2022年高考物理总复习 第3章 第2讲 两类动力学问题 超重和失重课时限时检测

2022年高考物理总复习 第3章 第2讲 两类动力学问题 超重和失重课时限时检测知识点题号易中难动态分析35、7超重、失重1、24、8两类动力学问题6910、11、12【解析】皮球上升过程中受重力和空气阻力作用，由于空气阻力大小与速度成正比，速度v减小，空气阻力fkv也减小，根据牛顿第二定律mgfma，知ag，可知，a随v的减小而减小，且v变化得越来越慢，所以a随时间t减小且变化率减小，选项C正确【答案】C图32166(xx浙江联考)如图3216所示，质量m1 kg、长L0.8 m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平板与桌面间的动摩擦因数为0.4.现用F5 N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F的作用时间至少为(取g10 m/s2)()A0.8 s B1.0 sC.s D.s【解析】板在F作用下做加速运动Fmgma1，a11 m/s2，v22a1x1F撤去后物体做减速运动，mgma2，a24 m/s2.速度减为零v22a2x2.当板的重心越过桌子边缘会自动翻下桌子，则有x1x2.，v0.8 m/s，t10.8 s，故A项正确【答案】A7雨滴在下降过程中，由于水汽的凝聚，雨滴质量将逐渐增大，同时由于速度逐渐增大，空气阻力也将越来越大，最后雨滴将以某一收尾速度匀速下降，在此过程中()A雨滴所受到的重力逐渐增大，重力产生的加速度也逐渐增大B由于雨滴质量逐渐增大，下落的加速度逐渐减小C由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度逐渐减小D雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度不变【解析】雨滴在下落过程中，质量逐渐增大，雨滴所受的重力逐渐增大，但重力产生的加速度始终为g，故A错误，D正确；由mgFfma得：ag，可见雨滴下落的加速度逐渐减小的原因不是m增大，而是Ff增大，故B错误，C正确【答案】CD图32178(xx保定模拟)某研究性学习小组用实验装置模拟火箭发射卫星火箭点燃后从地面竖直升空，燃料燃尽后火箭的第一级和第二级相继脱落，实验中速度传感器测得卫星竖直方向的速度时间图象如图3217所示，设运动中不计空气阻力，燃料燃烧时产生的推力大小恒定下列判断正确的是()At2时刻卫星到达最高点，t3时刻卫星落回地面B卫星在0t1时间内的加速度大于t1t2时间内的加速度C. t1t2时间内卫星处于超重状态D. t2t3时间内卫星处于失重状态【解析】卫星在0t3时间内速度方向不变，一直升高，在t3时刻到达最高点，A错误；vt图象的斜率表示卫星的加速度，由图可知，t1t2时间内卫星的加速度大，B错误；t1t2时间内，卫星的加速度竖直向上，处于超重状态，t2t3时间内，卫星的加速度竖直向下，处于失重状态，故C、D正确【答案】CD9实验小组利用DIS系统(数字化信息实验室系统)，观察超重和失重现象他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10 N的钩码在电梯运动的过程中，计算机显示屏上显示出如图3218所示的图线，根据图线分析可知，下列说法中正确的是()图3218A从时刻t1到t2，钩码处于失重状态；从时刻t3到t4，钩码处于超重状态Bt1到t2时间内，电梯一定正在向下运动；t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动Ct1到t4时间内，电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下Dt1到t4时间内，电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上【解析】Ft图象中的力F是钩码对传感器的作用力，也等于传感器对钩码向上的拉力当F10 N时，钩码(连同电梯)正在匀速运动(向上或向下)，t1t2时间内，拉力小于重力，钩码处于失重状态，所以加速度的方向向下，即电梯向下加速或向上减速，而在t3t4时间内，向上的拉力大于重力，钩码处于超重状态，即电梯向上加速或向下减速，故A、C正确【答案】AC10.图3219(xx届大连模拟)如图3219所示，水平传送带A、B两端相距x3.5 m，物体与传送带间的动摩擦因数0.1，物体滑上传送带A端的瞬时速度vA4 m/s，到达B端的瞬时速度设为vB.下列说法中正确的是()A若传送带不动，vB3 m/sB若传送带逆时针匀速转动，vB一定等于3 m/sC若传送带顺时针匀速转动，vB一定等于3 m/sD若传送带顺时针匀速转动，vB有可能等于3 m/s【解析】当传送带不动时，物体从A到B做匀减速运动，ag1 m/s2，物体到达B点的速度vB 3 m/s.当传送带逆时针匀速转动时，物体滑上传送带后所受摩擦力不变，物体以相同的加速度一直减速至B，vB3 m/s.当传送带顺时针匀速转动时，传送带的速度不同，物体滑上传送带后的运动情况不同如果传送带速度大于4 m/s，则物体可能一直加速，也可能先加速后匀速；当传送带速度等于4 m/s时，物体匀速；当传送带速度小于4 m/s时，物体可能一直减速，也可能先减速后匀速【答案】ABD二、非选择题(本题共2小题，共30分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(15分)图3220甲是xx年我国运动员在伦敦奥运会蹦床比赛中的一个情景设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图乙所示取g10 m/s2，根据Ft图象求：图甲图乙图3220(1)运动员的质量；(2)运动员在运动过程中的最大加速度；(3)在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度【解析】(1)由题图乙可知运动员所受重力为500 N，设运动员质量为m，则，m50 kg(2)由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm2 500 N，设运动员的最大加速度为am，则Fmmgmamamm/s240 m/s2(3)由图象可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8 s或9.4 s，再下落到蹦床上的时刻为8.4 s或11 s，它们的时间间隔均为1.6 s根据竖直上抛运动的对称性，可知其自由下落的时间为0.8 s.设运动员上升的最大高度为H，则Hgt2100.82 m3.2 m【答案】(1)50 kg(4)40 m/s2(3)3.2 m12.图3221(15分)(xx西安一中检测)如图3221所示，传送带与地面倾角37，从A到B长度为16 m，传送带以10 m/s的速度逆时针转动在传送带上端A处无初速度的放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B所用时间是多少？(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)【解析】物体放在传送带上后，开始的阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，物体所受的摩擦力沿传送带向下，受力如图甲所示，物体由静止加速，由牛顿第二定律得，mgsin mgcos ma1，解得a110 m/s2物体加速到与传送带相同的速度需要的时间为t1 s1 s物体加速到与传送带相同的速度经过的位移为sa1t5 m由于tan (0.5，tan 0.75)，物体在重力作用下将继续加速运动，当物体的速度大于传送带的速度时，物体受到沿传送带向上的摩擦力，受力如图乙所示由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma2解得a22 m/s2设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2由Lsvt2a2t解得t21 s(t211 s舍去)所以，物体从A运动到B所用时间tt1t22 s.【答案】2 s