内容正文:
专题12 超重与失重
考点一 超重与失重的基本概念
1.(2024·韶关期末)匹克球是一种用球拍击球的运动,它是网球、羽毛球和乒乓球的混合运动.近年来匹克球在我国部分地区逐渐成为“新晋网红运动”.若忽略空气阻力,由我们所学的物理知识可知,以下说法正确的是( )
A.球在空中飞行时,受重力和推力的作用
B.球撞击球拍时,球拍对球的力大于球对球拍的力
C.球的速度越大,惯性越大
D.球在空中飞行时,处于失重状态
2.(2024·西宁期末)2023年12月25日,我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲,成功将天目一号气象星座11~14星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.快舟一号甲(KZ-1A)运载火箭是由中国航天科工集团有限公司研制的三级固体运载火箭,全长约,起飞质量约,最大直径。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.“m”、“t”都是国际单位制中的基本单位
B.运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星惯性变大
C.运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星处于失重状态
D.运载火箭加速上升的过程中,空气对火箭的作用力大小等于火箭对空气的作用力
3.(2024·大庆期末)在我校阳光体育节活动中,跳长绳作为一项重要的团体比赛项目,要求8人一组共同参与,并记录一起跳跃的次数。学生在蹬地起跳的过程中( )
A.学生始终处于失重状态
B.学生对地面的压力是由于地面发生了形变
C.学生对地面的压力和地面对学生的支持力是一对平衡力
D.学生对地面的压力和地面对学生的支持力是一对相互作用力
4.(2024·昭通期末)如图所示是航天飞船返回舱返回地面的示意图,其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,距地面一定高度时,点燃返回舱的缓冲火箭,返回舱开始减速下降,落地速度恰好为零,返回舱安全着陆,则( )
A.返回舱打开降落伞前处于超重状态 B.返回舱匀速运动过程中处于失重状态
C.火箭开始喷气返回舱获得向上的加速度 D.火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力发生变化
5.(2024·南宁期末)某人乘电梯从1楼到10楼,电梯从静止开始先匀加速运动,后匀速运动,最后匀减速运动至停止。此过程中,下列说法正确的是( )
A.电梯匀加速运动时,电梯对人的作用力大于人对电梯的作用力
B.电梯匀加速运动时,电梯对人的作用力不断增大
C.电梯匀减速运动时,电梯中人对电梯的压力小于人的重力
D.电梯匀加速运动过程和匀减速运动过程平均速度可能不同
6.(2024·浙江期末)为了节能,某地铁出口处的自动扶梯(斜坡型)在较长时间无人乘行时会自动停止运行,当有人站上去时又会慢慢启动,加速到一定速度后再匀速运行。对于此自动扶梯启动并将人送到高处的过程(如图所示),以下说法正确的是( )
A.匀速运行时,人不受摩擦力的作用
B.人对扶梯的压力是由于扶梯踏板发生弹性形变而产生的
C.在自动扶梯启动加速的阶段,人处于超重状态
D.匀速运行时,人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对平衡力
7.(2024·遵义期末)(多)如图所示,质量为M、倾角的斜面体始终静止在水平桌面上,质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑,重力加速度大小为g。下列结论正确的是( )
A.木块处于失重状态
B.木块对斜面体的压力大小为
C.桌面对斜面体的摩擦力大小为
D.桌面对斜面体的支持力大小为
8.(2024·成都期末)(多)探测器减速着陆的过程中,下列说法正确的有( )
A.探测器处于超重状态
B.探测器处于失重状态
C.火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力
D.火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等
9.(2024·哈尔滨期末)(多)有一种很火的益智玩具——“磁悬浮陀螺”,依靠磁场力可以让旋转的陀螺悬浮在空中,如图所示。对处于悬浮状态的陀螺,下列说法正确的是( )
A.陀螺处于完全失重状态
B.陀螺竖直方向上受力平衡
C.底座对桌面的压力和桌面对底座的支持力是一对平衡力
D.桌面对底座的支持力大于底座的重力
考点二 利用超重失重分析运动状态
10.(2024·乌海期末)如图,电梯与水平地面成角,一人静止站在电梯水平梯板上,电梯以恒定加速度向上启动过程中,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为和。若电梯启动加速度改为(人与电梯仍相对静止),则下面结论正确的是( )
A.水平梯板对人的摩擦力变为 B.水平梯板对人的支持力变为
C.电梯加速启动过程中,人处于失重状态 D.水平梯板对人的摩擦力方向向左
11.(2024·桂林期末)在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,王一同学站在体重计上,体重计示数为“60kg”。电梯在运动过程中,某一段时间内王一同学发现体重计示数如图所示,重力加速度为g,在这段时间内下列说法正确的是( )
