運(yùn)動時,彈簧被壓縮了x,某時刻后觀察到彈簧又被壓縮了,則電梯在此時刻后的運(yùn)動情況可能是( ) A.以大小為11g/10的加速度加速上升 B.以大小為11g/10的加速度減速上升 C.以大小為g/10的加速度加速下降 D.以大小為g/10的加速度減速下降 【解析】 當(dāng)電梯勻速運(yùn)動時,物體處于平衡狀態(tài),彈力kx=mg,后彈簧又被繼續(xù)壓縮了,則彈力為kx=mg,此時合力mg-mg=mg.由牛頓第二定律,可得加速度a=g,方向豎直向上,因此,物體的運(yùn)動狀態(tài)可能是以a=g勻加速上升,也有可能是以a=g勻減速下降,所以正確選項(xiàng)為D. 【答案】 D 題組二 超重與失重問題 圖3214 5.(多選)(xx陜西咸陽二模)若在某次軍事演習(xí)中,某空降兵從懸停在空中的直升機(jī)上跳下,從跳離飛機(jī)到落地的過程中沿豎直方向運(yùn)動的vt圖象如圖3214所示,則下列說法正確的是( ) A.0~10 s內(nèi)空降兵運(yùn)動的加速度越來越大 B.0~10 s內(nèi)空降兵和降落傘整體所受重力大于空氣阻力 C.10~15 s內(nèi)空降兵和降落傘整體所受的空氣阻力越來越小 D.10~15 s內(nèi)空降兵處于失重狀態(tài) 【解析】 0~10 s內(nèi)vt圖線切線的斜率越來越小,則空降兵的加速度越來越小,A項(xiàng)錯誤;0~10 s內(nèi)空降兵有向下的加速度,由牛頓第二定律得mg-f=ma,則mg>f,B項(xiàng)正確,由于a減小,則f減小,C項(xiàng)正確;10~15 s內(nèi)空降兵有向上的加速度,處于超重狀態(tài),D項(xiàng)錯誤. 【答案】 BC 圖3215 6.如圖3215所示,質(zhì)量為M的木楔ABC靜置于粗糙水平面上,在斜面頂端將一質(zhì)量為m的物體,以一定的初速度從A點(diǎn)沿平行斜面的方向推出,物體m沿斜面向下做減速運(yùn)動,在減速運(yùn)動過程中,下列有關(guān)說法中正確的是( ) A.地面對木楔的支持力大于(M+m)g B.地面對木楔的支持力小于(M+m)g C.地面對木楔的支持力等于(M+M)g D.地面對木楔的摩擦力為0 【解析】 由于物體m沿斜面向下做減速運(yùn)動,則物體的加速度方向與運(yùn)動方向相反,即沿斜面向上,則其沿豎直向上的方向有分量,故系統(tǒng)處于超重狀態(tài),所以可確定A正確、B、C錯誤;同理可知,加速度沿水平方向的分量向右,說明地面對木楔的摩擦力方向水平向右,故D錯誤. 【答案】 A 題組三 傳送帶問題 7. (多選)如圖3216所示,質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙傳送帶上,物體到傳送帶左端的距離為L,穩(wěn)定時,繩與水平方向的夾角為θ,當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度做逆時針轉(zhuǎn) 圖3216 動時(v1<v2),繩中的拉力分別為F1、F2;若剪斷細(xì)繩,物體到達(dá)左端的時間分別為t1、t2,則下列說法正確的是( ) A.F1<F2 B.F1=F2 C.t1一定大于t2 D.t1可能等于t2 【解析】 本題考查傳送帶模型的應(yīng)用,不論傳送帶的速度大小是多少,物體與傳送帶間的滑動摩擦力是一樣的,分析物體受力情況,其所受的合力為零,則F1=F2;因L的大小未知,物塊在傳送帶上的運(yùn)動情況不能確定,所以t1可能等于t2. 【答案】 BD 8. (xx湖南四校聯(lián)考)如圖3217所示,水平勻速轉(zhuǎn)動的傳送帶左右兩端相距L=3.5 m,物塊A以水平速度v0=4 m/s滑上傳送帶左端,物塊與傳送帶間的動摩 圖3217 擦因數(shù)μ=0.1,設(shè)A到達(dá)傳送帶右端時的瞬時速度為v,g取10 m/s2,下列說法正確的是( ) A.