【立体设计】高考物理 第3章 第3讲 两类动力学问题课后限时作业 新人教版.docVIP

课后限时作业(十二)(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分)1下列说法正确的是()a体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态b蹦床运动员在空中上升和下落的过程中都处于失重状态c举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态d游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【答案】b2如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景.宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（ ）a.火箭加速上升时，宇航员处于失重状态b.飞船加速下落时，宇航员处于失重状态c.飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力大于其重力d.火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力【解析】火箭加速上升，宇航员应该处于超重状态，a错误；飞船加速下落时，宇航员处于失重状态，b正确；飞船落地前减速，则加速度向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，c正确；火箭上升的加速度逐渐减小，但加速度方向仍向上，宇航员仍处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，d错误.【答案】b、c3如图所示，原来做匀速运动的升降机内，有一个被伸长的弹簧拉住的、具有一定质量的物体a静止放在地板上.现发现物体a突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是（ ）a.加速上升 b.减速上升c.加速下降 d.减速下降【解析】由于物体被弹簧拉向右方，说明摩擦力减小，支持面对物体支持力减小，物体处于失重状态，故物体可能加速下降，也可能减速上升，故b、c正确，a、d错.【答案】b、c4如图所示，a、b两物体叠放在一起，当把a、b两物体同时竖直向上抛出时（不计空气阻力），则（ ）a.a的加速度大小小于gb.b的加速度大小大于gc.a、b的加速度大小均为gd.a、b间的弹力为零【解析】对于a、b的整体，在抛出之后，只受重力作用，其加速度必然为g，方向竖直向下.假定a、b之间的弹力不为零，设a对b的压力为fab、对b进行受力分析，如图所示，由牛顿第二定律得fab+mbg=mbg,则fab=0.所以a、b之间无弹力作用，a、b两物体各自只受重力作用，加速度均为g.选项a、b错误，选项c、d正确.【答案】c、d5质量为m=1 kg的滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上施加一水平作用力f，力f和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示.则以下说法正确的是 （ ）a.滑块只在第3秒受到的摩擦力为2 nb.滑块与地面间的动摩擦因数为0.2c.滑块前两秒做往返运动，其位移为零d.滑块一直向前运动，3秒内的平均速度为1 m/s【解析】由图象可知：滑块在第1 s做匀减速运动，第2 s做匀加速运动，第3 s做匀速运动，因而滑块在运动过程中受到的摩擦力为2 n，由=mg得= =0.2.所以b正确，a错误.滑块在3秒内的位移为2 m,所以滑块在3秒内的平均速度为 m/s.【答案】b6如图甲所示，在倾角为30的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力f作用，力f按图乙所示规律变化（图中纵坐标是f与mg的比值，力沿斜面向上为正）.则物体运动的速度v随时间t变化的规律是（物体的初速度为零，重力加速度取10 ) （ ）【解析】在01 s内，物体的加速度为a1=(f-mgsin30)/m,解得a1=5 ,排除a项；在12 s内，物体的加速度为a2=-mgsin30/m=-5 ,排除b项；在23 s内，a3=(-f-mgsin30)/m=-15 ,排除d项,故c项正确.【答案】c7如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是mg.现用水平拉力f拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为 （ ）a. b. c. d.3mg【解析】经过受力分析，a、b之间的静摩擦力为b、c、d组成的系统提供加速度，加速度达到最大值的临界条件为a、b间达到最大静摩擦力，即am= =，而绳子拉力ft给c、d组成的系统提供加速度，因而拉力的最大值为ftm=3mam=,故选b.【答案】b8如图所示，弹簧测力计外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一重物质量为m，现用一方向竖直向上的外力f拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速直线运动，则弹簧测力计的读数为 （ ）a.mg b.c. d. 【解析】对弹簧测力计与重物整体，由牛顿第二定律f=（m0+m)a,对重物受拉力f=ma,由得f=.故d正确.【答案】d二、非选择题(共60分)9. (12分) 质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？（g取10 ）（1）升降机匀速上升；（2）升降机以4 的加速度匀加速上升；（3）升降机以3 的加速度匀减速上升或匀加速下降.【解析】以人为研究对象受力分析如图所示：（1）匀速上升时a=0，所以-mg=0，=mg=600 n.据牛顿第三定律知=600 n.（2）匀加速上升，a向上，取向上为正方向则-mg=ma，=m(g+a)=60(10+4)n=840 n.据牛顿第三定律知=840 n.（3）匀减速上升和匀加速下降,a都是向下的，取向上为正方向，则mg-=ma,=m(g-a)=60(10-3)n=420 n.据牛顿第三定律知=420 n.【答案】（1）600 n（2）840 n（3）420 n10(15分) 举重运动员在地面上能举起120 kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100 kg的重物，求升降机运动的加速度.若在以2.5 的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量为多大的重物？（取g=10 ）【解析】运动员在地面上能举起120 kg的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力f=m1g=12010 n=1 200 n.在运动着的升降机中只能举起100 kg的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度，对于重物；f-m2g=m2a1,所以a1= = =2 ;当升降机以2.5 的加速度加速下降时，重物失重.对于重物：m3g-f=m3a2,得m3= =160 kg.【答案】2 160 kg11(16分) 一质量为m=40 kg的小孩站在电梯内的体重计上.电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6 s内体重计示数f的变化如图所示.试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？(取重力加速度g=10 )【解析】由图可知，在t=0到t1=2 s的时间内，体重计的示数大于小孩所受重力，电梯做向上的匀加速运动.设在这段时间内体重计作用于小孩的力为f1，由牛顿第二定律得f1-mg=ma1，在这段时间内电梯上升的高度h1=,在t1到t2=5 s的时间内，体重计的示数等于小孩所受重力，电梯做匀速上升运动，速度为v1=a1t1,在这段时间内电梯上升的高度h2=v1(t2-t1)，在t2到t3=6 s的时间内，体重计的示数小于小孩所受重力，电梯做向上的匀减速运动.设这段时间内体重计作用于小孩的力为f2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得mg-f2=ma2，在这段时间内电梯上升的高度h3=v1(t3-t2)-a2(t3-t2)2，电梯上升的总高度h=h1+h2+h3，由以上各式解得h=9 m.【答案】9 m12.（2010威海测试）（17分）如图所示，地面光滑，轻质弹簧一端固定在质量m=2 kg的长木板上，另一端与一质量为m=1 kg木块相连接，开始时弹簧处于伸长状态，伸长量为5 cm，弹簧的劲度系数为20 n/m，木块与木板间的动摩擦因数为0.2.求：（1）m与m间恰无摩擦力时拉力f的大小；（2）m与m间恰相对滑动时拉力f的大小.【解析】解题的关键是分清过程，在每个过程中正确分析受力过程，准确分析各力的情况，用牛顿第二定律列方程，剩下的就是数学问题了.（1）当m、m间恰无摩擦力时，m只受弹力作用，此弹力即为m所受合力，且m与m处于相对静止状态，加速度相同.设此加速度为a1,根据牛顿第