届《金版新学案》高三物理一轮复习-第三章-第2讲两类动力学问题超重和失重课时作业-新人教版.doc

第三章 第2讲(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1(2021年安徽卷)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，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如下列图那么以下说法中正确的选项是()A顾客始终受到三个力的作用B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【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，应选C.【答案】C2在2021年北京奥运会上，比利时选手埃勒博第一跳轻松跃过2.05米的横杆，凭借这一成绩获得北京奥运会女子跳高冠军，假设埃勒博体重为m50 kg.忽略空气阻力g取10 m/s2，那么以下说法正确的选项是()A埃勒博下降过程处于失重状态B埃勒博起跳以后在上升过程处于超重状态C埃勒博起跳时地面对她的支持力大于她的重力D起跳以后上升过程和下降过程均处于失重状态【解析】上升和下降过程中，埃勒博只受到重力作用，加速度向下，均处于失重状态，A、D选项均正确B选项错误；起跳时埃勒博向上加速，加速度向上，地面对她的支持力大于她的重力，C选项正确【答案】ACD3如下列图，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端的距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为，当传送带分别以v1、v2的速度作逆时针转动时(v1<v2)，绳中的拉力分别为F1、F2；假设剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，那么以下说法正确的选项是()AF1<F2 BF1F2Ct1一定大于t2 Dt1可能等于t2【解析】皮带以不同的速度运动，物体所受的滑动摩擦力相等，物体仍处于静止状态，故F1F2.物体在两种不同速度下运动时有可能先加速再匀速，也可能一直加速，故t1可能等于t2.【答案】BD4如以下列图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，假设忽略小球与小车间的摩擦力，那么在此段时间内小车可能是()A向右做加速运动 B向右做减速运动C向左做加速运动 D向左做减速运动【解析】此题考查牛顿第二定律中受力情况分析物体运动状态这一知识点由于小球与车相对静止，故小球与小车具有相同的加速度而小球所受合力即为弹簧的弹力，弹簧处于压缩状态，故小球受到的合力方向向右，由牛顿第二定律可知其加速度方向亦向右，但不能确定其速度方向，假设小车向右运动，加速度方向也向右，加速度与速度方向相同，那么小车做匀加速直线运动；假设小车向左运动，而加速度方向向右，加速度方向与速度方向相反，那么小车做匀减速直线运动，故A、D项正确【答案】AD5如下列图，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d点所用的时间，那么()At1t2t3Bt1t2t3Ct3t1t2 Dt1t2t3【解析】设P为圆上的任一点，adP，sPd2Rcos ，由sat2，且agcos ，那么t2，显然t与无关，故D项正确【答案】D6(2021年北京卷)如下列图，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上滑块与斜面之间的动摩擦因数为.假设滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，那么()A将滑块由静止释放，如果>tan ，滑块将下滑B给滑块沿斜面向下的初速度，如果<tan ，滑块将减速下滑C用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果tan ，拉力大小应是2mgsin D用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果tan ，拉力大小应是mgsin 【解析】对放在斜面上的滑块受力分析，当mgsin mgcos ，即tan 时，滑块受力平衡，假设先前静止，那么滑块静止；假设有向下的初速度，那么做匀速运动A中，>tan ，滑块静止在斜面上不会下滑；B中，滑块要加速下滑；C中，拉力沿斜面向上，滑动摩擦力向下，那么拉力的大小为2mgsin ；D中，滑块沿斜面向下匀速滑动，不需要外力作用【答案】C7如下列图为杂技“顶杆表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人的压力大小为()A(Mm)gmaB(Mm)gmaC(Mm)gD(Mm)g【解析】考查牛顿第二定律的应用，超重、失重概念将杆和人看成一个整体，当人以加速度a加速下滑时，人处于失重状态，失重量为ma，因此系统对支持物的压力会比重力小ma，因此竿对人的压力为(Mm)gma，A项正确此题难度中等【答案】A8(2021年合肥十中高三第二次阶段性考试)两倾斜的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着一个物体，如下列图当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与滑杆垂直，B的悬线竖直向下，那么()AA圆环与滑杆间没有摩擦力BB圆环与滑杆间没有摩擦力CA圆环做的是匀速运动DB圆环做的是匀速运动【解析】由于A圆环与物体的连线与滑杆垂直，对物体研究，将物体的重力沿滑杆的方向和垂直于滑杆的方向分解，那么沿滑杆向下的分力产生的加速度为gsin ，对整体研究，整体沿滑杆向下运动，整体要有沿滑杆向下的加速度必须是A圆环与滑杆的摩擦力为零，A正确；对B圆环连接的物体研究，由于连接圆环与物体的绳竖直向下，物体受到的合力如果不为零，合力必定沿竖直方向，合力在垂直于滑杆的方向上的分力必产生加速度，这与题意矛盾，物体在垂直于滑杆的方向上速度为零，因此物体受到的合力必为零，物体和圆环一起做匀速运动D正确【答案】AD9用同种材料制成倾角为30°的斜面和长水平面，斜面长2.4 m且固定，一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑，当v02 m/s时，经过0.8 s后小物块停在斜面上屡次改变v0的大小，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t，作出tv0图象，如以下列图所示，那么以下说法中正确的选项是()A小物块在斜面上运动时加速度大小为2.5 m/s2B小物块在斜面上运动时加速度大小为0.4 m/s2C小物块与该种材料间的动摩擦因数为D由图可推断假设小物块初速度继续增大，小物块的运动时间也随速度均匀增大【解析】从图象可知加速度为a2.5 m/s2，所以A正确，B错误；根据牛顿第二定律有mamgcos mgsin ，得到，C正确；随着初速度增大，小物块会滑到水平面上，规律将不再符合图象中的正比关系，所以D错误【答案】AC10(2021年湖北重点中学联考)完整的撑杆跳高过程可以简化成如以下列图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落在第二十九届北京奥运会比赛中，俄罗斯女运发动伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a1.25 m/s2匀加速助跑，速度到达v9.0 m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h24.05 m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t0.90 s伊辛巴耶娃的质量m65 kg，重力加速度g10 m/s2，不计空气的阻力求：(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离；(2)假设伊辛巴耶娃从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小【解析】(1)设助跑距离为x，由运动学公式v22ax解得：x32.4 m.(2)运发动过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v，由运动学公式有：v22gh2设软垫对运发动的作用力为F，由牛顿第二定律得Fmgma由运动学公式a解得：F1 300 N.【答案】(1)32.4 m(2)1 300 N11(2021年浙江六校联考)如图甲所示，质量为M的木板静止在粗糙的水平地面上，在木板的左端放置一个质量为m、大小可以忽略的铁块，Mm1 kg，铁块与木板间的动摩擦因数10.4，木板与地面间的动摩擦因数20.1，取g10 m/s2，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力试求：甲乙(1)假设木板长L1 m，给铁块一初速度v04 m/s使之向右运动，问：经过多长时间铁块运动到木板的右端？(2)假设在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F，请通过计算在图乙所给的坐标系中画出铁块受到的摩擦力Ff的大小随拉力F大小变化的图象【解析】(1)研究铁块m1mgma1，a14 m/s研究木板M1mg2(mgMg)Ma2，a22 m/s2Lv0ta1t2a2t2解得：t11 s(舍去)t2s，经过1/3 s铁块运动到木板的右端(2)当F2(mgMg)，即F2 N时，Ff0 N当2(mgMg)<F10 N时，M、m相对静止F2(mgMg)(mM)aFfma即：Ff1(N)当10 N<F时，m相对M滑动，此时摩擦力Ff1mg4 N摩擦力Ff的大小随拉力F大小变化如以下列图所示【答案】(1) s(2)如以下列图12如以下列图所示，长L1.5 m，高h0.45 m，质量M10 kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动当木箱的速度v03.6 m/s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F50 N，并同时将一个质量m1 kg的小球轻放在距木箱右端的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，经过一段时间，小球脱离木箱落到地面木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计取g10 m/s2.求：(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；(2)小球放在P点后，木箱向右运动的最大位移；(3)小球离开木箱时木箱的速度【解析】(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间由hgt2t s0.3 s.(2)小球放到木箱上后相对地面静止木箱的加速度为a1 m/s27.2 m/s2木箱向右运动的最大位移为：x1 m0.9 m.(3)x1小于1 m，所以小球不会从木箱的左端掉下木箱向左运动的加速度为a2 m/s22.8 m/s2设木箱向左运动的距离为x2时，小球脱离木箱x2x10.9 m0.5 m1.4 m设木箱向左运动的时间为t2，由xat2得t2 s1 s小球刚离开木箱瞬间，木箱的速度方向向左，大小为v2a2t22.8×1 m/s2.8 m/s.【答案】(1)0.3 s(2)0.9 m(3)2.8 m/s