A.王一同学所受的重力变小了
B.此时电梯一定正在竖直向下加速运动
C.电梯的加速度大小为,方向一定竖直向下
D.若王一同学体重计示数为“80kg”,则电梯一定正在向上运动
12.(2024·揭阳期末)在电梯中用细绳静止悬挂一重物,当电梯在竖直方向运动时,突然绳子断了,由此可以判断电梯此时的运动情况是( )
A.电梯可能是加速上升 B.电梯可能是减速上升
C.电梯可能是匀速上升 D.电梯的加速度方向一定向下
13.(2024·大理期末)人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.a到c过程中人处于超重状态
B.c到e过程中人处于超重状态
C.a到e为“下蹲—起立”过程
D.a到e为“起立—下蹲”过程
14.(2024·无锡期末)某同学站在力传感器上连续做“下蹲-站起-下蹲-站起…”的动作。截取力传感器某一时段内的采集数据如图,D点和A点对应的力值之比约4:3。下列说法中正确的是( )
A.D点对应人正在站起,处于超重
B.D点和A点对应的人加速度之比约4:3
C.B点对应人正在站起,处于失重
D.图示的时间内该同学完成两次下蹲、起立的动作
15.(2024·昆明期末)(多)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,设投放箱子的初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比。则在箱子下落过程中,下列说法正确的是( )
A.箱子刚从直升机上投下时,箱内物体受到的支持力最小
B.箱子接近地面时,箱内物体可能处于超重状态
C.箱子先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的加速运动
D.若下落距离足够长,箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小
16.(2024·湖南期末)(多)某举重运动员在力传感器上训练做“下蹲”“站起”动作,某段时间内力传感器的示数随时间变化的图像如图所示。由稳定的站姿到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程,由稳定的蹲姿到稳定的站姿称为“站起”过程,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A.“下蹲”过程中,该运动员先处于失重状态后处于超重状态
B.“站起”过程中,该运动员先处于失重状态后处于超重状态
C.“下蹲”时,该运动员对力传感器的压力小于力传感器对他的支持力
D.这段时间内,该运动员加速度的最大值为
17.(2024·阿勒泰期末)(多)如图所示,电梯的顶部挂有一个弹簧测力计,其下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时测力计的示数为10N。在某时刻测力计的示数变为8N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取)( )
A.电梯可能向上加速运动,加速度大小为2
B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为2
C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2
D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2
18.(2024·曲靖期末)(多)如图所示,能垂直起降的载货电梯内放有一个物体。关于物体的说法正确的是( )
A.电梯减速上升时,物体处于失重状态
B.电梯加速上升时,物体处于失重状态
C.电梯减速下降时,物体处于失重状态
D.电梯加速下降时,物体处于失重状态
19.(2024·毕节期末)(多)某兴趣小组利用台秤的可视性设计出图1所示的装置模拟蹦极过程中的超失重现象,装置静止时台秤的示数如图2所示,图3、图4是装置在运动过程中不同时刻台秤的示数,则该装置在( )
A.图3所示时刻可能加速下降 B.图4所示时刻可能减速上升
C.图3所示时刻处于超重状态 D.图4所示时刻处于超重状态
20.(2024·驻马店期末)(多)对下列现象的解释正确的是( )
A.宇航员在月球上行走时会有身体变轻的感觉,这是因为月球表面的自由落体加速度变小了
B.在盛水的塑料瓶壁上扎一个小孔,让水瓶自由下落,水不会从小孔流出,这是由于水处于完全失重状态,对侧壁不再有压力
C.汽车行驶速度越大,紧急刹车制动时间就越长,这说明物体速度越大,惯性越大
D.马拉车在水平路面上加速运动,是因为马拉车的力大于车拉马的力
考点三 完全失重
21.(2024·丽水期末)如图为体验超失重的巨型娱乐器械,环形座舱套装在竖直柱子上。某游客的座舱由升降机送到离地65m的高度处,然后让座舱自由落下,落到离地面20m时,制动系统启动,座舱做匀减速运动到地面时刚好停下,重力加速度g取10m/s2,则( )
A.游客此次体验完全失重的时间为2s
B.游客此次体验超重的时长少于失重的时长
C.自由落下时完全失重,游客所受座椅支持力等于其重力
D.制动过程中,游客的加速度大小为30m/s2且处于超重状态
22.(2024·佛山期末)金秋十月,各高中学校如火如荼的开展了体育艺术节,下列有关赛场中的分析正确的是( )
A.田径800m赛场中,平均速度最大的选手将获得冠军
B.铅球比赛中,铅球离手后运动至最高点时加速度为零
C.羽毛球比赛中,羽毛球在空中飞行过程只受重力作用
