第12讲超重与失重问题10页Word文档下载推荐.docx
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B.在第3s内做加速运动,加速度大小逐渐增大,速度逐渐增大
C.在第4s内做加速运动,加速度大小逐渐增大,速度逐渐增大
D.在第5s末速度为零,运动方向与F1方向相同
第1题图
第2题图
2.我国蹦床队在北京奥运会上取得金牌.假如运动员从某一高处下落到蹦床后又被弹回到原来的高度,其整个过程中的速度随时间的变化关系如图所示,其中oa段和cd段为直线,则根据此图像可知运动员( )
A.在t1t2时间内所受合力逐渐增大
B.在t2时刻处于平衡位置
C.在t3时刻处于平衡状态
D.在t4时刻所受的弹力最大
3.一个人站在磅秤上,在他蹲下的过程中,磅秤上的示数将( )
A.先减小后增大最后复原
B.先增大后减小最后复原
C.先减小后复原
D.先增大后复原
4.原来做匀速运动的升降机内,有一被弹簧拉住的物体A相对水平底板静止不动.如图所示,现发现A突然被弹簧拉向右方,由此可以判断升降机的运动可能是( )
A.加速上升B.减速上升
C.加速下降D.减速下降
第4题图
第5题图
5.磁铁悬挂在支架上,支架悬挂在梁上,设悬挂电磁铁的细绳拉力大小为F,悬挂支架的细绳拉力大小为T,则在电磁铁通电后铁块向上运动过程中与通电前相比( )
A.F不变B.F增大
C.T不变D.T增大
第6题图
6.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示.设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态.则在箱子下落过程中,下列说法正确的是( )
A.箱内物体对箱子底部始终没有压力
B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大
C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大
D.若下落距离足够长,箱内物体有可能所受支持力等于它的重力
7.质量为200kg的物体,置于升降机内的台秤上,从静止开始上升.运动过程中台秤的示数F与时间t的关系如图所示,求升降机在7s内上升的高度(g取10m/s2).
第7题图
即时检测
1.如图所示,在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°
的光滑斜面,现将一个重4N的物体放在斜面上,让它自由滑下,那么测力计因4N物体的存在,而增加的读数是( )
A.4N
B.2
N
C.0N
D.3N
2.如图所示,一质点在大小恒定、方向呈周期性变化的力的作用下,沿x轴自静止开始向正方向运动,试画出该质点运动的速度和时间的关系图像.
3.空间探测器从某一星球表面竖直升空.已知探测器质量为1500kg,发动机推动力为恒力.探测器升空后发动机因故障突然关闭,图是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线,则
(1)由图像可判断该探测器在星球表面达到的最大高度Hm为多少米?
(2)发动机的推动力F为多少牛?
第3题图
4.质量为m的人站在地面上,用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下,如图所示,若重物以加速度a下降(a<g),则人对地面的压力为__________.
5.一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出,利用DIS实验系统,在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图所示.求:
(g=10m/s2)
(1)物块上滑和下滑的加速度大小a1、a2.
(2)物块向上滑行的最大距离S.
(3)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ.
6.一物块在粗糙水平面上,受到的水平拉力F随时间t变化如图(a)所示,速度v随时间t变化如图(b)所示(g=10m/s2).求:
(1)1秒末物块所受摩擦力f的大小.
(2)物块质量m.
(3)物块与水平面间的动摩擦因数μ.
7.如图(a)所示,“
”型木块放在光滑水平地面上,木块的水平表面AB粗糙,与水平面夹角θ=37°
的表面BC光滑.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时,其示数为正值;
当力传感器被拉时,其示数为负值.一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑,运动过程中,传感器记录到的力和时间的关系如图(b)所示.(已知sin37°
=0.6,cos37°
=0.8,取g=10m/s2.)求:
(1)斜面BC的长度L;
(2)滑块的质量m;
(3)运动过程中滑块克服摩擦力做的功W.
图(a) 图(b)
学案(12)——图像法应用、超重
与失重问题
知识回忆
1.大于 向上
2.小于 向下
跟踪练习
1.B
2.B 【解析】 根据v-t图像的斜率表示加速度,因此t1~t2时间内图像的斜率逐渐减小,故所受的合力减小,在t2时刻合力为零处在平衡位置,t3时刻斜率最大,加速度最大.根据运动情况知t3时刻蹦床向下的位移最大,故弹力最大,所以选B.
3.A 【解析】 人先向下做加速运动,然后做减速运动,最后静止.N为磅秤对人的支持力,等于磅秤的示数原来的N=mg,人从静止开始向下运动,一开始a向下,大于零,ma=mg-N,N<
mg,所以减小.然后人从最大速度到静止,a向上,大于零,ma=N-mg,N>
mg,所以变大.
