高三物理 专题3《力与运动》第3课时《瞬时问题与动态分析 超重与失重》复习测试

第二单元 牛顿运动定律应用（一）第3课时 瞬时问题与动态分析 超重与失重要点一 瞬时问题即学即用1如图所示,物体甲、乙质量均为m ,弹簧和悬线的质量可忽略不计当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加 速度数值应为（ ）A 甲是0,乙是g ,乙是g C 甲是0,乙是0 D 甲是2g,乙是g答案 B要点二 动态分析即学即用2如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O 点,另一端连接小物体,弹簧自由伸长到B 点,让 小物体m 把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止,物体与水平地面间的 动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是（ ）速度越来越大,从B 到C 速度越来越小 速度越来越小,从B 到C 加速度不变 先加速后减速,从B 到C 一直减速运动 点受合外力为零 答案 C要点三 超重与失重工 即学即用3下列关于超重和失重现象的描述中正确的是（ ）A 电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于超重状态B 磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,列车上的乘客处于超重状态C 荡秋千时秋千摆到最低位置时,人处于失重状态D “神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时,飞船内的宇宙员处于完全失重状态 答案 D题型1 瞬时问题【例1】如图如图（a）所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态（1）现将图（a）中L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度（2）若将图（a）中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图（b）所示,求剪断L2瞬间物体的加速度答案（1）g inθ（2）g tanθ题型2 程序法分析动态问题【例2】一个小球（小球的密度小于水的密度）从较高的位置落下来,落入足够深的水池中,在小球从静止下落,直到在水中下落到最大深度的过程中,下列小球速度随时间变化的图线可能正确的是（）答案A题型3 超重与失重观点解题【例3】如图所示,在台秤的托盘上,放着一个支架,支架上挂着一个电磁铁A,电磁铁的正下方有一铁块B,电磁铁不通电时,台秤的示数为G当接通电路,在铁块被电磁铁吸起的过程中,台秤的示数将（）A不变B变大C变小D忽大忽小答案 B题型4 运动建模【例4】一科研火箭从某一无大气层的行星的一个极竖直向上发射,由火箭传来的无线电信息表明:从火箭发射时的一段时间t内（火箭喷气过程）,火箭上所有物体对支持物的压力或对其悬挂装置的拉力是火箭发射前的倍,除此之外,在落回行星表面前的所有时间内,火箭里的物体处于失重状态,问从火箭发射到落回行星表面经过多长时间（行星引力大小随距行星表面高度的变化可忽略不计）答案 3t1如图所示,物体的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示（已知co 53°=,in 53°=）以下说法正确的是（）353535答案D4如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端固定,下端悬空为了研究学生沿杆的下滑情况,在杆顶部装有一拉力传感器,可显示杆顶端所受拉力的大小现有一学生（可视为质点）从上端由静止开始滑下,5 末滑到杆底时速度恰好为零以学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示,g取10 m/2求:（1）该学生下滑过程中的最大速率（2）滑杆的长度答案（1）2.4 m/ （2）6.0 m。

一、选择题(1～7题为单选题，8题为多选题)1．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。

无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。

一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。

那以下列说法中正确的是( )A ．顾客始终受到三个力的作用B ．顾客始终处于超重状态C ．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D ．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下[答案] C[解析] 当电梯匀速运转时，顾客只受两个力的作用，即重力和支持力，故A 、B 都不对；由受力分析可知，加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力，故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，而匀速时没有摩擦力，此时方向竖直向下，故选C 。

2.(2014·陕西师大附中高三模拟)如图所示，一个重力G ＝4N 的物体放在倾角为30°的光滑斜面上，斜面放在台秤上，当烧断细线后，物块正在下滑的过程中与稳定时比较，台秤示数(g ＝10m/s2)( )A ．减小2NB ．减小1NC ．增大2ND ．增大1N[答案] B[解析] 物体的加速度a ＝gsin30°＝5m/s2，竖直向下的分加速度为ay ＝a·sin30°＝2.5m/s2，台秤示数的减小量为ΔG ＝may ＝0.4×2.5N ＝1N ，故B 正确。

3.(2014·广东湛江一模)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述正确的是( )A ．小球的速度先减小后增大B ．小球的加速度先减小后增大C ．小球的加速度先增大后减小D ．在该过程的位移中点处小球的速度最大[答案] B[解析] 小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，当mg>kx 时，小球做加速度减小的加速运动；当mg ＝kx 时，小球的加速度等于零，速度达到最大；当mg<kx 时，小球做加速度增大的减速运动。

