2022新课标高考物理一轮复习精编解析版复习资料(15)--超重与失重 瞬时问题第3课时 超重与失重 瞬时问题1.(2022·佛山市质检二)图6是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景.宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验,以下说法正确的选项是( BC )A.火箭加速上升时,宇航员处于失重状态B.飞船加速下落时,宇航员处于失重状态C.飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力大于其重力D.火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力小于其重力图6解析加速上升或减速下降,加速度均是向上,处于超重状态;加速下降或减速上升,加速度均是向下,处于失重状态,由此知选项B、C正确.2.一个研究性学习小组设计了一个竖直加速度器,如图7所示.把轻弹簧上端用胶带固定在一块纸板上,让其自然下垂,在弹簧末端处的纸板上刻上水平线A.现把垫圈用胶带固定在弹簧的下端,在垫圈自由垂下处刻上水平线B,在B的下方刻一水平线C,使AB间距等于BC间距.假定当地重力加速度g=10m/s2,当加速度器在竖直方向运动时,假设弹簧末端的垫圈( BC )A.在A处,那么表示此时的加速度为零图7B.在A处,那么表示此时的加速度大小为g,且方向向下C.在C处,那么质量为50g的垫圈对弹簧的拉力为1ND.在BC之间某处,那么此时加速度器一定是在加速上升解析设AB=BC=x,由题意知,mg=kx,在A处mg=maA,aA=g,方向竖直向下,B正确;在C处,2kx-mg=maC,aC=g,方向竖直向上,此时弹力F=2kx=2mg=1N,C正确;在B、C之间弹力F大于mg,加速度方向竖直向上,但加速度器不一定在加速上升,也可能减速下降,故D错误.3.如图8所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( B )图84/4\nA.0 B.g C.g D.g解析撤离木板时,小球所受重力和弹簧弹力没变,二者合力大小等于撤离木板前木板对小球的支持力FN,由于FN==mg,所以撤离木板后,小球加速度大小为:a==g.4.(2022·福建厦门六中期中)如图9所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°光滑斜面上,假设不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为( D )图9A.都等于B.和0C.·和0D.0和·5.(2022·福建厦门六中期中)2022年奥运会在北京举行,由此推动了全民健身运动的蓬勃开展.体重为m=50kg的小芳在校运会上,以背越式成功地跳过了1.80m的高度,成为高三组跳高冠军.假设忽略空气阻力,g取10m/s2.那么以下说法正确的选项是( C )A.小芳下降过程处于超重状态B.小芳起跳以后在上升过程中处于超重状态C.小芳起跳时地面对她的支持力大于她的重力D.起跳过程地面对小芳至少做了900J的功6.由静止开场竖直向上运动的电梯里,某同学把测量加速度的传感器固定在手提包上,手提包与传感器总质量为1kg,到达某一楼层停顿,采集数据并分析处理后列在下表中.运动过程匀加速直线运动匀速直线运动匀减速直线运动时间(s)282加速度(m/s2)0.4000.40在计算机上画出手提包在此过程中速度v、加速度a、手对手提包的拉力F、位移x随时间的变化关系图象,请根据上表数据和所学知识,判断以下选项中正确的选项是(g取10m/s2)( C )解析从表中数据可知,匀加速运动的加速度大小为0.4m/s2,匀减速运动的加速度大小也为4/4\n0.4m/s2,匀加速运动时手提包受到的拉力为F1=m(g+a)=10.4N,匀减速运动时手提包受到的拉力为F2=m(g-a)=9.6N.由图象可以得出,A图中加速运动和减速运动的加速度大小均为0.5m/s2,B图象中,0~2s内,加速度越来越小,10s~12s,加速度越来越大;D图象中,物体分段做匀速直线运动.综合分析得出,C正确.7.消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下.假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从七楼(即离地面18m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下.已知杆的质量为200kg,消防队员着地的速度不能大于6m/s,手和腿对杆的最大压力为1800N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地重力加速度g=10m/s2.假设杆是搁在地面上的,杆在水平方向不移动.试求:(1)消防队员下滑过程中的最大速度.(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力.(3)消防队员下滑的最短时间.答案(1)12m/s (2)2900N (3)2.4s解析 (1)消防队员开场阶段自由下落的末速度即为下滑过程的最大速度vm,有2gh1=v消防队员受到的滑动摩擦力Ff=μFN=0.5×1800N=900N.减速阶段的加速度大小:a2==5m/s2减速过程的位移为h2,由v-v2=2a2h2又h=h1+h2以上各式联立可得:vm=12m/s(2)以杆为研究对象得:FN=Mg+Ff=2900N(3)最短时间为tmin=+=2.4s.8.(2022·福州综合练习)如图10所示,游乐场有一斜面长为x1的滑梯,与水平面夹角为θ,在滑梯下端的水平地面上铺设有塑胶垫.小孩从滑梯顶端由静止开场下滑,不计在衔接处速率的变化,他还可以在塑胶垫上再滑行x2的距离停顿.已知小孩与滑梯外表的动摩擦因数μ1,试求:(已知重力加速度为g)图10(1)小孩在斜面上滑行的时间.(2)小孩与塑胶垫之间的动摩擦因数μ2的值.答案(1) (2)(sinθ-μ1cosθ)解析 (1)设小孩的质量为m,在滑梯上他受到三个力的作用,根据牛顿第二定律有mgsinθ-Ff1=ma1Ff1=μ1FN1=μ1mgcosθ所以mgsinθ-μ1mgcosθ=ma1得a1=g(sinθ-μ1cosθ)4/4\n由运动学公式x1=a1t得t1==(2)由v2=2a1x1得滑到斜面末端速度v==在塑胶垫上滑行时,有Ff2=μ2FN2=μ2mg=ma2得a2=μ2g由运动学公式0=v2-2a2x2得μ2==(sinθ-μ1cosθ)【反思总结】―→―→4/4