2013高考物理复习 高效学习方略 3-2 牛顿运动定律的应用 超重和失重练习

1 选修选修 1 1 第三章第三章 第第 2 2 讲讲 时间 60 分钟 满分 100 分 一 选择题 每小题 6 分 共 54 分 1 2011 广州模拟 在 2009 年第 11 届全运会上 福建女选手郑幸娟以 背越式 成 功地跳过了 1 95 m 的高度 成为全国冠军 若不计空气阻力 则下列说法正确的是 A 下落过程中她处于失重状态 B 起跳以后上升过程她处于超重状态 C 起跳时地面对她的支持力等于她对地面的压力 D 起跳时地面对她的支持力大于她对地面的压力 解析 AC 无论是上升过程还是下落过程 运动员的加速度始终向下 所以她处 于失重状态 A 选项正确 B 选项错误 起跳时地面对她的支持力与她对地面的压力为一对 作用力与反作用力 大小应相等 C 项正确 D 项错误 2 科学研究发现 在月球表面 没有空气 重力加速度约为地球表面的 1 6 没有磁场 若宇航员登上月球后 在空中同时释放氢气球和铅球 忽略地球和其他星球对 月球的影响 以下说法正确的有 A 氢气球和铅球都处于超重状态 B 氢气球将加速上升 铅球将加速下落 C 氢气球和铅球都将下落 但铅球先落到地面 D 氢气球和铅球都将下落 且同时落地 解析 D 没有空气 说明物体不受浮力 B 选项错 重力加速度约为地球表 面的 1 6 说明物体要下落且同时落地 D 选项对 3 在水平的足够长的固定木板上 一小物块以某一初速度开始滑动 经一段时间 t 后 停止 现将该木板改置成倾角为 45 的斜面 让小物块以相同的初速度沿木板上滑 若小 物块与木板之间的动摩擦因数为 则小物块上滑到最高位置所需时间与 t 之比为 A B 2 1 1 2 C D 2 1 2 解析 A 木板水平时 小物块的加速度 a1 g 设滑行初速度为 v0 则滑行时 间为 t 将木板改成倾角为 45 的斜面后 小物块上滑的加速度 a2 v0 g 2 滑行时间 t 因此 mgsin 45 mgcos 45 m 1 2g 2 v0 a2 2v0 1 g t t A 项正确 2 1 4 一个物体在多个力的作用下处于静止状态 如果仅使其中一个力的大小逐渐减小到 零 然后又从零逐渐恢复到原来的大小 此力的方向始终未变 在这一过程中其余各力均 不变 那么 下列各图中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是 解析 D 可以认为物体受到了一个力 F1和其他力的合力 F2的共同作用 处于平 衡状态 两力大小相等 方向相反 F2始终不变 当 F1先减小后增大时 物体受到的合力 先增大后减小 物体的加速度由小变大 再由大变小 加速度方向始终与速度方向一致 做加速运动 在 v t 图象上 图线的斜率先变大后变小 速度越来越大 选项 D 正确 5 在以加速度为 a 匀加速上升的电梯里 有一个质量为 m 的人 下列说法中正确的是 A 人的重力为 m g a B 人的重力为 mg C 人对电梯的压力为 m g a D 人对电梯的压力为 mg 解析 BC 人的重力与物体所处的运动状态无关为 mg 选项 B 正确 以人为研究 对象 电梯对人的支持力 FN满足 FN mg ma 再由牛顿第三定律可知人对电梯的压力 F N FN m g a 选项 C 正确 6 某物体做直线运动的 v t 图象如右图所示 据此判断下图 F 表 示物体所受合力 x 表示物体的位移 四个选项中正确的是 解析 B 从 v t 图象中可以看出 物体在 0 2 s 内做初速度为零的匀加速运动 合力与速度方向一致且为恒力 在 2 6 s 内加速度方向与前 2 s 内速度方向相反 合外力 方向与前 2 s 内速度方向相反 故选项 A 错误 选项 B 正确 由于加速度 a 恒定 所以匀 加速运动范围内位移 x 与时间是二次函数关系 且 4 s 末的位移不为 0 故选项 C D 错 误 7 2011 池州模拟 某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型 一 个小朋友在 AB 段的动摩擦因数 1tan 他从 A 点开 始下滑 滑到 C 点恰好静止 整个过程中滑梯保持静止状态 则该小朋友从斜面顶端 A 点 3 滑到底端 C 点的过程中 A 地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左 后水平向右 B 地面对滑梯始终无摩擦力作用 C 