2021年高考物理总复习 第3章 第2讲 两类动力学问题 超重和失重课时限时检测知识点 题号易 中难 动态分析 3 5、7超重、失重1、2 4、8两类动力学问题6 9 10、11、12 A B ．木块立即做加速度减小的减速直线运动C ．在弹簧弹力大小等于恒力F 时，木块的速度最大D ．在弹簧处于最大压缩量时，木块的加速度为零【解析】 当木块刚接触弹簧时，恒力F 大于弹簧弹力，木块仍有向左的加速度，随着弹簧的压缩量x 的增大，弹力增大，由牛顿第二定律F －kx ＝ma 知木块的加速度逐渐减小，但加速度、速度同向，故木块做加速度减小的加速运动，当kx ＝F 时，木块速度最大，之后加速度反向，木块向左做加速度增大的减速运动，直到速度减为零，此时木块具有向右的最大加速度，综上所述可知A 、B 、D 错，C 对．【答案】 C4.图3－2－15(xx·洛阳一中质检)如图3－2－15所示为索道输运货物的情景．已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3.当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)( )A ．0.35mgB ．0.4mgC ．0.3mgD ．0.2mg【解析】重物受力图如图所示，根据牛顿第二定律可得N －mg ＝ma sin 37°，f ＝ma cos 37°，解得f ＝0.2mg ，即D 正确．【答案】 D5．(xx·江苏高考)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象，可能正确的是( )【解析】 皮球上升过程中受重力和空气阻力作用，由于空气阻力大小与速度成正比，速度v 减小，空气阻力f ＝kv 也减小，根据牛顿第二定律mg ＋f ＝ma ，知a ＝kvm＋g ，可知，a 随v 的减小而减小，且v 变化得越来越慢，所以a 随时间t 减小且变化率减小，选项C 正确．【答案】 C图3－2－166．(xx·浙江联考)如图3－2－16所示，质量m ＝1 kg 、长L ＝0.8 m 的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.4.现用F＝5 N 的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F 的作用时间至少为(取g ＝10 m/s 2)( )A ．0.8 sB ．1.0 s C.255s D.2510s 【解析】 板在F 作用下做加速运动F －μmg ＝ma 1，a 1＝1 m/s 2，v 2＝2a 1x 1F 撤去后物体做减速运动，μmg ＝ma 2，a 2＝4 m/s 2.速度减为零v 2＝2a 2x 2.当板的重心越过桌子边缘会自动翻下桌子，则有x 1＋x 2＝L2. v 22a 1＋v 22a 2＝L 2，v ＝0.8 m/s ，t 1＝v a 1＝0.8 s ，故A 项正确． 【答案】 A7．雨滴在下降过程中，由于水汽的凝聚，雨滴质量将逐渐增大，同时由于速度逐渐增大，空气阻力也将越来越大，最后雨滴将以某一收尾速度匀速下降，在此过程中( )A ．雨滴所受到的重力逐渐增大，重力产生的加速度也逐渐增大B ．由于雨滴质量逐渐增大，下落的加速度逐渐减小C ．由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度逐渐减小D ．雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度不变【解析】 雨滴在下落过程中，质量逐渐增大，雨滴所受的重力逐渐增大，但重力产生的加速度始终为g ，故A 错误，D 正确；由mg －F f ＝ma 得：a ＝g －F f m，可见雨滴下落的加速度逐渐减小的原因不是m 增大，而是F f 增大，故B 错误，C 正确．【答案】 CD图3－2－178．(xx·保定模拟)某研究性学习小组用实验装置模拟火箭发射卫星．火箭点燃后从地面竖直升空，燃料燃尽后火箭的第一级和第二级相继脱落，实验中速度传感器测得卫星竖直方向的速度—时间图象如图3－2－17所示，设运动中不计空气阻力，燃料燃烧时产生的推力大小恒定．下列判断正确的是( )A ．t 2时刻卫星到达最高点，t 3时刻卫星落回地面B ．卫星在0～t 1时间内的加速度大于t 1～t 2时间内的加速度C. t 1～t 2时间内卫星处于超重状态D. t 2～t 3时间内卫星处于失重状态【解析】 卫星在0～t 3时间内速度方向不变，一直升高，在t 3时刻到达最高点，A 错误；v －t 图象的斜率表示卫星的加速度，由图可知，t 1～t 2时间内卫星的加速度大，B 错误；t 1～t 2时间内，卫星的加速度竖直向上，处于超重状态，t 2～t 3时间内，卫星的加速度竖直向下，处于失重状态，故C 、D 正确．【答案】 CD9．实验小组利用DIS 系统(数字化信息实验室系统)，观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10 N 的钩码．在电梯运动的过程中，计算机显示屏上显示出如图3－2－18所示的图线，根据图线分析可知，下列说法中正确的是( )图3－2－18A ．从时刻t 1到t 2，钩码处于失重状态；从时刻t 3到t 4，钩码处于超重状态B ．t 1到t 2时间内，电梯一定正在向下运动；t 3到t 4时间内，电梯可能正在向上运动C ．