2014届高考物理总复习教科版课时作业8两类动力学问题超重和失重Word版含解析

课时作业(八)两类动力学问题超重和失重◎必做部分1．下列关于单位制及其应用的说法中，不正确的是()A．基本单位和导出单位一起组成了单位制B．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同C．在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制的单位表示，只要正确应用物理公式，其结果就一定是用该单位制中该物理量的单位表示D．一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系2．某物体受一对平衡力作用处于静止状态，现将其中一个力先减小到零后再增大恢复到原来的大小，方向不变，另一个力保持不变．在此过程中，该物体的速度变化情况是()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大3.(2013·合肥第一次模拟)质量为0.8kg的物体在一水平面上运动，如图a、b分别表示物体受到水平拉力作用和不受拉力作用的v－t图像，则拉力与摩擦力之比为()A．9∶8B．3∶2C．2∶1D．4∶34.(2013·惠州模拟)如图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力作用而运动，前方固定一个弹簧，当木块接触弹簧后()A．将立即做变减速运动B．将立即做匀减速运动C．在一段时间内仍然做加速运动，速度继续增大D．在弹簧处于最大压缩量时，木块的加速度为零5.一间新房要盖屋顶，为了使下落的雨滴能够以最短的时间淌离屋顶，则所盖屋顶的顶角应为(设雨滴沿屋顶下淌时，可看成在光滑的斜坡上下滑)()A．60°B．90°C．120°D．150°6.(2013·安徽江南十校联考)质量为1kg的物体放在水平地面上，从t＝0时刻起，物体受到一个方向不变的水平拉力作用，2s后撒去拉力，在前4s内物体的速度—时间图象如图所示，则整个运动过程中该物体()A．所受的摩擦力的大小为1NB．第1s内受到的拉力大小是2NC．在4s末回到出发点D．在4s内的平均速度为1.5m/s7.在一次学校田径运动会上，小明同学以背越式成功地跳过了1.90米的高度，打破校运会记录，如图．若忽略空气阻力，g取10m/s2.则下列说法正确的是()A．小明下降过程中处于失重状态B．小明起跳以后在上升过程中处于超重状态C．小明起跳时地面对他的支持力大于他的重力D．小明起跳以后在下降过程中重力消失了8.(2013·黄冈中学)如图所示绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2时，紧急刹车时的刹车痕(即刹车距离x)与刹车前车速v的关系曲线，则μ1和μ2的大小关系为()A．μ1μ2B．μ1＝μ2C．μ1μ2D．条件不足，不能比较9．(2013·上海徐汇区)如图(a)所示，在倾角为37°的斜面上，一个质量为m的物体A在沿斜面向下的不同的恒定拉力F作用下从静止开始运动，设沿斜面向下的方向为正方向，物体A的加速度a与拉力F的关系如图(b)所示，则物体A的质量m为________kg，物体A与斜面间的动摩擦因数为________．(g＝10m/s2)10.(2013·上海徐汇区)如图所示，直升机沿水平向右方向以a1＝8m/s2的加速度匀加速飞往出事地点营救伤员，悬挂着m＝500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝60°.直升机营救伤员后飞往医院，加速度沿水平向左方向，大小稳定在a2＝2m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝45°.如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，求被营救伤员的总质量M.(g＝10m/s2)．11．(2013·重庆市)如图所示，甲为操场上一质量不计的竖直滑竿，滑竿上端固定，下端悬空，为了研究学生沿竿下滑的情况，在竿的顶部装有一拉力传感器，可显示竿的顶端所受拉力的大小．现有一学生手握滑竿，从竿的上端由静止开始下滑，下滑5s后这个学生的下滑速度为零，并用手紧握住滑竿保持静止不动．以这个学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的力随时间变化的情况如图乙所示．(g＝10m/s2)求：(1)该学生的质量为多少；(2)该学生在下滑过程中的最大速度；(3)5s内该学生下滑的距离．12．(2013·浙江省调研)如图所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l1＝1.6×102m的水平跑道和长度为l2＝20m的倾斜跑道两部分组成．水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h＝4.0m．一架质量为m＝2.0×104kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F＝1.2×105N，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍．假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，取g＝10m/s2.(1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100m/s，外界还需要在整个水平轨道对飞机施加助推力，求助推力F推的大小．◎选做部分13.(2013·潍坊抽测)如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4m锁定，t＝0时解除锁定释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝2.0kg，取g＝10m/s2.求：(1)滑块与地面间的动摩擦因数；(2)弹簧的劲度系数．14．(2013·石家庄一模)如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，质量m＝1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下，从A点由静止开始运动，到达B点时立即撤去力F，此后，物体到达C点时速度为零．