高中物理必修一两类动力学问题超重和失重典型题练习含答案

1、两类动力学问题 超重和失重典型题练习、选择题.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，冉匀速运转.一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如右图所示.那么下列说法中正确的是（）A.顾客始终受到三个力的作用.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2.如右图所示，一个盛水的容器底部有一小孔.静止时用手指 堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平 动，且忽略空气阻力，则（）A.容器自由下落时，小孔向下漏水B.将容器竖直向上抛出，容器向上

2、运动时，小孔向下漏水；容器向下运动 时，小孔不向下漏水C.将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D.将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水3.如右图所示，水平地面上的物体质量为 1 kg,在水平拉力F = 2 N的作用 下从静止开始做匀加速直线运动，前 2s内物体的位移为3 m；则物体运动的加 速度大小为（ ）23 m/s2 m/s2I 卜2/,1.5 m/s 20.75 m/s4.在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计如右 图所示，在这段时间内下列说法中正确的是 （）0 即A.晓敏同学所

3、受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为g/5,方向一定竖直向下5,用40 N的水平力F拉一个静止在光滑水平面上、质量为 20 kg的物体, 力F作用3 s后撤去，则第5 s末物体的速度和加速度的大小分别是（）v = 6 m/s, a = 02C. v = 6 m/s, a=2 m/s2v=10 m/s, a=2 m/sD. v=10 m/s, a= 06.如右图所示，质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为9,物块与该斜面间的动摩擦因数ptan 9,下图表示该物块的速度v 和所受摩擦力Ff随时间t变化的

4、图线（以初速度v0的方向为正方向）中可能正确的是（）7.如右图所示，在小车中悬挂一小球，若偏角 8未知，而已知摆球的质量为 m,小球随小车水平向左运动的加速度为a = 2g（取g= 10 m/s2）,则纯的张力为 ()10乖m4320m(50+8V3)m3 m8.如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体 A施加一水平 力F, Ft图象如图乙所示，两物体在力 F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，规定水平向右为正方向，则下列说法正确的是 （）乙A.两物体在4 s时改变运动方向B.在1 s3 s时间内两物体间摩擦力为零6 s时两物体的速度为零B物体所受的摩擦力方向始终与力 F的方向相同

5、9.图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间.技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图.AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有 AD = DE = 10 m,滑道AE可视为光滑， 滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道 AE向下做直线滑动，g取10 m/s2,则滑行者在滑道AE上滑行的时间为（）甲A. .2 sB. 2 sC. 3 sD. 22 s10.质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦 因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t= 0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力 F的作用.F随时间t

6、的变化规律 如图所示.重力加速度 g取10 m/s2,则物体在t= 0至1= 12 s这段时间的位移大小为（）18 m54 m72 m198 m二、非选择题. 一小轿车从高为10 m、倾角为37的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当 小轿车到达底端时进入一水平面，在斜坡底端115 m的地方有一池塘，发动机在 斜坡上产生白牵引力为2X 103 N ,在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引 力为1.4X104 N,小轿车的质量为2 t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数 均为 0.5(g 取 10 m/s2).求：(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水

7、平地面上加速的时间 不能超过多少？好车在行驶过程中不采用刹车装置).质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时 问后撤去F,其运动的vt图象如右图所示.g取10 m/s2,求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数区(2)水平推力F的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小.竺二一本两类动力学问题 超重和失重典型题练习参考答案一、选择题.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.答案：C.解析：容器在

8、自由下落、竖直向上抛出、水平抛出、斜向上抛出的运动中都处于完全失重状态，对容器底部的压力均为零，所以不向下漏水，只有 D 项正确.答案：D.解析：物体从静止开始做匀加速直线运动，前 2 s内位移为3 m,设物体加速度为a,则x= at2/2,代入数据解得a= 1.5 m/s；即物体运动的加速度大 小为1.5 m/s2,选项C正确.答案：C.解析：晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，A选项错；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏 的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B选项错，以竖直向下为正方向，有：mg F=ma,即50g40g = 50a,

9、解得a = g/5,方向竖直向下，但速 度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C选项错，D选项正确.答案：D.答案：.解析： 因为卢tan 9,所以重力沿斜面向下的分力小于滑动摩擦力， 物体 沿斜面上滑时做匀减速运动，所受摩擦力为滑动摩擦力，当速度减为零时，物体 静止，受到静摩擦力，故选项 C正确.答案：C.解析： 小球受重力mg和绳的拉力Ft两个力的作用，受力 情况如图所示.根据平行四边形定则，重力 mg和绳的拉力Ft的 合力F的方向水平向左，由牛顿第二定律有 F=ma= 2mg=20m,H忸 由勾股定理得FT=(mg)2+F2,所以FT=104m.答案：A.解析： 两物体在01 s内，做

10、加速度增大的变加速运动，在 1 s3 s 内，做匀加速运动，在3 s4 s内，做加速度增大的变加速运动，在 4 s6 s内， 做加速度减小的变加速运动，故两物体一直向一个方向运动，A、C错误，D正确，1 s3 s时间内两物体做匀加速运动，对 B进行受力分析可知两物体间的摩 擦力不为零，B错误.答案：D.解析： AE两点在以D为圆心半径为R= 10 m的圆上，在AE上的滑行 时间与沿AD所在的直径自由下落的时间相同，1=借=2 s,选B.答案：B.解析：物体与地面间最大静摩擦力 Ff=仙mg 0.2X 2X10 N = 4 N .由题名&F t图象知03 s内，F=4 N,说明物体在这段时间内保

11、持静止不动.36 s内，F=8 N,说明物体做匀加速运动，加速度a = FmFf=2 m/s26 s末物体的速度丫 = 21=2乂3 = 6 (m/s),在69 s内物体以6 m/s的速度做匀速运动.912 s内又以2 m/s2的加速度做匀加速运动，作vt图象如下.故012 s内的位移x=2一 一 一 1X3X6+3X 6+ X (6+12)X3=54 (m).故 B 项正确.j o y iz 津 k答案：B二、非选择题.解析：(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得Fi + mgsin 37一n mcos 37 工 ma1代入数据得a = 3 m/s22由 vi = 2a1x1 = 2a

12、1 h/sin 37得行驶至斜坡底端时的速度vi= 10 m/s(2)在水平地面上加速时，由牛顿第二定律得F2- mgma2代入数据得a2 = 2 m/s2关闭油门后减速 11 mg ma3代入数据得a3 = 5 m/s2关闭油门时轿车的速度为v2-2V22a3 + 21V 2 22-2as 士aa-即在水平地面上加速的时间不能超过5 s.答案：(1)10 m/s (2)5 s.解析：此题考查牛顿运动定律的应用和运动学知识.(1)设物体做匀减速直线运动的时间为白2、初速度为V20、末速度为V2t、加速度为82,则V2t V202a2=瓦一=-2 m/s 设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律，有Ff= ma2 Ff= a mg联立得a2匹=0.2.g(2)设物体做匀加速直线运动的时间为加、初速度为V1。、末速度为vit、加速度为ai,则V1t V102ai =一右=1 m/s 根据牛顿第