高考專題14 超重與失重 動(dòng)力學(xué)連接體問(wèn)題（精練）高考物理雙基突破（一） ---精校解析word版

1、<p><b>　　專題十四 </b></p><p>　　超重與失重 動(dòng)力學(xué)連接體問(wèn)題（精練）</p><p>　　1．倫敦奧運(yùn)會(huì)開幕式的彈跳高蹺表演中，一名質(zhì)量為m的演員穿著這種高蹺從距地面H高處由靜止落下，與水平地面撞擊后反彈上升到距地面高h(yuǎn)處。假設(shè)彈跳高蹺對(duì)演員的作用力類似于彈簧的彈力，演員和彈跳高蹺始終在豎直方向運(yùn)動(dòng)，不考慮空氣阻力的影響，則該演員

2、</p><p>　　A．在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終處于失重狀態(tài)</p><p>　　B．在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終處于超重狀態(tài)</p><p>　　C．在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)</p><p>　　D．在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)</p><p><b>　　【答案】C<

3、;/b></p><p>　　2．若貨物隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖所示（豎直向上為正），則貨物受到升降機(jī)的支持力F與時(shí)間t關(guān)系的圖象可能是 </p><p><b>　　【答案】B</b></p><p>　　【解析】由v－t圖象可知，貨物的運(yùn)動(dòng)情況依次為向下勻加速，向下勻速，向下勻減速，而后為向上勻加速，向上勻速，向上

4、勻減速．由牛頓第二定律F－mg＝ma可得，下降階段支持力F的大小依次為F<mg、F＝mg、F>mg，上升階段支持力F的大小依次為F>mg、F＝mg、F<mg，所以B正確。</p><p>　　3．（多選）一人乘電梯上樓，在豎直上升過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，以豎直向上為a的正方向，則人對(duì)電梯的壓力</p><p>　　A．t＝2 s時(shí)最大

5、 B．t＝2 s時(shí)最小 </p><p>　　C．t＝8.5 s時(shí)最大 D．t＝8.5 s時(shí)最小</p><p><b>　　【答案】AD</b></p><p>　　4．（多選）用力傳感器懸掛一鉤碼，一段時(shí)間后，鉤碼在拉力作用下沿豎直方向由靜止開始運(yùn)動(dòng)。如圖所示，圖中實(shí)線是傳感器記錄的拉力大小變化情況，則</p>

6、;<p>　　A．鉤碼的重力約為4 N</p><p>　　B．鉤碼的重力約為3 N</p><p>　　C．A、B、C、D四段圖線中，鉤碼處于超重狀態(tài)的是A、D，失重狀態(tài)的是B、C</p><p>　　D．A、B、C、D四段圖線中，鉤碼處于超重狀態(tài)的是A、B，失重狀態(tài)的是C、D</p><p><b>　　【答案】A

7、C</b></p><p>　　【解析】求解本題的關(guān)鍵是對(duì)圖象及超重、失重概念的準(zhǔn)確理解．由于初始狀態(tài)物體靜止，所以鉤碼的重力等于拉力，從圖上可讀出拉力約為4 N，故A正確，B錯(cuò)誤；據(jù)“超重時(shí)拉力大于重力、失重時(shí)拉力小于重力”可知，C正確，D錯(cuò)誤。</p><p>　　5．（單選）一學(xué)生利用一彈簧測(cè)力計(jì)把質(zhì)量為m＝1kg的物體懸吊在豎直電梯的天花板下，測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨時(shí)間變化如圖

8、所示，t＝0時(shí)電梯靜止，取g＝10m/s2，他想通過(guò)測(cè)力計(jì)的示數(shù)來(lái)判斷電梯的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是</p><p>　　A．電梯全程處于上行狀態(tài) </p><p>　　B．電梯全程處于下行狀態(tài) </p><p>　　C．電梯先向下后向上運(yùn)動(dòng) </p><p>　　D．電梯先減速接著勻速最后加速運(yùn)動(dòng)</p><p

9、><b>　　【答案】B</b></p><p>　　6．人在平地上靜止站立時(shí)，受到的支撐力等于人的重力。做原地縱跳時(shí)，在快速下蹲和蹬伸的過(guò)程中，人體受到的支撐力發(fā)生變化，如圖，G為重力，F(xiàn)為支撐力。下列曲線能正確反映該變化的是</p><p><b>　　【答案】D</b></p><p>　　【解析】人從靜止站立

