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1、第二节 超重和失重四年模拟30题1(2018山东省日照市11月校际联合质检)将物体以某一速度竖直向上抛出，经过时间t0到达最高点，之后返回运动过程中所受空气阻力大小与速率成正比则此物体从抛出到返回抛出点的过程中，速率随时间变化的图象可能正确的是() 解析物体竖直向上抛出，受重力和向下的空气阻力，又空气阻力的大小与速率成正比，则mgkvma1，物体上升时做加速度减小的减速运动物体从最高点返回，受重力和向上的空气阻力，则mgkvma2，物体下降时做加速度减小的加速运动上升过程中的加速度大于下降过程中的加速度，且上升和下降过程中物体运动的距离相同，由速率随时间变化图象的切线的斜率表示物体的加速度及速
2、率随时间变化图象与时间轴围成的面积表示对应的运动距离，可知D项正确答案D2.(2018福建省龙岩市上学期期末)将物体A、B放在竖直固定在地面上的轻弹簧上端，A的质量为m，B的质量为M，在外力F作用下保持静止，如图4所示突然撤去外力F，不计空气阻力，则()A在撤去F的瞬间，弹簧对B的弹力大于B对弹簧的压力B在撤去F的瞬间，A、B间相互作用力为mgC在撤去F以后，弹簧对地面的压力总是等于(mM)gD在撤去F以后，A、B组成的系统机械能守恒解析在撤去F的瞬间，弹簧对B的弹力与B对弹簧的压力是一对作用力与反作用力，则弹簧对B的弹力等于B对弹簧的压力，选项A错误；在撤去F的瞬间，对A、B整体有F(Mm)
3、a，对物体A有FNmgma，解得FNmg，选项B正确；在撤去F以后，A、B整体先向上加速运动，后减速运动，即先超重后失重，则弹簧对地面的压力先大于(mM)g，后小于(mM)g，选项C错误；在撤去F以后，A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，选项D错误答案B3（山东省淄博市2019届高三三模考试理综物理试卷）如图所示，某宾馆大楼中的电梯下方固定有4根相同的竖直弹簧，其劲度系数均为k。这是为了防止电梯在空中因缆绳断裂而造成生命危险。若缆绳断裂后，总质量为m的电梯下坠，4根弹簧同时着地而开始缓冲，电梯坠到最低点时加速度大小为5g（g为重力加速度大小），下列说法正确的是()A电梯坠到最低点时，每根弹簧的压
4、缩长度为B电梯坠到最低点时，每根弹簧的压缩长度为C从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中，电梯先处于失重状态后处于超重状态D从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中，电梯始终处于失重状态解析 在最低点时，由牛顿第二定律：，其中a=5g，解得，选项AB错误；从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中，重力先大于弹力，电梯向下先加速运动，当重力小于弹力时，电梯的加速度向上，电梯向下做减速运动，则电梯先处于失重状态后处于超重状态，选项C正确，D错误。答案 C4（2019江西省名校高三联考）为了备战2020年东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m=50 kg的运动员原
5、地静止站立（不起跳）摸高为2.10 m，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5 m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90 m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10 m/s2。则()A运动员起跳过程处于超重状态B起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大C起跳过程中运动员对地面的压力为960 ND从开始起跳到双脚落地需要1.05 s解析 AC、运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据可知；在起跳过程中可视为匀加速直线运动，加速度方向竖直向上，所以运动员起跳过程处于超重状态，根据速度位移公式可知，解得，对运动员根据牛顿第二定律可知，解得，根据牛顿第三定律可知
6、，对地面的压力为1 560 N，故选项A正确，C错误；B、在起跳过程中做匀加速直线运动，起跳过程的平均速度，运动员离开地面后做竖直上抛运动，离地上升到最高点过程的平均速度，故选项B错误；D、起跳过程运动的时间，起跳后运动的时间，故运动的总时间，故选项D正确。答案 AD5（2019辽宁省沈阳市高三三模）根据动滑轮省力的特点设计如图甲所示装置（滑轮质量、摩擦均不计）。质量为2 kg的物体在竖直向上的拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知（取g=10 m/s2）()A物体加速度大小为0.5 m/s2B拉力F的大小为12 NC2 s末拉力F的功率大小为96
7、WD2 s内拉力F做的功为48 J解析 A、根据vt图象知加速度，故A错误；B、牛顿第二定律得，2Fmg=ma，解得，故B正确；C、2 s末物体的速度v=4 m/s，则F的功率P=Fv=2Fv=128 W=96 W，故C正确；D、物体在2 s内的位移；则拉力作用点的位移x=8 m，则拉力F做功的大小为W=Fx=128 J=96 J，故D错误。故选BC。答案 BC6(2020届江苏省苏州期中)在庆祝新中国成立70周年阅兵中，领衔歼击机梯队的是我国自主研发的新一代隐身战斗机“歼20”，它是目前亚洲区域最先进的战机，当它向左上方做匀加速直线飞行时(如图)，气体对它的作用力的合力方向可能为()解析 战
8、机沿直线匀加速飞行时，合力方向沿速度方向，战机受重力和气体对它的作用力(包括浮力、阻力等)，重力方向向下，则气体对它的作用力与重力合力方向沿运动方向，故A、C、D错误，B正确答案 B7(多选)(2020届儋州市高三月考)如图，电梯内重为10 N的物体悬挂在弹簧测力计上某时刻，乘客观察到测力计示数变为8 N，则电梯可能()A匀加速向上运动 B匀减速向上运动C匀加速向下运动D匀减速向下运动解析因F8 NG10 N，电梯处于失重状态，加速度方向向下，故电梯可能匀加速向下运动，也可能匀减速向上运动，故选BC.答案 BC8(2019届安徽马鞍山三校联考)氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳的拉力作用下
