2020高考物理總復(fù)習(xí) 兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 超重和失重講與練配套課時(shí)作業(yè) 新課標(biāo)

課時(shí)作業(yè)9兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題超重和失重 時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8×864)1一種巨型娛樂(lè)器械可以讓人體驗(yàn)超重和失重的感覺一個(gè)可乘十多個(gè)人的環(huán)形座艙套在豎直柱子上，由升降機(jī)運(yùn)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落下落一定高度后，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，座艙做減速運(yùn)動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下下列判斷正確的是()A座艙在自由下落的過(guò)程中人處于超重狀態(tài)B座艙在自由下落的過(guò)程中人處于失重狀態(tài)C座艙在減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中人處于失重狀態(tài)D座艙在減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中人處于超重狀態(tài)答案：BD圖12一物體放置在傾角為的斜面上，斜面固定于加速上升的電梯中，加速度為a，如圖1所示，在物體始終相對(duì)于斜面靜止的條件下，下列說(shuō)法中正確的是()A當(dāng)一定時(shí)，a越大，斜面對(duì)物體的正壓力越小B當(dāng)一定時(shí)，a越大，斜面對(duì)物體的摩擦力越大C當(dāng)a一定時(shí)，越大，斜面對(duì)物體的正壓力越小D當(dāng)a一定時(shí)，越大，斜面對(duì)物體的摩擦力越小圖2解析：選物體為研究對(duì)象受力情況如圖2所示，建立坐標(biāo)系，注意因?yàn)槲矬w始終相對(duì)于斜面靜止，所以Ff是靜摩擦力，加速度向上，所以靜摩擦力Ff沿斜面向上豎直方向上mgma，也可寫成mgma.則一定時(shí)，a越大，F(xiàn)N越大，F(xiàn)f越大；a一定時(shí)，越大，F(xiàn)N越小，F(xiàn)f越大答案：BC3在升降機(jī)中，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10 m/s2)()A升降機(jī)以8 m/s2的加速度加速上升B升降機(jī)以2 m/s2的加速度加速下降C升降機(jī)以2 m/s2的加速度減速上升D升降機(jī)以8 m/s2的加速度減速下降解析：由于磅秤示數(shù)減小，故人受到的支持力為重力的80%，由牛頓第二定律，有mg0.8mgma得a2 m/s2，方向豎直向下，B、C對(duì)答案：BC4如圖3甲所示，某人正通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到高處滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì)，貨物獲得的加速度a與繩子對(duì)貨物豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關(guān)系如圖3乙所示由圖可以判斷()圖3A圖線與縱軸的交點(diǎn)M的值aMgB圖線與橫軸的交點(diǎn)N的值TNmgC圖線的斜率等于物體的質(zhì)量mD圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)解析：由牛頓第二定律，有Tmgma，故得ag，當(dāng)T0時(shí)，ag，A對(duì)；當(dāng)a0時(shí)，Tmg，B對(duì)；圖線的斜率k，D對(duì)答案：ABD圖45如圖4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，物體距傳送帶左端的距離為L(zhǎng)，穩(wěn)定時(shí)繩與水平方向的夾角為，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(v1<v2)，繩中的拉力分別為F1、F2；若剪斷細(xì)繩時(shí)，物體到達(dá)左端的時(shí)間分別為t1、t2則下列說(shuō)法正確的是()AF1<F2BF1F2Ct1一定大于t2 Dt1可能等于t2解析：皮帶以不同的速度運(yùn)動(dòng)，物體所受的滑動(dòng)摩擦力相等，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)故F1F2.物體在兩種不同速度下運(yùn)動(dòng)時(shí)有可能先加速再勻速，也可能一直加速，故t1可能等于t2答案：BD圖56如圖5所示為雜技“頂桿”表演，一人站在地上，肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí)，竿對(duì)“底人”的壓力大小為()A(Mm)gmaB(Mm)gmaC(Mm)gD(Mm)g解析：考查牛頓第二定律的應(yīng)用，超重、失重概念將桿和人看成一個(gè)整體，當(dāng)人以加速度a加速下滑時(shí)，人處于失重狀態(tài)，失重量為ma，因此系統(tǒng)對(duì)支持物的壓力會(huì)比重力小ma，因此竿對(duì)人的壓力為(Mm)gma，A項(xiàng)正確本題難度中等答案：A7用同種材料制成傾角為30°的斜面和長(zhǎng)水平面，斜面長(zhǎng)2.4 m且固定，一小物塊從斜面頂端以沿斜面向下的初速度v0開始自由下滑，當(dāng)v02 m/s時(shí)，經(jīng)過(guò)0.8 s后小物塊停在斜面上多次改變v0的大小，記錄下小物塊從開始運(yùn)動(dòng)到最終停下的時(shí)間t，作出tv0圖象，如圖6所示，則下列說(shuō)法中正確的是(g10 m/s2)()圖6A小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為2.5 m/s2B小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為0.4 m/s2C小物塊與該種材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D由圖可推斷若小物塊初速度繼續(xù)增大，小物塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也隨速度均勻增大解析： 從圖象可知加速度為a2.5 m/s2，所以A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律有mamgcosmgsin，得到，C正確；隨著初速度增大，小物塊會(huì)滑到水平面上，規(guī)律將不再符合圖象中的正比關(guān)系，所以D錯(cuò)誤答案：AC圖78(2020·廣東單科)某人在地面上用彈簧秤稱得其體重為490 N他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖7所示，電梯運(yùn)行的vt圖可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?