若傳送帶速度等于2 m/s,物塊可能先減速運(yùn)動,后勻速直線運(yùn)動 B.若傳送帶速度等于3.5 m/s,v一定等于3 m/s C.若v等于3 m/s,傳送帶一定沿逆時針方向轉(zhuǎn)動 D.若v等于3 m/s,傳送帶可能沿順時針方向轉(zhuǎn)動 【解析】 物塊勻減速直線運(yùn)動的加速度大小a=μg=1 m/s2,根據(jù)v2-v=2aL得v=3 m/s,知傳送帶的速度等于2 m/s時,物塊一直做勻減速直線運(yùn)動,A項(xiàng)錯誤;當(dāng)傳送帶速度等于3.5 m/s時,若傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動,物塊就先做勻減速直線運(yùn)動,再做勻速直線運(yùn)動,到達(dá)右端的速度大小為3.5 m/s,B項(xiàng)錯誤;若v=3.5 m/s,傳送帶可能做逆時針轉(zhuǎn)動,也可能順時針運(yùn)動,逆時針轉(zhuǎn)動時速度多大都可以,順時針轉(zhuǎn)動時,傳送帶速度需小于等于3 m/s,故C錯誤,D項(xiàng)正確. 【答案】 D B組 深化訓(xùn)練——提升應(yīng)考能力 9.如圖3218所示,一人站在電梯中的體重計(jì)上,隨電梯一起運(yùn)動.下列各種情況中,體重計(jì)的示數(shù)最大的是( ) A.電梯勻減速上升,加速度的大小為1.0 m/s2 B.電梯勻加速上升,加速度的大小為1.0 m/s2 圖3218 C.電梯勻減速下降,加速度的大小為0.5 m/s2 D.電梯勻加速下降,加速度的大小為0.5 m/s2 【解析】 當(dāng)電梯勻減速上升或勻加速下降時,電梯處于失重狀態(tài),設(shè)人受到體重計(jì)的支持力為FN,體重計(jì)示數(shù)大小即為人對體重計(jì)的壓力FN′.由牛頓運(yùn)動定律可得mg-FN=ma,F(xiàn)N=FN′=m(g-a);當(dāng)電梯勻加速上升或勻減速下降時,電梯處于超重狀態(tài),設(shè)人受到體重計(jì)的支持力為FN1,人對體重計(jì)的壓力FN1′,由牛頓運(yùn)動定律可得FN1-mg=ma,F(xiàn)N1=FN1′=m(g+a),代入具體數(shù)據(jù)可得B正確. 【答案】 B 10. 2012年6月27日,中國載人深潛器“蛟龍”號7 000 m級海試最大下潛深度達(dá)7 062 m,再創(chuàng)中國載人深潛記錄.設(shè)潛水器在下潛或上升的過程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用,已知海 圖3219 水浮力大小為F,設(shè)海水阻力與潛水器的速率成正比.當(dāng)潛水器的總質(zhì)量為m時恰好勻速下降,若使?jié)撍饕酝瑯铀俾蕜蛩偕细?,則需要拋棄物體的質(zhì)量為(重力加速度為g)( ) A.-m B.2(m-) C.m- D.2m- 【解析】 由于潛水器上浮與下降的速率相等,則所受阻力也相等,設(shè)運(yùn)動過程中的阻力為Ff,在勻速下降過程中:F+Ff=mg;在勻速上浮過程中:F=m′g+Ff.聯(lián)立兩式解得m′=-m,則需要拋棄的質(zhì)量為(m-m′)=2(m-),B正確. 【答案】 B 11.圖3220甲是xx年我國運(yùn)動員在倫敦奧運(yùn)會蹦床比賽中的一個情景.設(shè)這位蹦床運(yùn)動員僅在豎直方向上運(yùn)動,運(yùn)動員的腳在接觸蹦床過程中,蹦床對運(yùn)動員的彈力F隨時間t的變化規(guī)律通過傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來,如圖3220乙所示.