10、快速下蹲，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，F(xiàn)<G，在向上蹬伸的過(guò)程中，人有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，F(xiàn)>G，當(dāng)速度最大到騰空之前，重力大于支撐力，騰空后，支撐力為零。D選項(xiàng)正確。</p><p>　　7．（多選）某馬戲團(tuán)演員做滑桿表演，已知豎直滑桿上端固定，下端懸空，滑桿的重力為200 N，在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可以顯示桿頂端所受拉力的大小。從演員在滑桿上端做完動(dòng)作開始計(jì)時(shí)，演員先在桿上靜止了0

11、.5 s，然后沿桿下滑，3.5 s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零，整個(gè)過(guò)程演員的v－t圖象和傳感器顯示的拉力隨時(shí)間的變化情況分別如圖甲、乙所示，g＝10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是</p><p>　　A．演員的體重為800 N</p><p>　　B．演員在最后2 s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)</p><p>　　C．傳感器顯示的最小拉力為620 N</p&g

12、t;<p>　　D．滑桿長(zhǎng)7.5 m</p><p><b>　　【答案】BC</b></p><p>　　8．在索契冬奧會(huì)自由式滑雪女子空中技巧比賽中，中國(guó)運(yùn)動(dòng)員以83.50分奪得銀牌。比賽場(chǎng)地可簡(jiǎn)化為由如圖所示的助滑區(qū)、弧形過(guò)渡區(qū)、著陸坡、減速區(qū)等組成。若將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，且忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是</p><p>　　

13、A．運(yùn)動(dòng)員在助滑區(qū)加速下滑時(shí)處于超重狀態(tài)</p><p>　　B．運(yùn)動(dòng)員在弧形過(guò)渡區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中處于失重狀態(tài)</p><p>　　C．運(yùn)動(dòng)員在跳離弧形過(guò)渡區(qū)至著陸之前的過(guò)程中處于完全失重狀態(tài)</p><p>　　D．運(yùn)動(dòng)員在減速區(qū)減速過(guò)程中處于失重狀態(tài)</p><p><b>　　【答案】C</b></p>

14、<p>　　【解析】運(yùn)動(dòng)員在加速下滑時(shí)加速度沿豎直方向的分加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)；由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，運(yùn)動(dòng)員在弧形過(guò)渡區(qū)加速度方向指向圓心，具有豎直向上的分加速度，運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)員跳離弧形過(guò)渡區(qū)到著陸前，只受重力作用，處于完全失重狀態(tài)，C項(xiàng)正確；運(yùn)動(dòng)員在減速區(qū)具有豎直向上的分加速度，處于超重狀態(tài)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 </p><p>　　9．如圖所示，光滑水平地面上有質(zhì)量相等的兩

15、物體A、B，中間用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連，在外力F1、F2作用下運(yùn)動(dòng)，且滿足F1>F2，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，彈簧的伸長(zhǎng)量為</p><p>　　A．　　 B． </p><p>　　C． D．</p><p><b>　　【答案】B</b></p><p>　　10．（多選）在一東西向的水平直

16、鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂。當(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時(shí)，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機(jī)車在西邊拉著車廂以大小為a的加速度向西行駛時(shí)，P和Q間的拉力大小仍為F。不計(jì)車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為</p><p>　　A．8 B．10 C．15 D．18</p><p><b>

17、　　【答案】BC</b></p><p>　　【解析】設(shè)該列車廂與P相連的部分為P部分，與Q相連的部分為Q部分。設(shè)該列車廂有n節(jié)，Q部分為n1節(jié)，每節(jié)車廂質(zhì)量為m，當(dāng)加速度為a時(shí)，對(duì)Q有F＝n1ma；當(dāng)加速度為a時(shí)，對(duì)P有F＝（n－n1）ma，聯(lián)立得2n＝5n1。當(dāng)n1＝2，n1＝4，n1＝6時(shí)，n＝5，n＝10，n＝15，由題中選項(xiàng)得該列車廂節(jié)數(shù)可能為10或15，選項(xiàng)B、C正確。 　</p&g

18、t;<p>　　11．如圖所示，一截面為橢圓形的容器內(nèi)壁光滑，其質(zhì)量為M，置于光滑水平面上，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小球，當(dāng)容器受到一個(gè)水平向右的力F作用向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球處于圖示位置，重力加速度為g，此時(shí)小球?qū)E圓面的壓力大小為</p><p>　　A．m B．m </p><p>　　C．m D． </p><p>