()解析：由圖可知，t0t1，彈簧秤示數(shù)小于人的體重，電梯處于失重狀態(tài)，加速度方向?yàn)樨Q直向下，有兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：加速下降或減速上升；t1t2，彈簧秤示數(shù)等于人的體重，電梯處于平衡狀態(tài)，即勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止；t2t3，電梯處于超重狀態(tài)，加速度方向?yàn)樨Q直向上，有兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：加速上升或減速下降，故選項(xiàng)A、D正確答案：AD二、計(jì)算題(3×1236)9(2020·山東泰安檢測(cè))小球在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它將受到流體阻礙運(yùn)動(dòng)的粘滯阻力實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球相對(duì)流體的速度不太大時(shí)，粘滯阻力F6vr，式中r為小球的半徑，v為小球相對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的速度，為粘滯系數(shù)，由液體的種類和溫度而定現(xiàn)將一個(gè)半徑r1.00 mm的鋼球，放入常溫下的甘油中，讓它下落，已知鋼球的密度8.5×103 kg/m3常溫下甘油的密度01.3×103 kg/m3，甘油的粘滯系數(shù)0.80(g取10 m/s2)(1)鋼球從靜止釋放后，在甘油中作什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？(2)當(dāng)鋼球的加速度ag/2時(shí)，它的速度多大？(3)鋼球在甘油中下落的最大速度vm？解析：(1)鋼球在甘油中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，開始時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增加鋼球受的粘滯阻力增加，而導(dǎo)致鋼球受的合外力減小，所以加速度減小，最終加速度為零，鋼球勻速運(yùn)動(dòng)(2)鋼球向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受浮力：F浮0gV球粘滯阻力F和重力mg，由牛頓第二定律得：mgF浮Fma即：V球g0V球g6vrV球·代入數(shù)值解得：v8.2×103 m/s(3)鋼球達(dá)最大速度時(shí)加速度為零則：V球g0V球g6vmr0代入數(shù)值解得：vm2×102 m/s.答案：(1)加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，最終勻速(2)8.2×103 m/s(3)2×102 m/s10直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m500 kg空箱的懸索與豎直方向的夾角145°.直升機(jī)取水后飛往火場(chǎng)，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a1.5 m/s2時(shí)，懸索與豎直方向的夾角214°，如圖8所示如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質(zhì)量，試求水箱中水的質(zhì)量M.(取重力加速度g10 m/s2；sin14°0.242；cos14°0.970)圖8解析：設(shè)懸索對(duì)水箱的拉力為T，水箱受到的阻力為f.直升機(jī)取水時(shí)，水箱受力平衡水平方向：T1sin1f0豎直方向：T1cos1mg0聯(lián)立解得fmgtan1直升機(jī)返回，以水箱為研究對(duì)象，在水平方向、豎直方向應(yīng)用牛頓第二定律，由平衡方程得T2sin2f(mM)aT2cos2(mM)g0聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)解得水箱中水的質(zhì)量M4.5×103 kg答案：M4.5×103 kg11(2020·江蘇高考)航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m2 kg，動(dòng)力系統(tǒng)提供的恒定升力F28 N試飛時(shí)，飛行器從地面由靜止開始豎直上升設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變，g取10 m/s2.(1)第一次試飛，飛行器飛行t18 s時(shí)到達(dá)高度H64 m求飛行器所受阻力f的大?。?2)第二次試飛，飛行器飛行t26 s時(shí)遙控器出現(xiàn)故障，飛行器立即失去升力求飛行器能達(dá)到的最大高度h；(3)為了使飛行器不致墜落到地面，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長(zhǎng)時(shí)間t3.解析：(1)第一次飛行中，設(shè)加速度為a1勻加速運(yùn)動(dòng)Ha1t12由牛頓第二定律Fmgfma1解得f4 N(2)第二次飛行中，設(shè)失去升力時(shí)的速度為v1，上升的高度為s1勻加速運(yùn)動(dòng)s1a1t22設(shè)失去升力后加速度為a2，上升的高度為s2由牛頓第二定律mgfma2v1a1t2s2解得hs1s242 m(3)設(shè)失去升力下降階段加速度為a3；恢復(fù)升力后加速度為a4，恢復(fù)升力時(shí)速度為v3由牛頓第二定律mgfma3Ffmgma4且hv3a3t3解得t3 s(或2.1 s)答案：(1)f4 N(2)h42 m(3)t32.1 s