专题14+超重与失重+动力学连接体问题(精练)-高考物理双基突破(一)+Word版含解析.doc

专题十四超重与失重动力学连接体问题（精练）1．伦敦奥运会开幕式的弹跳高跷表演中，一名质量为m的演员穿着这种高跷从距地面H高处由静止落下，与水平地面撞击后反弹上升到距地面高h处。

假设弹跳高跷对演员的作用力类似于弹簧的弹力，演员和弹跳高跷始终在竖直方向运动，不考虑空气阻力的影响，则该演员A．在向下运动的过程中始终处于失重状态B．在向上运动的过程中始终处于超重状态C．在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态D．在向上运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态【答案】C2．若货物随升降机运动的v－t图象如图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是【答案】B【解析】由v－t图象可知，货物的运动情况依次为向下匀加速，向下匀速，向下匀减速，而后为向上匀加速，向上匀速，向上匀减速．由牛顿第二定律F－mg＝ma可得，下降阶段支持力F的大小依次为F<mg、F＝mg、F>mg，上升阶段支持力F的大小依次为F>mg、F＝mg、F<mg，所以B正确。

3．（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对电梯的压力A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小C．t＝8.5 s时最大 D．t＝8.5 s时最小【答案】AD4．（多选）用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动。

如图所示，图中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则A．钩码的重力约为4 NB．钩码的重力约为3 NC．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、CD．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D【答案】AC【解析】求解本题的关键是对图象及超重、失重概念的准确理解．由于初始状态物体静止，所以钩码的重力等于拉力，从图上可读出拉力约为4 N，故A正确，B错误；据“超重时拉力大于重力、失重时拉力小于重力”可知，C正确，D错误。

5．（单选）一学生利用一弹簧测力计把质量为m＝1kg的物体悬吊在竖直电梯的天花板下，测力计的示数随时间变化如图所示，t＝0时电梯静止，取g＝10m/s2，他想通过测力计的示数来判断电梯的运动情况，下列说法正确的是A．电梯全程处于上行状态B．电梯全程处于下行状态C．电梯先向下后向上运动D．电梯先减速接着匀速最后加速运动【答案】B6．人在平地上静止站立时，受到的支撑力等于人的重力。

做原地纵跳时，在快速下蹲和蹬伸的过程中，人体受到的支撑力发生变化，如图，G为重力，F为支撑力。

下列曲线能正确反映该变化的是【答案】D【解析】人从静止站立快速下蹲，有向下的加速度，处于失重状态，F<G，在向上蹬伸的过程中，人有向上的加速度，处于超重状态，F>G，当速度最大到腾空之前，重力大于支撑力，腾空后，支撑力为零。

D 选项正确。

7．（多选）某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小。

从演员在滑杆上端做完动作开始计时，演员先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零，整个过程演员的v －t图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，g＝10 m/s2，则下列说法正确的是A．演员的体重为800 NB．演员在最后2 s内一直处于超重状态C．传感器显示的最小拉力为620 ND．滑杆长7.5 m【答案】BC8．在索契冬奥会自由式滑雪女子空中技巧比赛中，中国运动员以83.50分夺得银牌。

比赛场地可简化为由如图所示的助滑区、弧形过渡区、着陆坡、减速区等组成。

若将运动员视为质点，且忽略空气阻力，下列说法正确的是A．运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态B．运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态C．运动员在跳离弧形过渡区至着陆之前的过程中处于完全失重状态D．运动员在减速区减速过程中处于失重状态【答案】C【解析】运动员在加速下滑时加速度沿竖直方向的分加速度方向向下，处于失重状态，A项错；由圆周运动知识可知，运动员在弧形过渡区加速度方向指向圆心，具有竖直向上的分加速度，运动员处于超重状态，B项错；运动员跳离弧形过渡区到着陆前，只受重力作用，处于完全失重状态，C项正确；运动员在减速区具有竖直向上的分加速度，处于超重状态，D项错误。

9．如图所示，光滑水平地面上有质量相等的两物体A、B，中间用劲度系数为k的轻弹簧相连，在外力F 1、F 2作用下运动，且满足F 1>F 2，当系统运动稳定后，弹簧的伸长量为A ．F 1－F 2kB ．F 1＋F 22k C ．F 1－F 22k D ．F 1＋F 2k【答案】B10．（多选）在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。

当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时，P 和Q 间的拉力大小仍为F 。

不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为A ．8B ．10C ．15D ．18 【答案】BC【解析】设该列车厢与P 相连的部分为P 部分，与Q 相连的部分为Q 部分。

设该列车厢有n 节，Q 部分为n 1节，每节车厢质量为m ，当加速度为a 时，对Q 有F ＝n 1ma ；当加速度为23a 时，对P 有F ＝（n －n 1）m23a ，联立得2n ＝5n 1。