通过速度传感器测得这一过程中物体每隔0.2s的瞬时速度，下表给出了部分数据(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)．求：t/s0.00.20.40.6…1.82.02.2…v/(m·s－1)0.01.22.43.6…6.04.02.0…(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)恒力F的大小；(3)A、C间的距离．详解答案课时作业(八)◎必做部分1．D选项A、B为单位制的一般性描述，都是正确的；在物理计算中，物理公式既确定了各物理量间的数量关系，又同时确定了其单位关系，故D不正确．2．A将其中一个力先减小至零再增大恢复到原来的大小时，合力先增大，后减小，在此过程中合力的方向始终不变，即加速度方向始终和运动方向一致，物体将一直加速，A正确．3．B由v－t图像知，图线a为仅受摩擦力的运动，加速度大小a1＝1.5m/s2；图线b为受水平拉力和摩擦力的运动，加速度大小a2＝0.75m/s2.列方程ma1＝f，ma2＝F－f，解得F/f＝3/2.4．C当木块接触弹簧后，弹簧的弹力逐渐增大，木块所受合力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，木块在一段时间内仍然做加速运动，速度继续增大，C正确；当外力与弹簧的弹力相等时，木块的合力为零，加速度为零，D错误．5．B由题意知，雨滴沿屋顶的运动过程中受重力和支持力作用，设其运动的加速度为a，屋顶的顶角为2a，则由牛顿第二定律得a＝gcosα.又因屋檐的前后间距已定，设为2b，则雨滴下滑经过的屋顶面长度x＝bsinα，由x＝12at2得t＝4bgsin2α，则当α＝45°时，对应的时间t最小，所以屋顶的顶角应取90°，B正确．6．A由v－t图象可得在2s～4s内，撤去拉力后物体的加速度大小为a1＝Δv1t1＝1m/s2，由牛顿第二运动定律：f＝ma1＝1N，A正确；0～1s内，由v－t图象得加速度大小为a2＝Δv2t2＝2m/s2，由牛顿第二运动定律：F－f＝ma2，得F＝3N，B错误；4s内的位移，由v－t图象中所围面积可得位移：x＝24＋12m＝5m，v＝x/t＝1.25m/s，C、D错误．7．AC小明起跳和落在软垫上减速，加速度向上，处于超重状态；在空中时，无论是上升，还是下降，都处于完全失重状态，但重力不会改变，则A、C正确．8．C过纵轴上一点作横轴的平行线(即取相同的初速度)，从平行线与曲线的交点可看出，动摩擦因数为μ1的刹车距离小于动摩擦因数为μ2的刹车距离，因此μ1μ2，C正确；取初速度相等是解此题的突破口，如果只分析速度与刹车距离，则难以比较．9．答案：7.5kg0.2510．解析：加速向右时竖直方向受力平衡Tcosθ1＝mg水平方向根据牛顿第二定律Tsinθ1－f＝ma1得f＝4660.25N.加速向左时竖直方向受力平衡T′cosθ2＝(m＋M)g水平方向根据牛顿第二定律T′sinθ2－f＝(m＋M)a2且空气阻力保持不变得M＝82.5kg.答案：82.5kg11．解析：(1)根据图像可知，5s后手紧握住滑竿保持静止不动F＝mg＝500N，所以m＝50kg(2)0～1s内，人向下作匀加速运动，mg－F1＝ma1得：a1＝2.4m/s2.1s末到5s末人作匀减速运动，5s末速度为零，所以1s末人的速度达到最大值1s末人的速度为：v1＝a1t1＝2.4m/s(3)滑竿的长度等于人在滑竿加速运动和减速运动通过的位移之和．加速运动的位移：x1＝12a1t21＝1.2m.减速运动：a2＝2.4m/s4s＝0.6m/s2.x2＝v1t1－12a2t22＝4.8m.滑竿的总长度：L＝x1＋x2＝6m答案：(1)50kg(2)2.4m/s(3)6m12．解析：(1)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力作用，设加速度大小为a1、末速度大小为v1，运动时间为t1，有F合＝F－f＝ma1v21－v20＝2a1l1v1＝a1t1注意到v0＝0，f＝0.1mg，代入已知数据可得a1＝5.0m/s2，v1＝40m/s，t1＝8.0s飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用，设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2，沿斜面方向有F′合＝F－f－FGX＝ma2FGX＝mgsinα＝mghl2＝4.0×104Nv22－v21＝2a2l2注意到v1＝40m/s，代入已知数据可得a2＝3.0m/s2，v2＝1720m/s＝41.3m/s(2)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度大小为a′1、末速度大小为v′1，有F′合＝F推＋F－f＝ma′1v′21－v20＝2a′1l1飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用没有变化，加速度大小仍有a′2＝3.0m/s2.v′22－v′21＝2a′2l2根据题意，v′2＝100m/s，代入数据解得F推＝5.2×105N答案：(1)8.0s41.3m/s(2)5.2×105N◎选做部分13．解析：(1)从题中图象知，滑块脱离弹簧后的加速度大小a1＝Δv1Δt1＝1.50.3m/s2＝5m/s2①由牛顿第二定律得：μmg＝ma1②解得：μ＝0.5.③(2)刚释放时滑块的加速度a2＝Δv2Δt2＝30.1m/s2＝30m/s2④由牛顿第二定律得：kx－μmg＝ma2⑤解得：k＝175N/m.⑥答案：(1)0.5(2)175N/m14．解析：(1)匀加速过程的加速度a1＝ΔvΔt＝6m/s2撤去力F后匀减速过程的加速度a2＝ΔvΔt＝－10m/s2由牛顿第二定律得：－(mgsin37°＋μmgcos37°)＝ma2解得：μ＝0.5.(2)匀加速过程，由牛顿第二定律得：F－mgsin37°－μmgcos37°＝ma1解得：F＝16N.(3)设加速时间为t1，减速时间为t2最大速度：vm＝a1t1在2.2s时的速度为2.0m/s，则2．0＝vm＋a2(2.2－t1)又：－vm＝a2t2xAC＝vm2(t1＋t2)联立解出：xAC＝10.8m.答案：(1)0.5(2)16N(3)10.8m