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1、2022年高考物理總復習 第3章 第2講 兩類動力學問題 超重和失重課時限時檢測
知識點
題號
易
中
難
動態(tài)分析
3
5、7
超重、失重
1、2
4、8
兩類動力學問題
6
9
10、11、12
【解析】 皮球上升過程中受重力和空氣阻力作用,由于空氣阻力大小與速度成正比,速度v減小,空氣阻力f=kv也減小,根據(jù)牛頓第二定律mg+f=ma,知a=+g,可知,a隨v的減小而減小,且v變化得越來越慢,所以a隨時間t減小且變化率減小,選項C正確.
【答案】 C
圖3-2-16
6.(xx·浙江聯(lián)考)如圖3-2-16所示,質(zhì)量m=1 kg、長L=0.
2、8 m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上,其右端與桌子邊緣相平.板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4.現(xiàn)用F=5 N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,力F的作用時間至少為(取g=10 m/s2)( )
A.0.8 s B.1.0 s
C.s D.s
【解析】 板在F作用下做加速運動F-μmg=ma1,a1=1 m/s2,v2=2a1x1F撤去后物體做減速運動,μmg=ma2,a2=4 m/s2.速度減為零v2=2a2x2.
當板的重心越過桌子邊緣會自動翻下桌子,則有x1+x2=.
+=,v=0.8 m/s,t1==0.8 s,故A項正確.
【答案】 A
7.雨滴在下降過程中,
3、由于水汽的凝聚,雨滴質(zhì)量將逐漸增大,同時由于速度逐漸增大,空氣阻力也將越來越大,最后雨滴將以某一收尾速度勻速下降,在此過程中( )
A.雨滴所受到的重力逐漸增大,重力產(chǎn)生的加速度也逐漸增大
B.由于雨滴質(zhì)量逐漸增大,下落的加速度逐漸減小
C.由于空氣阻力增大,雨滴下落的加速度逐漸減小
D.雨滴所受到的重力逐漸增大,但重力產(chǎn)生的加速度不變
【解析】 雨滴在下落過程中,質(zhì)量逐漸增大,雨滴所受的重力逐漸增大,但重力產(chǎn)生的加速度始終為g,故A錯誤,D正確;由mg-Ff=ma得:a=g-,可見雨滴下落的加速度逐漸減小的原因不是m增大,而是Ff增大,故B錯誤,C正確.
【答案】 CD
4、圖3-2-17
8.(xx·保定模擬)某研究性學習小組用實驗裝置模擬火箭發(fā)射衛(wèi)星.火箭點燃后從地面豎直升空,燃料燃盡后火箭的第一級和第二級相繼脫落,實驗中速度傳感器測得衛(wèi)星豎直方向的速度—時間圖象如圖3-2-17所示,設運動中不計空氣阻力,燃料燃燒時產(chǎn)生的推力大小恒定.下列判斷正確的是( )
A.t2時刻衛(wèi)星到達最高點,t3時刻衛(wèi)星落回地面
B.衛(wèi)星在0~t1時間內(nèi)的加速度大于t1~t2時間內(nèi)的加速度
C. t1~t2時間內(nèi)衛(wèi)星處于超重狀態(tài)
D. t2~t3時間內(nèi)衛(wèi)星處于失重狀態(tài)
【解析】 衛(wèi)星在0~t3時間內(nèi)速度方向不變,一直升高,在t3時刻到達最高點,A錯誤;v-t圖象的斜率
5、表示衛(wèi)星的加速度,由圖可知,t1~t2時間內(nèi)衛(wèi)星的加速度大,B錯誤;t1~t2時間內(nèi),衛(wèi)星的加速度豎直向上,處于超重狀態(tài),t2~t3時間內(nèi),衛(wèi)星的加速度豎直向下,處于失重狀態(tài),故C、D正確.