t 1到t 4时间内，电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下D ．t 1到t 4时间内，电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上【解析】F－t图象中的力F是钩码对传感器的作用力，也等于传感器对钩码向上的拉力．当F＝10 N时，钩码(连同电梯)正在匀速运动(向上或向下)，t1～t2时间内，拉力小于重力，钩码处于失重状态，所以加速度的方向向下，即电梯向下加速或向上减速，而在t3～t4时间内，向上的拉力大于重力，钩码处于超重状态，即电梯向上加速或向下减速，故A、C正确．【答案】AC☆10.图3－2－19(xx届大连模拟)如图3－2－19所示，水平传送带A、B两端相距x＝3.5 m，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，物体滑上传送带A端的瞬时速度v A＝4 m/s，到达B端的瞬时速度设为v B.下列说法中正确的是( )A．若传送带不动，v B＝3 m/sB．若传送带逆时针匀速转动，v B一定等于3 m/sC．若传送带顺时针匀速转动，v B一定等于3 m/sD．若传送带顺时针匀速转动，v B有可能等于3 m/s【解析】当传送带不动时，物体从A到B做匀减速运动，a＝μg＝1 m/s2，物体到达B点的速度v B＝v2A－2ax＝3 m/s.当传送带逆时针匀速转动时，物体滑上传送带后所受摩擦力不变，物体以相同的加速度一直减速至B，v B＝3 m/s.当传送带顺时针匀速转动时，传送带的速度不同，物体滑上传送带后的运动情况不同．如果传送带速度大于4 m/s，则物体可能一直加速，也可能先加速后匀速；当传送带速度等于4 m/s时，物体匀速；当传送带速度小于4 m/s时，物体可能一直减速，也可能先减速后匀速．【答案】ABD二、非选择题(本题共2小题，共30分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)☆11.(15分)图3－2－20甲是xx年我国运动员在伦敦奥运会蹦床比赛中的一个情景．设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图乙所示．取g＝10 m/s2，根据F－t图象求：图甲图乙图3－2－20(1)运动员的质量；(2)运动员在运动过程中的最大加速度；(3)在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度．【解析】 (1)由题图乙可知运动员所受重力为500 N ，设运动员质量为m ，则，m ＝G g＝50 kg(2)由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为 F m ＝2 500 N ，设运动员的最大加速度为a m ，则F m －mg ＝ma ma m ＝F m －mg m ＝2 500－50050m/s 2＝40 m/s 2 (3)由图象可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8 s 或9.4 s ，再下落到蹦床上的时刻为8.4 s 或11 s ，它们的时间间隔均为1.6 s ．根据竖直上抛运动的对称性，可知其自由下落的时间为0.8 s.设运动员上升的最大高度为H ，则H ＝12gt 2＝12×10×0.82 m ＝3.2 m 【答案】 (1)50 kg (4)40 m/s 2 (3)3.2 m☆12.图3－2－21(15分)(xx·西安一中检测)如图3－2－21所示，传送带与地面倾角θ＝37°，从A 到B 长度为16 m ，传送带以10 m/s 的速度逆时针转动．在传送带上端A 处无初速度的放一个质量为0.5 kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A 运动到B 所用时间是多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2)【解析】 物体放在传送带上后，开始的阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，物体所受的摩擦力沿传送带向下，受力如图甲所示，物体由静止加速，由牛顿第二定律得，mg sinθ＋μmg cos θ＝ma 1，解得a 1＝10 m/s 2物体加速到与传送带相同的速度需要的时间为t 1＝v a 1＝1010s ＝1 s 物体加速到与传送带相同的速度经过的位移为s ＝12a 1t 21＝5 m 由于μ<tan θ(μ＝0.5，tan θ＝0.75)，物体在重力作用下将继续加速运动，当物体的速度大于传送带的速度时，物体受到沿传送带向上的摩擦力，受力如图乙所示由牛顿第二定律得mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2解得a 2＝2 m/s 2设后一阶段物体滑至底端所用时间为t 2由L －s ＝vt 2＋12a 2t 22 解得t 2＝1 s(t 2＝－11 s 舍去)所以，物体从A 运动到B 所用时间t ＝t 1＋t 2＝2 s.【答案】 2 s 38639 96EF 雯\S24267 5ECB 廋$23905 5D61 嵡H30156 75CC 痌222119 5667 噧a20695 50D7 僗UY32388 7E84 纄。