当n 1＝2，n 1＝4，n 1＝6时，n ＝5，n ＝10，n ＝15，由题中选项得该列车厢节数可能为10或15，选项B 、C 正确。

11．如图所示，一截面为椭圆形的容器内壁光滑，其质量为M ，置于光滑水平面上，内有一质量为m 的小球，当容器受到一个水平向右的力F 作用向右匀加速运动时，小球处于图示位置，重力加速度为g ，此时小球对椭圆面的压力大小为A ．m g 2－⎝⎛⎭⎪⎫F M ＋m 2 B ．mg 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫F M ＋m 2C ．mg 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫F m 2 D ．mg2＋F 2【答案】B【解析】先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：加速度为a ＝FM ＋m，再对小球研究，分析受力情况，如图，由牛顿第二定律得到：F N ＝mg2＋ma2＝mg 2＋⎝⎛⎭⎪⎫F M ＋m 2，由牛顿第三定律得，B 选项正确。

12．如图，两块粘连在一起的物块a 和b ，质量分别为m a 和m b ，放在光滑的水平桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的水平推力F a 和水平拉力F b ，已知F a >F b ，则a 对b 的作用力A ．必为推力B ．必为拉力C ．可能为推力，也可能为拉力D ．不可能为零 【答案】C13．如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m 的小球，下列关于杆对球的作用力F 的判断中，正确的是A ．小车静止时，F ＝mg sin θ，方向沿杆向上B ．小车静止时，F ＝mg cos θ，方向垂直于杆向上C ．小车向右以加速度a 运动时，一定有F ＝masin θD ．小车向左以加速度a 运动时，F ＝(ma )2＋(mg )2，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角满足tan α＝a g【答案】D【解析】小车静止时，球受到重力和杆的弹力作用，由平衡条件可得杆对球的作用力F ＝mg ，方向竖直向上，选项A 、B 错误；小车向右以加速度a 运动时，如图甲所示，只有当a ＝g tan θ时，才有F ＝masin θ，选项C 错误；小车向左以加速度a 运动时，根据牛顿第二定律可知小球受到的合力水平向左，如图乙所示，则杆对球的作用力F ＝(ma )2＋(mg )2，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角满足tan α＝ag，选项D 正确。

14．竖直升降的电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为m 的物体．当电梯静止时弹簧被压缩了x ；当电梯运动时弹簧又被压缩了x .试判断电梯运动的可能情况是A ．以大小为2g 的加速度加速上升B ．以大小为2g 的加速度减速上升C ．以大小为g 的加速度加速下降D ．以大小为g 的加速度减速下降 【答案】D15．（多选）一斜面固定在水平面上，在斜面顶端有一长木板，木板与斜面之间的动摩擦因数为μ，木板上固定一轻质弹簧测力计，弹簧测力计下面连接一个光滑的小球，如图所示，当木板固定时，弹簧测力计示数为F 1，现由静止释放后，木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计的示数为F 2，若斜面的高为h ，底边长为d ，则下列说法正确的是A ．稳定后弹簧仍处于伸长状态B ．稳定后弹簧一定处于压缩状态C ．μ＝F 1dF 2h D ．μ＝F 2h F 1d【答案】AD【解析】平衡时，对小球分析F 1＝mg sin θ；木板运动后稳定时，对整体分析有：a ＝g sin θ－μg cos θ；则a <g sin θ，根据牛顿第二定律得知，弹簧对小球的弹力应沿斜面向上，弹簧处于拉伸状态，对小球有mg sin θ－F 2＝ma ，而tan θ＝hd ；联立以上各式计算可得μ＝F 2hF 1d，故A 、D 正确。

16．如图甲，在水平地面上有一长木板B ，其上叠放木块A 。

假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。

用一水平力F作用于B，A、B的加速度与F的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法中正确的是A．A的质量为0.25 kgB．B的质量为1.25 kgC．B与地面间的动摩擦因数为0.2D．A、B间的动摩擦因数为0.2【答案】C17．如图甲所示，一质量为m＝1 kg的物体在水平拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，从某时刻开始，拉力F随时间均匀减小，物体受到的摩擦力随时间变化的规律如图乙所示。

则下列关于物体运动的说法中正确的是A．t＝1 s时物体开始做加速运动B．t＝2 s时物体做减速运动的加速度大小为2 m/s2C．t＝3 s时物体刚好停止运动D．物体在1 s～3 s内做匀减速直线运动【答案】C18．如图所示，一个质量M ＝50kg 的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m ＝5kg 的物体A 。

当升降机向上运动时，她看到弹簧测力计的示数为40N ，g ＝10m/s 2，求：（1）升降机的加速度； （2）此时人对地板的压力。

【答案】（1）2m/s 2，方向向下 （2）400N ，竖直向下 【解析】对A 受力分析，根据牛顿第二定律得：mg －F 弹＝ma 得a ＝g －F 弹m ＝10－405＝2m/s 2，则升降机的加速度为2m/s 2，方向向下。