2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運動定律 第23講 超重和失重加練半小時 教科版.docx

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第23講 超重和失重 [方法點撥]　(1)從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)．(2)從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)． 1．(多選)(2017湖南衡陽八中五模)如圖1所示，運動員“3m跳板跳水”運動的過程可簡化為：運動員走上跳板，將跳板從水平位置B壓到最低點C，跳板又將運動員豎直向上彈到最高點A，然后運動員做自由落體運動，豎直落入水中．跳板自身重力忽略不計，則下列說法正確的是(　　) 圖1 A．運動員向下運動(B→C)的過程中，先超重后失重，對跳板的壓力先減小后增大 B．運動員向下運動(B→C)的過程中，先失重后超重，對跳板的壓力一直增大 C．運動員向上運動(C→B)的過程中，先失重后超重，對跳板的壓力先增大后減小 D．運動員向上運動(B→A)的過程中，一直處于失重狀態(tài) 2．如圖2所示，一剛性正方體盒內(nèi)密封一小球，盒子六面均與小球相切，將其豎直向上拋出后，若空氣阻力與速度成正比，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．在上升和下降過程中，小球?qū)凶拥淖饔昧鶠榱? B．在上升過程中，盒子底部對小球有向上的作用力 C．在下降過程中，盒子頂部對小球有向下的作用力 D．在拋出點，盒子上升時所受的阻力大于返回時所受的阻力 3．如圖3甲所示，是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動作的示意圖，中間的“”表示人的重心．圖乙是根據(jù)力傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫出的力—時間圖像．兩圖中a～g各點均對應(yīng)，其中有幾個點在圖甲中沒有畫出．取重力加速度g＝10m/s2.根據(jù)圖像分析可知(　　) 圖3 A．人的重力為1500N B．c點位置人處于超重狀態(tài) C．e點位置人處于失重狀態(tài) D．d點的加速度小于f點的加速度 4．(2017四川綿陽二診)2016年10月17日，我國用長征二號FY11運載火箭將“神舟十一號”飛船送入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道．關(guān)于火箭發(fā)射，下列說法正確的是(　　) A．火箭剛離開發(fā)射架時，火箭處于失重狀態(tài) B．火箭剛離開發(fā)射架時，火箭處于超重狀態(tài) C．火箭發(fā)射時，噴出的高速氣流對火箭的作用力大于火箭對氣流的作用力 D．火箭發(fā)射時，噴出的高速氣流對火箭的作用力小于火箭對氣流的作用力 5.(2017河北邢臺模擬)在德國首都柏林舉行的世界田徑錦標(biāo)賽女子跳高決賽中，克羅地亞選手弗拉西奇以2.04m的成績獲得冠軍，如圖4所示．弗拉西奇的身高約為1.93m，忽略空氣阻力，g取10m/s2.則下列說法正確的是(　　) 圖4 A．弗拉西奇在下降過程中處于完全失重狀態(tài) B．弗拉西奇起跳以后在上升的過程中處于超重狀態(tài) C．弗拉西奇起跳時地面對她的支持力等于她所受的重力 D．弗拉西奇起跳時的初速度大約為3m/s 6．(2018山東青島二中模擬)如圖5，質(zhì)量為M的纜車車廂通過懸臂固定懸掛在纜繩上，車廂水平底板上放置一質(zhì)量為m的貨物，在纜繩牽引下貨物隨車廂一起斜向上加速運動．若運動過程中懸臂和車廂始終處于豎直方向，重力加速度大小為g，則(　　) 圖5 A．車廂對貨物的作用力大小等于mg B．