课时限时练(限时：30分钟)对点练1 瞬时问题1.(2020·福建龙岩市期末质量检查)如图1所示，在倾角为θ＝30°的光滑固定斜面上，物块A 、B 质量均为m 。

物块A 静止在轻弹簧上端，物块B 用细线与斜面顶端相连，A 、B 靠在一起，但A 、B 之间无弹力。

已知重力加速度为g ，某时刻将细线剪断，下列说法正确的是( )图1A.细线剪断前，弹簧的弹力为mgB.细线剪断前，细线的拉力为mgC.细线剪断瞬间，弹簧的弹力发生变化D.细线剪断瞬间，物块B 的加速度大小为14g答案 D解析 细线剪断前，由于A 、B 之间无弹力，对A 分析可以得到弹簧的弹力F ＝mg sin θ＝12mg ，对B 分析可以得到F T ＝mg sin θ＝12mg ，故A 、B 错误；细线剪断瞬间，弹簧的弹力不变，故C 错误；细线剪断瞬间，对A 、B 系统，加速度大小a ＝2mg sin θ－F 2m＝14g ，故D 正确。

2.如图2所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量均为m ，2、4质量均为m 0，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。

现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a 1、a 2、a 3、a 4。

重力加速度大小为g ，则有( )图2A.a 1＝a 2＝a 3＝a 4＝0B.a 1＝a 2＝a 3＝a 4＝gC.a 1＝a 2＝g ，a 3＝0，a 4＝m ＋m 0m 0g D.a 1＝g ，a 2＝m ＋m 0m 0g ，a 3＝0，a 4＝m ＋m 0m 0g 答案 C解析 在抽出木板的瞬间，物块1、2与轻杆接触处的形变立即消失，物块1、2受到的合力大小均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a 1＝a 2＝g ；物块3、4间轻弹簧的形变还没改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为F ＝mg ，因此物块3满足F －mg ＝0，即a 3＝0；对物块4由牛顿第二定律得a 4＝F ＋m 0g m 0＝m 0＋m m 0g ，故C 正确，A 、B 、D 错误。

高三物理超重失重试题答案及解析1.太空授课中，王亚平成功地制成了晶莹剔透的大水球，并用注射器在水球中注入了红色的液体，最终看到了红色液体充满了整个水球。

有关这个现象，下列说法错误的是A．大水球处于完全失重状态B．大水球处于平衡状态C．大水球成球形是因为水的表面张力D．红色液体的扩散反映了液体分子的无规则运动【答案】B【解析】该大水球的重力完全充当向心力，处于完全失重状态，A正确B错误；表面张力是使表面收缩的力。

在没有外力作用下，球形的表面积最小，即表面收缩得最小，故液滴为球形，C正确；红色液体在水球中慢慢散开，这是一种扩散现象，说明分子在不停的做无规则运动，D正确；【考点】考查了完全失重，液体张力，分子扩散2.某同学站在装有力传感器的轻板上做下蹲-起立的动作。