4.BC 【解析】 升降机只能对物体竖直方向力产生影响,弹簧的拉力原来与物体和升降机之间的静摩擦力平衡.现在物体被拉动,说明他与升降机之间的摩擦力比原来小了,那么只能是他们之间的压力变小了,物体受的合力向下,属于失重状态,B和C正确.
5.BD 【解析】 以ABC为整体,通电前悬挂支架的细绳拉力等于整体总重力,对系统由牛顿第二定律有:
T-(mA+mB+mC)g=mCa,铁块加速度向上,处于超重状态,所以此时T大于整体总重力.对A做受力分析可知,通电前,悬挂电磁铁的细绳拉力大小为F=mAg,通电后,A增加一个竖直向下的铁块对电磁铁的吸引力,故拉力F增大.
6.CD 【解析】 设整体加速度为a,则a=
,当v=0时,a=g,当v≠0时,a<g,设箱内物体质量为m,受支持力为N,对箱内物体有mg-N=ma.当v=0时,N=0;
v≠0时,N=m(g-a)>0,故选项A、B错误;
因箱子下落过程为变加速运动,接近地面时,v最大,故a最小,由N=m(g-a)可知物体对箱底压力最大,故选项C正确;
若下落距离足够长,当箱子所受空气阻力f=M总g时,a=0,箱子做匀速运动,此时N=mg.故选项D正确.
7.50m 【解析】 通过力F与时间t的关系图像,确定在0~2s内,2~5s内,5~7s内物体的运动情况,再根据其运动规律求上升的高度,
另外一种方法就是作出物体v-t图像,根据梯形的面积求物体上升的高度.如图所示作出的物体的v-t图像,0~2s内物体向上的加速度a1=
=5m/s2,2s末速度v=at=10m/s,2~5s内做匀速运动;
5~7s内做匀减速运动,加速度a2=-5m/s2,由梯形面积可知上升的总高度h=
×
(7+3)×
10m=50m.
即时检测
1.D 【解析】 重为4N的物体自由下滑时,处于失重状态,a=gsin30°
;
则它在竖直方向上的加速度a′=asin30°
=
g,所以mg-N=ma′,得N=mg-ma′=
mg=3N,即增加的视重为3N.
2.见解析 【解析】 由图可知,质点先在恒力作用下,从静止开始做匀加速直线运动,历时1s后,力的大小不变,方向改变,于是质点沿原方向做加速度大小相同的匀减速运动;
又历时1s,质点速度恰减为零.此后,质点又做匀加速运动,……如此反复,但质点的运动方向始终是不变的,即位移越来越大.
3.480m 11250N 【解析】
(1)由图像
0~24s内,Hm=24×
40×
=480m.
(2)设0~8s内:
加速度为a1,F-mg=ma1,由图像a1=5m/s2,8s以后:
由图像g=
=2.5m/s2,所以F=mg+ma1=1500×
(2.5+5)=11250N.
4.(m人-m)g+ma 【解析】 分别以重物和人为研究对象,应用牛顿第二定律得:
对物mg-T=ma,对人T+N=m人g,由此解得,地面对人的支持力N=(m人-m)g+ma.根据牛顿第三定律,人对地面的压力大小也为地面对人的支持力(m人-m)g+ma.
5.
(1)8m/s2 2m/s2
(2)1m (3)30°
【解析】
(1)由图得:
a1=
m/s2=8m/s2,a2=
m/s2=2m/s2
(2)从图中面积计算得出物块向上滑行的最大距离为S=
v0t1=
4×
0.5m=1m. (3)上滑:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1①
下滑:
mgsinθ-μmgcosθ=ma2②
由①、②解得θ=30°
μ=
.
6.
(1)4N
(2)2kg (3)0.4 【解析】
(1)从图(a)中可以读出,当t=1s时,F1=f1=4N.
(2)从图(b)中可以看出,当t=2s至t=4s过程中,物块做匀加速运动,加速度大小为a=
m/s2=2m/s2.由牛顿第二定律,有F2-μmg=ma,F3=f3=μmg,所以m=
kg=2kg. (3)由F3=f3=μmg得,μ=
=0.4.
7.
(1)3m
(2)2.5kg (3)40J 【解析】
(1)分析滑块受力,由牛顿第二定律得:
得:
a1=gsinθ=6m/s2通过图像可知滑块在斜面上运动时间为:
t1=1s.由运动学公式得:
L=
a1t
=3m.
(2)滑块对斜面的压力为:
N′1=mgcosθ…木板对传感器的压力为:
F1=N′1sinθ…由图像可知:
F1=12N…解得:
m=2.5kg (3)滑块滑到B点的速度为:
v1=a1t1=6m/s,由图像可知:
f1=5N,t2=2s,a2=
=2m/s2,s=v1t2-
a2t
=8m,W=fs=40J.
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- 关 键 词:
- 12 超重 失重 问题 10
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