地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小 D 地面对滑梯的支持力的大小先大于 后小于小朋友和滑梯的总重力的大小 解析 A 小朋友在 AB 段沿滑梯向下匀加速下滑 在 BC 段向下匀减速下滑 因此 小朋友和滑梯组成的系统水平方向的加速度先向左后向右 则地面对滑梯的摩擦力即系统 水平方向合外力先水平向左 后水平向右 A 正确 B 错误 系统在竖直方向的加速度先向 下后向上 因此系统先失重后超重 故地面对滑梯的支持力大小先小于 后大于小朋友和 滑梯的总重力的大小 C D 错误 8 2011 宜宾模拟 如图甲所示 水平面上质量相等的两木 块 A B 用一轻弹簧相连接 这个系统处于平衡状态 现用一竖直 向上的力 F 拉动木块 A 使木块 A 向上做匀加速直线运动 如图乙 研究从力 F 刚作用在木块 A 瞬间到木块 B 刚离开地面的这一过程 并选 甲 乙 定该过程中木块 A 的起点位置为坐标原点 则下面图中能正确表示力 F 和木块 A 的位移 x 之间关系的是 解析 A 设初始状态弹簧的压缩量为 x0 且 kx0 mg 对 A 木块应用牛顿第二定 律得 F k x0 x mg ma 所以 F kx ma 故 A 项正确 9 如图所示 两个质量分别为 m1 2 kg m2 3 kg 的物体置于光滑的水平面上 中 间用轻质弹簧秤连接 两个大小分别为 F1 30 N F2 20 N 的水平拉力分别作用在 m1 m2 上 则 A 弹簧秤的示数是 26 N B 弹簧秤的示数是 50 N C 在突然撤去 F2的瞬间 m1的加速度大小为 5 m s2 D 在突然撤去 F1的瞬间 m1的加速度大小为 13 m s2 4 解析 AD 本题涉及到牛顿第二定律 整体法与隔离法 牛顿第二定律的瞬时 性 首先以整体为研究对象 根据牛顿第二定律 求出整体的加速度 a 2 F1 F2 m1 m2 m s2 再以 m1为研究对象 F1 FT m1a 解得 FT 26 N 故选项 A 正确 B 错误 在突然 撤去 F2的瞬间 弹簧的弹力不发生变化 选项 C 错误 在突然撤去 F1的瞬间 m1的加速度 大小为 13 m s2 选项 D 正确 二 非选择题 共 46 分 10 10 分 2011 厦门模拟 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 挂钩吊着一质量为 m 的重物 现有一方向竖直向上的外 力 F 拉着弹簧测力计 使其向上做匀加速运动 则弹簧测力计的示数为多少 解析 以弹簧和重物整体为研究对象 有 F m0 m g m0 m a 以 重物为研究对象 有 F mg ma 得弹簧测力计的读数 F F m m0 m 答案 F m m0 m 11 18 分 2011 汕头模拟 一质量 m 2 0 kg 的小物块以一定的初速度冲上一倾 角为 37 足够长的斜面 某同学利用传感器测出了小物块从一开始冲上斜面到往后上滑过 程中多个时刻的瞬时速度 并用计算机作出了小物块上滑过程的速度 时间图线 如图所 示 取 sin 37 0 6 cos 37 0 8 g 10 m s2 求 1 小物块冲上斜面过程中加速度的大小 2 小物块与斜面间的动摩擦因数 3 小物块所到达斜面最高点与斜面底端距离 解析 1 由小物块上滑过程的速度 时间图线 可得小物块冲上斜面过程中加速 度为 a m s2 8 m s2 v v0 t 0 8 0 1 0 加速度大小为 8 m s2 2 对小物块进行受力分析如图 有 mgsin 37 Ff ma FN mgcos 37 0 Ff FN 代入数据解得 0 25 5 3 由图象知距离为 x t 1 0 m 4 0 m v0 2 8 2 答案 1 8 m s2 2 0 25 4 4 0 m 12 18 分 如图所示 在光滑的桌面上叠放着一质量为 mA 2 0 kg 的薄木板 A 和质 量为 mB 3 kg 的金属块 B A 的长度 L 2 0 m B 上有轻线绕过定滑轮与质量为 mC 1 0 kg 的物块 C 相连 B 与 A 之间的滑动摩擦因数 0 10 最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦 力 忽略滑轮质量及轴 线间的摩擦 起始时令各物体都处于静止状态 绳被拉直 B 位 于 A 的左端 如图 然后放手 求经过多长时间 t 后 B 从 A 的右端脱离 设 A 的右端距滑轮 足够远 取 g 10 m s2 解析 以桌