.如图所示为记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为牛顿），横坐标为时间（单位为秒)。

由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，以下有关由图线还可以得到的信息，其中正确的是（）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2s起立C．下蹲过程中人处于失重状态，起立过程中人处于超重状态D．下蹲过程中人所受重力先变小后变大【答案】B【解析】由图线可看出，该同学先失重后超重，再超重再失重的过程，即该同学先加速下蹲后减速下蹲，再加速起立，再减速起立，即该同学经历了一次下蹲-起立的动作，从图像看出下蹲后约2s起立，选项A 错误，B正确；下蹲和起立过程中都有超重和失重状态，选项C 错误；下蹲和起立过程中人所受重力保持不变，选项D错误。

【考点】超重和失重。

3.如图所示，假设地球是个半径为R的标准的球体，其表面的重力加速度为g，有一辆汽车沿过两极的圆周轨道沿地面匀速率行驶，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．重力和地面的支持力是一对平衡力B．汽车的机械能保持不变C．汽车在北极处于超重状态，在南极处于失重状态D．若汽车速率为，重力的作用效果是改变汽车的运动状态【答案】BD【解析】A、汽车在地球两极行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力．设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得：，得。

3-31.0m1.0m0.5m0.5m g－F N＝ma⇒F N＝F N′＝mg－a；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计的支持力为F N1，人对体重计的压力F N1′，由牛顿第二、第三定律可得：F N1－mg＝ma⇒F N1＝F N1′＝mg ＋a，代入具体数据可得B正确．4．2022·西宁模拟如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为g inθB．B球的受力情况未变，瞬时加速度为零C．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2g inθD．弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零[答案]BC[解析] 线烧断瞬间，弹簧弹力与原来相等，B球受力平衡，a B＝0，A球所受合力为mg inθ＋＝2mg inθ，故a A＝2g inθ5．如图所示，A为电磁铁、C为胶木秤盘，A和C包括支架的总质量为m1，B为铁片，质量为m2，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为A．F＝m1g B．m1gm1＋m2g[答案] D[解析] 对整体应用牛顿运动定律．取A、B、C为系统，B向上加速，整体处于超重状态，F>m1＋m2g，选D的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的劲度系数为的轻质弹簧，如图所示．当物块与弹簧接触且向右运动的过程中，下列说法正确的是A．物块在接触弹簧的过程中一直做减速运动B．物块接触弹簧后先加速后减速，当弹力等于F时其速度最大C．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度等于F/mD．当物块的速度为零时，弹簧的压缩量等于F/[答案] B[解析] 物块接触弹簧后，弹簧形变量逐渐增大，开始一段时间弹力小于F，所以物块会继续向右加速，直到弹力等于F，此时加速度为0，但速度达到最大；物块继续向右运动，弹簧形变量继续增大，弹力大于F，加速度方向变为向左，开始减速，直到速度为零，故A 错，B对；由于无法得到物块接触弹簧时的速度，弹簧的最大形变量无法得知，故加速度不能确定，故C错；物块速度为零时，弹簧压缩量必大于F/，故D错．7某同学为了研究超重和失重现象，将重为50N的物体带进竖直升降的电梯中，放置在压力传感器的水平载物面上．电梯由启动到停止的过程中，测得压力F—时间t变化的图象如图所示．设在t1＝3和t2＝8时电梯的速度分别为v1和v2，由此他做出判断A．电梯在上升，v1>v2B．电梯在上升，v1v2[答案] B[解析] 在0～4内，F>mg，故物体处于超重状态，电梯具有向上的加速度，电梯一定加速上升，而且在t＝3时电梯正在加速，而t＝8时的电梯的速度与电梯在t＝4时的速度相等，故有v1<v2，所以只有B正确．8．