【答案】 CD
9.實驗小組利用DIS系統(tǒng)(數(shù)字化信息實驗室系統(tǒng)),觀察超重和失重現(xiàn)象.他們在學校電梯房內(nèi)做實驗,在電梯天花板上固定一個力傳感器,測量掛鉤向下,并在鉤上懸掛一個重為10 N的鉤碼.在電梯運動的過程中,計算機顯示屏上顯示出如圖3-2-18所示的圖線,根據(jù)圖線分析可知,下列說法中正確的是( )
圖3-2-18
A.從時刻t1到t2,鉤碼處于失重狀態(tài);從時刻t3到t4,鉤碼處于超重
6、狀態(tài)
B.t1到t2時間內(nèi),電梯一定正在向下運動;t3到t4時間內(nèi),電梯可能正在向上運動
C.t1到t4時間內(nèi),電梯可能先加速向下,接著勻速向下,再減速向下
D.t1到t4時間內(nèi),電梯可能先加速向上,接著勻速向上,再減速向上
【解析】 F-t圖象中的力F是鉤碼對傳感器的作用力,也等于傳感器對鉤碼向上的拉力.當F=10 N時,鉤碼(連同電梯)正在勻速運動(向上或向下),t1~t2時間內(nèi),拉力小于重力,鉤碼處于失重狀態(tài),所以加速度的方向向下,即電梯向下加速或向上減速,而在t3~t4時間內(nèi),向上的拉力大于重力,鉤碼處于超重狀態(tài),即電梯向上加速或向下減速,故A、C正確.
【答案】 AC
☆
7、10.
圖3-2-19
(xx屆大連模擬)如圖3-2-19所示,水平傳送帶A、B兩端相距x=3.5 m,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,物體滑上傳送帶A端的瞬時速度vA=4 m/s,到達B端的瞬時速度設為vB.下列說法中正確的是( )
A.若傳送帶不動,vB=3 m/s
B.若傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動,vB一定等于3 m/s
C.若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB一定等于3 m/s
D.若傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB有可能等于3 m/s
【解析】 當傳送帶不動時,物體從A到B做勻減速運動,a=μg=1 m/s2,物體到達B點的速度vB= =3 m/s.
當傳送帶逆時針勻速轉(zhuǎn)動時
8、,物體滑上傳送帶后所受摩擦力不變,物體以相同的加速度一直減速至B,vB=3 m/s.
當傳送帶順時針勻速轉(zhuǎn)動時,傳送帶的速度不同,物體滑上傳送帶后的運動情況不同.如果傳送帶速度大于4 m/s,則物體可能一直加速,也可能先加速后勻速;當傳送帶速度等于4 m/s時,物體勻速;當傳送帶速度小于4 m/s時,物體可能一直減速,也可能先減速后勻速.
【答案】 ABD
二、非選擇題(本題共2小題,共30分.要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位.)
☆11.(15分)圖3-2-20甲是xx年我國運動員在倫敦奧運會蹦床比賽中的一個情景.設這位蹦床運動員僅在豎直方向上運動,運動員的腳在接
9、觸蹦床過程中,蹦床對運動員的彈力F隨時間t的變化規(guī)律通過傳感器用計算機繪制出來,如圖乙所示.取g=10 m/s2,根據(jù)F-t圖象求:
圖甲
圖乙
圖3-2-20
(1)運動員的質(zhì)量;
(2)運動員在運動過程中的最大加速度;
(3)在不計空氣阻力情況下,運動員重心離開蹦床上升的最大高度.
【解析】 (1)由題圖乙可知運動員所受重力為500 N,設運動員質(zhì)量為m,則,m==50 kg
(2)由圖象可知蹦床對運動員的最大彈力為
Fm=2 500 N,設運動員的最大加速度為am,則
Fm-mg=mam
am==m/s2=40 m/s2
(3)由圖象可知運動員離開蹦床后做
10、豎直上拋運動,離開蹦床的時刻為6.8 s或9.4 s,再下落到蹦床上的時刻為8.4 s或11 s,它們的時間間隔均為1.6 s.根據(jù)豎直上拋運動的對稱性,可知其自由下落的時間為0.8 s.
設運動員上升的最大高度為H,則
H=gt2=×10×0.82 m=3.2 m
【答案】 (1)50 kg (4)40 m/s2 (3)3.2 m
☆12.
圖3-2-21
(15分)(xx·西安一中檢測)如圖3-2-21所示,傳送帶與地面傾角θ=37°,從A到B長度為16 m,傳送帶以10 m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端A處無初速度的放一個質(zhì)量為0.5 kg的物體,它與傳送帶之間的動摩
11、擦因數(shù)為0.5.求物體從A運動到B所用時間是多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)
【解析】 物體放在傳送帶上后,開始的階段,由于傳送帶的速度大于物體的速度,物體所受的摩擦力沿傳送帶向下,受力如圖甲所示,物體由靜止加速,由牛頓第二定律得,mgsin θ+μmgcos θ=ma1,解得a1=10 m/s2
物體加速到與傳送帶相同的速度需要的時間為
t1== s=1 s
物體加速到與傳送帶相同的速度經(jīng)過的位移為
s=a1t=5 m
由于μ