19、<b>　　【答案】B</b></p><p>　　【解析】先以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得：加速度為a＝，再對(duì)小球研究，分析受力情況，如圖，由牛頓第二定律得到：FN＝＝m，由牛頓第三定律得，B選項(xiàng)正確。 </p><p>　　12．如圖，兩塊粘連在一起的物塊a和b，質(zhì)量分別為ma和mb，放在光滑的水平桌面上，現(xiàn)同時(shí)給它們施加方向如圖所示的水平推力Fa和水平拉力

20、Fb，已知Fa>Fb，則a對(duì)b的作用力</p><p>　　A．必為推力 </p><p><b>　　B．必為拉力 </b></p><p>　　C．可能為推力，也可能為拉力 </p><p><b>　　D．不可能為零</b></p>

21、<p><b>　　【答案】C</b></p><p>　　13．如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷中，正確的是</p><p>　　A．小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mgsin θ，方向沿桿向上 </p><p>　　B．小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mgcos θ，方向垂直于桿

22、向上</p><p>　　C．小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有F＝</p><p>　　D．小車向左以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)＝，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角滿足tan α＝</p><p><b>　　【答案】D</b></p><p>　　【解析】小車靜止時(shí)，球受到重力和桿的彈力作用，由平衡條件可得桿對(duì)球的作用力F＝m

23、g，方向豎直向上，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，如圖甲所示，只有當(dāng)a＝gtan θ時(shí)，才有F＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小車向左以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知小球受到的合力水平向左，如圖乙所示，則桿對(duì)球的作用力F＝，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角滿足tan α＝，選項(xiàng)D正確。</p><p>　　14．豎直升降的電梯內(nèi)的地板上豎直放置一根輕質(zhì)彈簧，彈簧上方有一質(zhì)量為m的物體．當(dāng)電梯靜止時(shí)彈簧被壓縮了x；

24、當(dāng)電梯運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧又被壓縮了x.試判斷電梯運(yùn)動(dòng)的可能情況是</p><p>　　A．以大小為2g的加速度加速上升</p><p>　　B．以大小為2g的加速度減速上升</p><p>　　C．以大小為g的加速度加速下降</p><p>　　D．以大小為g的加速度減速下降</p><p><b>　　【答案】D&

25、lt;/b></p><p>　　15．（多選）一斜面固定在水平面上，在斜面頂端有一長(zhǎng)木板，木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，木板上固定一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)下面連接一個(gè)光滑的小球，如圖所示，當(dāng)木板固定時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1，現(xiàn)由靜止釋放后，木板沿斜面下滑，穩(wěn)定時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2，若斜面的高為h，底邊長(zhǎng)為d，則下列說(shuō)法正確的是</p><p>　　A．穩(wěn)定后彈簧仍處于伸長(zhǎng)

26、狀態(tài)</p><p>　　B．穩(wěn)定后彈簧一定處于壓縮狀態(tài)</p><p><b>　　C．μ＝ </b></p><p><b>　　D．μ＝</b></p><p><b>　　【答案】AD</b></p><p>　　【解析】平衡時(shí)，對(duì)小球分析F

27、1＝mgsin θ；木板運(yùn)動(dòng)后穩(wěn)定時(shí)，對(duì)整體分析有：a＝gsin θ－μgcos θ；則a<gsin θ，根據(jù)牛頓第二定律得知，彈簧對(duì)小球的彈力應(yīng)沿斜面向上，彈簧處于拉伸狀態(tài)，對(duì)小球有mgsin θ－F2＝ma，而tan θ＝；聯(lián)立以上各式計(jì)算可得μ＝，故A、D正確。 　</p><p>　　16．如圖甲，在水平地面上有一長(zhǎng)木板B，其上疊放木塊A。假定木板與地面之間、木塊和木板之間的最大靜摩擦力都和滑動(dòng)摩擦

28、力相等。用一水平力F作用于B，A、B的加速度與F的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10 m/s2，則下列說(shuō)法中正確的是</p><p>　　A．A的質(zhì)量為0.25 kg </p><p>　　B．B的質(zhì)量為1.25 kg</p><p>　　C．B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2</p><p>　　D．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2</p

29、><p><b>　　【答案】C</b></p><p>　　17．如圖甲所示，一質(zhì)量為m＝1 kg的物體在水平拉力F的作用下沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻開始，拉力F隨時(shí)間均勻減小，物體受到的摩擦力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是</p><p>　　A．t＝1 s時(shí)物體開始做加速運(yùn)動(dòng)</p><