2022·苏北四市二调在探究超重和失重规律时，一位体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可有正确的是[答案] D[解析] 发生超重和失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向，当加速度向上时就超重，当加速度向下时就失重．完成一次下蹲动作，它包括的物理过程是：先加速向下运动，然后减速向下运动，对应的加速度方向是先向下，后向上，即先失重后超重，对应的选项是D二、非选择题9．一个质量是50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m A＝5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为取10m/2，求此时人对地板的压力．[答案]400N 方向竖直向下[解析] 以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示，选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可得m A g－F T＝m A a，所以a＝错误!＝错误!m/2＝2m/2再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力F N仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得m人g－F N＝＝m人g－m人a＝50×10－50×2 N＝400N由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400N，方向竖直向下．10．完整的撑秆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段，持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落．运动员从静止开始以加速度a＝1.25m/2匀加速助跑，速度达到v＝9.0m/时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2＝4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t＝已知运动员的质量m＝65kg，重力加速度g 取10m/2，不计空气的阻力，求：1运动员起跳前的助跑距离；2假如运动员从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小．[答案]132.4m 21300N[解析] 1设助跑距离为，由运动学公式v2＝2a解得：＝错误!＝2运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v′，由运动学公式有：v′2＝2gh2设软垫对运动员的作用力为F，由牛顿第二定律得F－mg＝ma′由运动学公式a′＝错误!解得：F＝1300N11．2022·北京东城区检测杂技中的“顶竿”是由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑．若竹竿上演员自竿顶由静止开始下滑，滑到竹竿底部时速度正好为零．已知竹竿底部与下面顶竿人肩部之间有一传感器，传感器显示竿上演员自竿顶滑下过程中顶竿人肩部的受力情况如图所示．竹竿上演员质量为m1＝40kg，竹竿质量m2＝10kg，g＝10m/21求竹竿上的人下滑过程中的最大速度v1；2请估测竹竿的长度h[答案]14m/ 212m[解析] 1在演员下滑的前4内，顶竿人肩部对竹竿的支持力为F1＝460N，竹竿和上面的演员总重力为500N，人匀加速下滑，加速度为a1, a1＝错误!＝1m/2演员由静止下滑，下滑4后达到最大速度v1，有v1＝a1t1＝4m/2在演员下滑的前4，为匀加速下滑，下滑距离为h1h1＝错误!t1＝8m在演员下滑的4～6，为匀减速下滑，下滑距离为h2h2＝错误!t2＝4m，竹竿的长度h＝h1＋h2＝12m12如图所示，台秤上有一装水容器，容器底部用一质量不计的细线系住一个空心小球，体积为×10－3m3，1kg；剪断细线后，在小球上升的过程中，台秤的读数是多少ρ水＝1×103kg/m3．[答案][解析] 剪断细线后，空心小球加速上升，处于超重状态，根据牛顿第二定律得ρ水gV－mg＝ma解得空心小球的加速度为a＝错误!－g＝错误!g＝错误!×10m/2＝2m/2在空心小球加速上升的同时，同体积的“水球”以同样大小的加速度向下流动填补小球原来占据的空间．处于失重状态，该“水球”的质量为m′＝ρ水V＝这时台秤对容器的支持力为F＝40N＋ma－m′a＝40N＋1×2N－×2N＝根据牛顿第三定律，台秤所受的压力即台秤的读数为F′＝40N＋ma－m′a＝。