取g=10 m/s2,根據(jù)Ft圖象求: 甲 乙 圖3220 (1)運(yùn)動員的質(zhì)量; (2)運(yùn)動員在運(yùn)動過程中的最大加速度; (3)在不計(jì)空氣阻力情況下,運(yùn)動員重心離開蹦床上升的最大高度. 【解析】 (1)由題圖乙可知運(yùn)動員所受重力為500 N,設(shè)運(yùn)動員質(zhì)量為m,則m==50 kg (2)由圖象可知蹦床對運(yùn)動員的最大彈力為 Fm=2 500 N,設(shè)運(yùn)動員的最大加速度為am,則 Fm-mg=mam am== m/s2=40 m/s2 (3)由圖象可知運(yùn)動員離開蹦床后做豎直上拋運(yùn)動,離開蹦床的時刻為6.8 s或9.4 s,再下落到蹦床上的時刻為8.4 s或11 s,它們的時間間隔均為1.6 s.根據(jù)豎直上拋運(yùn)動的對稱性,可知其自由下落的時間為0.8 s. 設(shè)運(yùn)動員上升的最大高度為H,則 H=gt2=100.82 m=3.2 m 【答案】 (1)50 kg (4)40 m/s2 (3)3.2 m 12. 如圖3221所示,傾角為37,長為l=16 m的傳送帶,轉(zhuǎn)動速度為v=10 m/s,動摩擦因數(shù)μ=0.5,在傳送帶頂端A處無初速度地釋放一個質(zhì)量為 圖3221 m=0.5 kg的物體.已知sin 37=0.6,cos 37=0.8, g取10 m/s2. 求: (1)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時,物體從頂端A滑到底端B的時間; (2)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時,物體從頂端A滑到底端B的時間. 【解析】 (1)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時,物體相對傳送帶向下運(yùn)動,則物體所受滑動摩擦力沿斜面向上,相對傳送帶向下勻加速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律有 mg(sin 37-μcos 37)=ma 則a=gsin 37-μgcos 37=2 m/s2, 根據(jù)l=at2得t=4 s. (2)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動,當(dāng)物體下滑速度小于傳送帶轉(zhuǎn)動速度時,物體相對傳送帶向上運(yùn)動,則物體所受滑動摩擦力沿傳送帶向下,設(shè)物體的加速度大小為a1,由牛頓第二定律得,mgsin 37+μmgcos 37=ma1 則有a1==10 m/s2 設(shè)當(dāng)物體運(yùn)動速度等于傳送帶轉(zhuǎn)動速度時經(jīng)歷的時間為t1,位移為x1,則有 t1== s=1 s,x1=a1t=5 m<l=16 m 當(dāng)物體運(yùn)動速度等于傳送帶速度瞬間,有mgsin 37>μmgcos 37,則下一時刻物體相對傳送帶向下運(yùn)動,受到傳送帶向上的滑動摩擦力——摩擦力發(fā)生突變.設(shè)當(dāng)物體下滑速度大于傳送帶轉(zhuǎn)動速度時物體的加速度為a2,則a2==2 m/s2 x2=l-x1=11 m 又因?yàn)閤2=vt2+a2t,則有10t2+t=11, 解得:t2=1 s(t2=-11 s舍去) 所以t總=t1+t2=2 s. 【答案】 (1)4 s (2)2 s- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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