湖北省高考物理一轮复习 9《超重与失重、瞬时问题》试题.doc

第9单元超重与失重瞬时问题1.下列实例描述的过程属于超重现象的是()a.汽车驶过拱形桥顶端b.荡秋千的小孩通过最低点c.火箭点火后加速升空d.跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动2. “神舟九号”与“天宫一号”对接后进行科学实验,在环绕地球运转的“天宫一号”空间站内,适宜航天员进行体育锻炼的器材是()a.哑铃b.弹簧拉力器c.单杠d.跑步机3.质量为m的消防队员从一平台上竖直跳下，下落3 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.6 m，假设在着地过程中地面对他双脚的平均作用力大小恒定，则消防队员（ ）a.着地过程中处于失重状态b.着地过程中地面对他双脚的平均作用力等于6mgc.在空中运动的加速度大于触地后重心下降过程中的加速度d.在空中运动的平均速度小于触地后重心下降过程中的平均速度4.如图甲所示,某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处,滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力ft之间的函数关系如图乙所示.g表示当地的重力加速度大小,由图可以判断()a.图象与纵轴的交点m的值am=gb.图象与横轴的交点n的值ftn=mgc.图象的斜率等于物体的质量md.图象的斜率等于物体质量的倒数5.如图所示，a、b、c三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与a球相连，a、b间固定一个轻杆，b、c间由一轻质细线连接.倾角为的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（ ）a.b球的受力情况未变，加速度为零b.a、b两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为gsin c.a、b之间杆的拉力大小为mgsin d.c球的加速度沿斜面向下，大小为gsin 6.(2014重庆卷) 以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比，下列分别用虚线和实线描述两物体运动的v-t图象可能正确的是（ ）7.如图所示,质量为m的木架上有一质量为m的金属环,当环以初速度v0沿杆上升时,木架对地刚好无压力,则金属环的加速度为()a.向下b.向上c.向下d.向上8.为了研究超重与失重现象,某同学把一体重计放在电梯的地板上,并将一物体放在体重计上随电梯运动,观察体重计示数的变化情况.下表记录了几个特定时刻体重计的示数(表内时间不表示先后顺序):时间t0t1t2t3体重计示数(kg)45.050.040.045.0若已知t0时刻电梯静止,则()a.t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反b.t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化,但所受重力发生了变化c.t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等,运动方向一定相反d.t3时刻电梯可能向上运动9.某校课外活动小组自制了一枚质量为3.0kg的实验用火箭.设火箭发射后,始终沿竖直方向运动.火箭在地面点火后升至火箭燃料耗尽之前可认为做初速度为零的匀加速运动,经过4.0s到达离地面40m高处燃料恰好耗尽.忽略火箭受到的空气阻力,g取10m/s2.求:(1)燃料恰好耗尽时火箭的速度大小;(2)火箭上升离地面的最大高度;(3)火箭加速上升时受到的最大推力的大小.10.一长木板在水平地面上运动，在t0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图象如图所示.已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上.取重力加速度的大小g10 m/s2，求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从t0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小.参考答案1.解析:汽车在通过拱形桥的顶端和跳水运动员在空中时,汽车和运动员的加速度方向向下,处于失重状态.答案:bc2.解析:由于环绕地球运转,在空间站中的物体处于完全失重状态,依靠重力作用进行训练的哑铃和单杠不能使用了,跑步机由于需要摩擦力才能工作,而没有压力就没有摩擦力,所以也不能进行工作.答案:b3.解析：着地过程中有向上的加速度，处于超重状态，选项a错误；由v22ax可知着地过程中的加速度是5g，选项c错误；由牛顿第二定律，有fn-mgma5mg，解得fn6mg，选项b正确；由可知，在空中运动的平均速度等于触地后重心下降过程中的平均速度，选项d错误.答案：b4.解析:由牛顿第二定律得ft-mg=ma,a=-g,当ft=0,a=-g时,图象与纵轴的交点am=-g,a项错误;当a=0,ft=mg时,图象与横轴的交点n的值ftn=mg,b项正确;图象的斜率为,c项错,d项对.答案:bd5.解析：细线被烧断的瞬间，绳上的弹力突变为零，b、c两球的受力均发生变化， c球只受重力和斜面的弹力作用，其合力沿斜面向下，大小为mgsin ，根据牛顿第二定律可知，c球的加速度沿斜面向下，大小为g sin ，选项a错误，选项d正确；细线被烧断前，细绳对b球沿斜面向下的拉力大小为mgsin ，烧断瞬间，a、b两小球组成的系统的合力沿斜面向上，大小为mgsin ，系统的加速度沿斜面向上，大小为ag sin ，再隔离b球，设a、b之间杆的拉力大小为f，则f-mgsin ma，可得fmgsin ，选项b错误，选项c正确.答案：cd6.解析：本题考查v-t图象.当不计阻力上抛物体时，物体做匀减速直线运动，图象为一倾斜直线，因加速度a-g，故该倾斜直线的斜率的绝对值等于g.当上抛物体受空气阻力的大小与速率成正比时，对上升过程，由牛顿第二定律得-mg-kvma，可知物体做加速度逐渐减小的减速运动，通过图象的斜率比较，a错误.从公式推导出，上升过程中，|a|g ，当v0时，物体运动到最高点，此时 a-g，而b、c图象的斜率的绝对值均小于g，故b、c错误，d正确.答案：d7.解析:木架受到金属环对它向上的作用力ff和木架的重力g,ff=mg,所以金属环受到向下的重力g=mg和木架对它向下的作用力ff,且ff=ff,加速度a向下,有mg+ff=ma,a=,方向向下,a项正确.答案:a8.解析:由题表中数据可知, t1时刻物体处于超重状态,电梯加速度方向向上,t2时刻物体处于失重状态,电梯加速度方向向下,a项正确;无论超重还是失重,其重力均不变,b项错;t1时刻和t2时刻电梯加速度大小相等、方向相反,但运动方向可能相同也可能相反,c项错;t3时刻电梯匀速运动,但运动方向不能确定,d项对.答案:ad9.解析:(1)设燃料恰好耗尽时火箭的速度为v,根据运动学公式得,h=t解得v=m/s =20m/s.(2)火箭燃料耗尽后能够继续上升的高度h1=m=20m火箭离地的最大高度: h=h+h1=60m.(3)火箭在飞行中质量不断减小.所以在点火起飞的最初,其推力最大.根据加速度定义及牛顿第二定律得,a=m/s2=5m/s2,f-mg=ma解得,f=m(g+a)=45n.答案:(1)20m/s(2)60m(3)45n10.解析：从v-t图象中获取速度及加速度信息.根据摩擦力提供加速度，且不同阶段的摩擦力不同，利用牛顿第二定律列方程求解.(1)从t0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止.由题图可知，在t10.5 s时，物块和木板的速度相同.设t0到tt1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，则a1a2式中v05 m/s、v11 m/s分别为木板在t0、tt1时速度的大小.设物块和木板的质量均为m，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为1、2，由牛顿第二定律得1mgma1(122)mgma2联立式得10.2020.30(2)在t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向.设物块与木板之间的摩擦力大小为ff，物块和木板的加速