30、;p>　　B．t＝2 s時(shí)物體做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2 m/s2</p><p>　　C．t＝3 s時(shí)物體剛好停止運(yùn)動(dòng)</p><p>　　D．物體在1 s～3 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)</p><p><b>　　【答案】C</b></p><p>　　18．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量M＝50kg的人站在升降機(jī)的地板上，升

31、降機(jī)的頂部懸掛了一只彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)力計(jì)下掛著一個(gè)質(zhì)量m＝5kg的物體A。當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，她看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為40N，g＝10m/s2，求：</p><p>　?。?）升降機(jī)的加速度；</p><p>　?。?）此時(shí)人對(duì)地板的壓力。</p><p>　　【答案】（1）2m/s2，方向向下 （2）400N，豎直向下</p><p>　　【

32、解析】對(duì)A受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：mg－F彈＝ma</p><p>　　得a＝g－＝10－＝2m/s2，則升降機(jī)的加速度為2m/s2，方向向下。</p><p>　?。?）對(duì)人分析，根據(jù)牛頓第二定律得：Mg－FN＝Ma</p><p>　　解得：FN＝Mg－Ma＝50×（10－2）N＝400N，</p><p>　　則由牛頓第

33、三定律知人對(duì)升降機(jī)地板的壓力大小為400N，豎直向下。</p><p>　　19．一彈簧秤的秤盤質(zhì)量M＝1.5 kg，盤內(nèi)放一質(zhì)量為m＝10.5 kg的物體P，彈簧質(zhì)量不計(jì)，其勁度系數(shù)為k＝800 N/m，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示?，F(xiàn)給P施加一個(gè)豎直向上的力F，使P從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知在最初0.2 s內(nèi)F是變化的，在0.2 s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少（g＝10 m/s2）?<

34、;/p><p>　　【答案】最小值為72 N 最大值為168 N</p><p>　　此時(shí)M的加速度也為a，設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為x，則a＝ ②</p><p>　　所以kx＝M（g＋a） ③</p><p>　　原來(lái)靜止時(shí)，彈簧壓縮量設(shè)為x0，則kx0＝（m＋M）g ④</p>

35、<p>　　而x0－x＝at2 ⑤</p><p>　　由③④⑤得mg－Ma＝0.02ak</p><p>　　a＝＝6 m/s2 ⑥</p><p>　?、薮擘俚肍max＝m（a＋g）＝10.5×（6＋10）N＝168 N</p><p>　　F最大值為168

36、N。</p><p>　　剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)F為最小Fmin，對(duì)物體與秤盤這一整體應(yīng)用牛頓第二定律得</p><p>　　Fmin＋kx0－（m＋M）g＝（m＋M）a ⑦</p><p>　　④⑥代入⑦有Fmin＝（m＋M）a＝72 N</p><p>　　F的最小值為72 N。</p><p>　　20．如圖所示，

37、一質(zhì)量為mB＝2 kg的木板B靜止在光滑的水平面上，其右端上表面緊靠一固定斜面軌道的底端（斜面底端與木板B右端的上表面之間有一段小圓弧平滑連接），軌道與水平面的夾角θ＝37°。一質(zhì)量也為mA＝2 kg的物塊A從斜面軌道上距軌道底端x0＝8 m處由靜止釋放，物塊A剛好沒(méi)有從木板B的左端滑出。已知物塊A與斜面軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.25，與木板B上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.2，sin37°＝0.6，cos37&

38、#176;＝0.8，g取10 m/s2，物塊A可看作質(zhì)點(diǎn)。求：</p><p>　　（1）物塊A剛滑上木板B時(shí)的速度為多大？</p><p>　　（2）物塊A從剛滑上木板B到相對(duì)木板B靜止共經(jīng)歷了多長(zhǎng)時(shí)間？木板B有多長(zhǎng)？</p><p>　　【答案】（1）8 m/s（2）8m</p><p>　　【解析】（1）設(shè)物塊A沿斜面下滑的加速度為a1

39、，由牛頓第二定律得mAgsinθ－μ1mAgcosθ＝mAa1</p><p>　　解得a1＝4 m/s2</p><p>　　物塊A滑到木板B上時(shí)的速度為v1＝＝ m/s＝8 m/s。</p><p>　　設(shè)木板B的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，二者相對(duì)靜止前經(jīng)歷的時(shí)間為t2，最終的共同速度為v2，在達(dá)到共同速度時(shí)，木板B滑行的距離為x，利用位移關(guān)系得v1t2－a2t－a2t＝L&l