寒假作业6 动力学两类基本问题 超重和失重一、单项选择题：（本题共7小题，每小题6分，共42分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．(2022·肥城市教学研究中心模拟预测)2021年9月17日，神舟十二号返回舱成功着陆．当返回舱距离地面10 km 左右时，先后打开引导伞、减速伞和主伞，以此保证返回舱以较柔和的方式实现多次减速，防止航天员一次受到过大的冲击力．在返回舱即将着陆时，安装在返回舱底部的反推发动机点火工作，保证返回舱最后落地时速度小于2 m/s.下列说法正确的是( )A ．返回舱打开引导伞后处于失重状态B ．返回舱打开减速伞后处于失重状态C ．返回舱打开主伞时处于失重状态D ．反推发动机点火瞬间返回舱处于超重状态2.(2022·邯郸市第一中学高二学业考试)一个倾角为θ＝37°的斜面固定在水平面上，一个质量为m ＝1.0 kg 的小物块(可视为质点)以v 0＝4.0 m/s 的初速度由底端沿斜面上滑，小物块与斜面的动摩擦因数μ＝0.25.斜面足够长，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2.小物块上滑的最大距离为( )A ．1.0 mB ．2.2 mC ．0.8 mD ．0.4 m3．(2022·玉溪市通海县第三中学高一期末)某人在地面上最多可举起50 kg 的物体，某次他在竖直向上运动的电梯中最多举起了60 kg 的物体，据此判断此时电梯加速度的大小和方向为(g ＝10 m/s 2)( )A ．2 m/s 2，竖直向上B ．53m/s 2，竖直向上 C ．2 m/s 2，竖直向下D ．53m/s 2，竖直向下4.(2022·福建省漳平第一中学模拟预测)某工地上一塔吊通过一钢丝绳竖直向上提升一重物，若重物运动过程的v －t 关系图像如图所示，则下列分析正确的是( )A ．0～45 s 内重物上升的高度为45 mB ．10～40 s 内钢丝绳最容易断裂C ．0～40 s 内重物一直处于超重状态D ．0～10 s 内重物的平均速度等于40～45 s 内的平均速度5．(2022·孝感市云梦县黄香高级中学高一期末)受2022年北京冬奥会的影响，滑雪运动在我国受到人民群众的广泛欢迎．如图甲所示，一名滑雪爱好者(可视为质点)穿着滑雪板(未带滑雪杖)从山坡上A 点由静止滑下，经B 点滑上水平面，不计滑雪爱好者经过B 点时的速率变化，滑雪爱好者在斜面和水平面上运动的速率随时间的变化图像如图乙所示．已知斜面与水平面的夹角为37°，滑雪板与斜面、水平面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，重力加速度为g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6.则滑雪板与斜面间的动摩擦因数为( )A ．211B ．831C ．12D ．456.(2022·驻马店市基础教学研究室高一期末)水平面上有一质量为1 kg 的物体正在向左运动，当物体的速度为4 m/s 时对物体施加水平向右的恒力F ，F 大小为3 N ，物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g 取10 m/s 2，则从施加力F 开始2 s 内，物体发生的位移为( )A ．4 mB ．2 mC ．1 mD ．07.(2022·丽水市高一开学考试)如图，从O点引出三条光滑轨道OA、OB、OC，其中OA沿竖直方向，OB垂直斜面，从O点沿三条轨道释放三个小球，则小球先到达斜面的轨道是()A．OAB．OBC．OCD．因为OC方向未知，无法确定二、多项选择题：（本题共3小题，每小题8分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．）8.某商场安装了智能化电动扶梯，无人站在扶梯上时扶梯运转得很慢．现有顾客乘扶梯下楼，扶梯自动先加速再匀速运转．下列说法正确的是()A．扶梯匀速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小B．扶梯加速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小C．扶梯加速运转过程中，顾客处于失重状态D．扶梯加速运转过程中，顾客共受到两个力作用9．(2022·西安市长安一中高一月考)如图是某同学站在压力传感器上做下蹲－起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间．由图线可知，该同学的体重约为650 N，除此以外，还可以得到以下信息()A．1 s时人处在下蹲的最低点B．2 s时人处于下蹲静止状态C．下蹲过程中人处于先失重后超重的状态D．0～4 s内该同学做了2次下蹲－起立的动作10．(2022·上饶市阶段练习)东京奥运会上，中国体育健儿表现出高昂斗志、顽强作风、精湛技能，生动诠释了奥林匹克精神和中华体育精神，实现了“使命在肩、奋斗有我”的人生誓言．中国10米跳台选手全红婵凭借“水花消失术”勇夺桂冠，一战成名．在女子10 m跳台的决赛中，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5 m/s，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，该运动过程中全红婵可看成质点，不计空气阻力，全红婵的体重为35 kg，重力加速度大小为g＝10 m/s2，则() A．全红婵在空中运动的时间为1.5 sB．入水后全红婵受到水的阻力为612.5 NC．全红婵入水时速度为10 m/sD．跳离跳台后上升阶段全红婵处于失重状态三、非选择题：（本题共3小题，共34分）11．(8分)质量M ＝50 kg 的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m ＝1 kg 的物块A .在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为8 N ．g 取10 m/s 2.(1)(3分)求此时升降机加速度的大小和方向；(2)(3分)求此时人对地板的压力大小；(3)(2分)请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动，升降机处于超重状态还是失重状态．12．(12分)(2022·浙江6月选考)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度l 1＝4 m ，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接．若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为μ＝29，货物可视为质点(取cos 24°＝0.9，sin 24°＝0.4，重力加速度g ＝10 m/s 2)．(1)(4分)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a 1的大小；(2)(4分)求货物在倾斜滑轨末端时速度v 的大小；(3)(4分)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2 m/s ，求水平滑轨的最短长度l 2.13．(14分)如图甲所示，质量m＝1 kg的物块在平行于斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5 s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间变化的图像(v－t图像)如图乙所示，g取10 m/s2，求：(1)(4分)0～2 s内物块的位移大小x和通过的路程L；(2)(6分)拉力F的大小；(3)(4分)斜面对物块的滑动摩擦力F f的大小．。