車廂對貨物的作用力方向平行于纜繩向上 C．懸臂對車廂的作用力大于(M＋m)g D．懸臂對車廂的作用力方向沿懸臂豎直向上 7．如圖6所示，質(zhì)量為M的木楔ABC靜置于粗糙水平面上，在斜面頂端將一質(zhì)量為m的物體，以一定的初速度從A點沿平行于斜面的方向推出，物體m沿斜面向下做減速運動，在減速運動過程中，下列說法中正確的是(　　) 圖6 A．地面對木楔的支持力大于(M＋m)g B．地面對木楔的支持力小于(M＋m)g C．地面對木楔的支持力等于(M＋m)g D．地面對木楔的摩擦力為0 8．(2018廣東東莞模擬)舉重運動員在地面上能舉起120kg的重物，而在運動著的升降機中卻只能舉起100kg的重物，求升降機運動的加速度；若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降機中，此運動員能舉起質(zhì)量多大的重物？(取g＝10 m/s2) 答案精析 1．BD 2．D　[由于受到空氣阻力，在上升和下降過程中，小球和盒子的加速度均不等于重力加速度，小球?qū)凶拥淖饔昧粸榱?，選項A錯誤；在上升過程中，重力與阻力方向相同，加速度大小大于g，盒子頂部對小球有向下的作用力，選項B錯誤；在下降過程中，重力與阻力方向相反，加速度大小小于g，盒子底部對小球有向上的作用力，選項C錯誤；由功能關(guān)系可知，盒子上升時的速度大于返回到拋出點時的速度，根據(jù)題述，盒子所受空氣阻力與速度成正比，因此在拋出點，盒子上升時所受的阻力大于返回時所受的阻力，選項D正確．] 3．B　[由題圖甲、乙可知，人的重力等于500 N，質(zhì)量m＝50 kg，b點位置人處于失重狀態(tài)，c、d、e點位置人處于超重狀態(tài)，選項A、C錯誤，B正確；d點位置力傳感器對人的支持力F最大，為1 500 N，由F－mg＝ma可知，d點的加速度ad＝20 m/s2，f點位置力傳感器對人的支持力為0N，由F－mg＝ma可知，f點的加速度af＝－10m/s2，故d點的加速度大于f點的加速度，選項D錯誤．] 4．B 5．A　[在上升和下降過程中，弗拉西奇的加速度等于重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，選項A正確，B錯誤；弗拉西奇起跳時地面對她的支持力大于她所受的重力，選項C錯誤；弗拉西奇在上升的過程中可近似認為做豎直上拋運動，由運動學(xué)公式v＝2gh可得初速度v0＝＝m/s≈4.6 m/s，選項D錯誤．] 6．C　[貨物隨車廂一起斜向上加速運動，由牛頓第二定律可知車廂與貨物的重力和懸臂對車廂作用力的合力方向應(yīng)與加速度方向一致，故懸臂對車廂的作用力方向是斜向上的，選項D錯誤；由于車廂和貨物在豎直方向有向上的分加速度，處于超重狀態(tài)，故懸臂對車廂的作用力大于(M＋m)g，選項C正確；同理，對車廂中貨物用隔離法分析可知，車廂對貨物的作用力大小大于mg，方向是斜向上的，但不平行于纜繩，選項A、B錯誤．] 7．A　[物體m沿斜面向下做減速運動，加速度方向沿斜面向上，則其沿豎直向上的方向有分量，物體與木楔組成的系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，故A正確，B、C錯誤；物體加速度沿水平方向的分量向右，說明地面對木楔的摩擦力方向水平向右，故D錯誤．] 8．2m/s2，方向向上　160kg 解析　運動員在地面上能舉起m0＝120kg的重物， 則運動員向上的最大支撐力F＝m0g＝1200N. 在運動著的升降機中只能舉起m1＝100kg的重物，可見該重物處于超重狀態(tài)，升降機應(yīng)具有向上的加速度，設(shè)此加速度為a1，對重物由牛頓第二定律得F－m1g＝m1a1，解得a1＝2m/s2.當(dāng)升降機以a2＝2.5 m/s2的加速度加速下降時，重物處于失重狀態(tài)．設(shè)此時運動員能舉起的重物質(zhì)量為m2，對重物由牛頓第二定律得m2g－F＝m2a2，解得m2＝160kg.