9、做直线运动，重物运动的方向如图中箭头所示虚线方向，图中气球和重物G在运动中所处的位置可能是()解析 重物只在重力和绳的拉力作用下做直线运动，故合力为零或者与速度共线，可能做匀速直线运动，故A正确；可能做匀减速直线运动，故B正确；可能做匀加速直线运动，故C正确；重力和绳的拉力的合力与速度必须共线，故D错误答案 ABC9.(2018浙江4月)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作。下列F-t图象能反映体重计示数随时间变化的是() 解析 小芳下蹲时先加速下降,后减速下降,故其先处于失重状态,后处于超重状态,体重计的示数F先小于重力,后大于重力,C正确。答案 C10.(2019浙江4月)如图所示,A,B
10、,C为三个实心小球,A为铁球,B,C为木球。A,B两球分别连接在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,木水铁)()A.A球将向上运动,B,C球将向下运动B.A,B球将向上运动,C球不动C.A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动解析 将挂吊篮的绳子剪断瞬间,装水的杯子做自由落体运动,水处于完全失重状态,即可以认为水和球之间没有相互作用力。以杯子作为参考系,A受到向上的弹力作用,B受到向下的弹力作用,C不受弹力作用,所以A球将向
11、上运动,B球将向下运动,C球不动。答案 D11.(2018浙江11月)如图所示为某一游戏的局部简化示意图。D为弹射装置,AB是长为21 m的水平轨道,倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10 m的圆形支架上,B为圆形的最低点,轨道AB与BC平滑连接,且在同一竖直平面内。某次游戏中,无动力小车在弹射装置D的作用下,以v0=10 m/s的速度滑上轨道AB,并恰好能冲到轨道BC的最高点。已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍,轨道BC光滑,则小车从A到C的运动时间是()A.5 s B.4.8 s C.4.4 s D.3 s解析 小车从A到B做匀减速直线运动,加速度大小为a1=g=2
12、m/s2,由xAB=v0t1-a1得,t1=3 s(t1=7 s 舍去),小车到达B点时的速度v1=v0-a1t1=4 m/s,从B到C过程,根据机械能守恒定律,有m=mgh,解得h=0.8 m,根据几何关系,xBC=2Rsin ,h=xBCsin ,解得sin =0.2,从B到C做匀减速直线运动的加速度大小为a2=gsin ,由0=v1-a2t2得t2=2 s,所以从A到C的时间为t= t1+t2=5 s,故A正确。答案 A12.(2018浙江嘉兴模拟)如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”此过程中() A地球对人的吸引力和人对地球的吸引力大小相等
13、B人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力C人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小D人被向上“托起”时处于超重状态解析 地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是一对相互作用力，等大反向，A正确；相互作用力是两个物体间的相互作用，而人受到的重力和人受到气流的力涉及人、地球、气流三个物体，不是一对相互作用力，B错误；由于风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，在竖直方向上合力不为零，所以人受到的重力大小不等于气流对人的作用力大小，C错误；人被向上“托起”时加速度向上，处于超重状态，D正确答案 AD13(2018唐山模拟)跳高运动员从地面起跳的瞬间，下列说法中正确的是()A运动员对地
14、面的压力大于运动员受到的重力B地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力C地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力D运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力解析 运动员起跳的瞬间向上做加速运动，由牛顿第二定律得FNmgma，故地面对运动员的支持力大于运动员的重力，由牛顿第三定律得运动员对地面的压力等于地面对运动员的支持力，选项A、B正确，C、D错误答案 AB14.(2018汕头模拟)建设房屋时，保持底边L不变，要设计好屋顶的倾角，以便下雨时落在房顶的雨滴能尽快地滑离屋顶，雨滴下滑时可视为小球做无初速度、无摩擦的运动下列说法正确的是() A倾角越大，雨滴下滑时的加速度越大B倾角越大，雨滴对屋顶
15、压力越大C倾角越大，雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度越大D倾角越大，雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的时间越短解析 设屋檐的底角为，底边长度为L，注意底边长度是不变的，屋顶的坡面长度为x，雨滴下滑时加速度为a，对雨滴受力分析，只受重力mg和屋顶对雨滴的支持力FN，垂直于屋顶方向：mgcos FN，平行于屋顶方向：mamgsin .雨滴的加速度为：agsin ，则倾角越大，雨滴下滑时的加速度越大，故A正确；雨滴对屋顶的压力大小：FNFNmgcos ，则倾角越大，雨滴对屋顶压力越小，故B错误；根据三角关系判断，屋顶坡面的长度x，由xgsin t2，可得：t ，可见当45时，用时最短，D错误；由vgsin t可得：v，可见越大，雨滴从顶端O下滑至M时的速度越大，C正确答案 AC15.(2018江西重点中学十校联考)趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、