D.跳高比赛中,运动员跃过杆的瞬间处于完全失重状态
23.(2024·海淀期末)无人机携带载荷在空中可以做出各种飞行动作,若载荷始终被牢牢固定在无人机上,忽略载荷所受空气阻力。关于无人机对载荷的作用力,下列说法正确的是( )
A.若无人机悬停在空中保持静止时,该力为0
B.该力在无人机斜向上匀速飞行时比斜向下匀速飞行时大
C.在无人机竖直向下加速俯冲过程中,该力一定大于载荷的重力
D.若无人机斜向下做加速度从0逐渐增大到g的加速直线运动,该力先减小再增大
24.(2024·烟台期末)跳伞运动员从高空跳下,在降落伞打开之前,空气阻力忽略不计,此时下落的加速度为a,背包对运动员的压力为F。设当地的重力加速度为,背包的质量为m,则下列正确的是( )
A., B.,
C., D.,
25.(2024·武汉期末)最近科学家对微重力环境下了一个比较科学的定义:微重力环境是指在重力的作用下,系统的表观重量远小于其实际重量的环境。产生微重力环境最常用的方法有4种:落塔、飞机、火箭和航天器。如图所示为中国科学院微重力落塔与落舱,在落舱开始下落到停止运动的过程中,能够产生3.26s时长的微重力环境,根据提供的信息,以下说法正确的是( )
A.在微重力环境中,落舱中的体验者几乎不会受到重力的作用
B.要形成微重力环境,落舱要以非常接近重力加速度g的加速度下落
C.落舱下落过程,落舱内的体验者一直处于失重状态
D.落舱速度最大时,落舱内体验者的加速度也最大
26.(2024·广州期末)如图所示,跳高运动员起跳后向上运动,越过横杆后开始向下运动,则运动员越过横杆前、后在空中运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.一直处于超重状态
B.一直处于失重状态
C.先处于超重状态,后处于失重状态
D.先处于失重状态,后处于超重状态
27.(2024·沧州期末)如图甲所示,质量为m=2kg的物块挂在弹簧秤的下端,在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向,物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示,弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度。下列说法正确的是( )
A.0~4s内物块先超重后失重,弹簧秤的示数先增大后减小
B.2s~6s内物块先超重后失重,速度变化量为零
C.0~6s内物块先失重后超重,6s时物块的运动方向向下
D.弹簧秤在2s末和6s末的示数相同,物块在2s末和6s末速度等大反向
28.(2024·广州期末)如图所示,物体B上表面水平,当A、B相对静止一起沿光滑斜面C下滑时,斜面C保持静止不动,则下列判断正确的有( )
A.物体B上表面可能光滑
B.物体B和斜面C都只受4个力作用
C.斜面C受水平面的摩擦力方向一定水平向右
D.水平面对斜面C的支持力大小等于三物体的重力大小之和
29.(2024·保山期末)(多)图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图,图中的小黑点表示人的重心,图乙是地板所受压力随时间变化的图像,取重力加速度。根据图像分析可知( )
A.到的过程中,人先处于失重状态再处于超重状态
B.人的重力可由点读出,约为
C.点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D.人上升的最大高度约为
30.(2024·辽源期末)(多)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动,如图所示,a点是弹性绳的原长位置,b点是人静止悬吊着时的平衡位置,c点是人能到达的最低点,则人在从P点下落到最低点c的过程中( )
A.当人运动到a点时,速度达到最大
B.人到达c点时,它的速度为零,加速度也为零
C.人在pb段一直处于失重状态
D.人在bc段运动时,其加速度逐渐变大
31.(2024·郑州期末)(多)如图,倾斜的光滑杆与水平方向的夹角为37°,一质量为m=1kg的小环套在杆上位于底端,现施加一个竖直向上的拉力F作用在小环上,作用时间t1=1s后撤掉该力,小环再经时间t2=1s恰好返回杆的底端(最初出发处)。(g=10m/s2),下列说法正确的是( )
A.恒力F的大小为12N
B.滑块返回斜面底端时的速度为6m/s
C.滑块撤掉F前后的加速度分别2m/s2和6m/s2
D.撤掉F之前,小环处于超重状态;撤掉F之后到返回出发点之前,小环处于失重状态
32.(2024·漳州期末)(多)如图,物块A通过细绳悬挂于电梯侧壁的O点,A与侧壁间夹有薄木板B,绳与侧壁夹角为θ,已知A、B质量分别为M、m,A、B间摩擦忽略不计。当电梯静止时,B恰好不滑落,重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A.电梯竖直加速上升时,木板B会滑落
B.电梯以加速度a(a<g)竖直加速下降时,木板B会滑落
C.当电梯以加速度a竖直加速上升时,绳子拉力
D.当电梯以加速度a(a<g)竖直加速下降时,A对B的压力
33.(2024·宜宾期末)(多)跳伞是一种极限运动。某跳伞运动员从悬崖高空跳下,在t1时刻打开降落伞,他从跳下到落地的过程中,沿竖直方向运动的v-t图象如图,下列说法正确的是( )
A.在0~t1时间内跳伞运动员处于失重状态
B.在0~t 1时间内跳伞运动员和伞整体所受空气阻力越来越小
C.在t 1~t 2时间内跳伞运动员和伞整体所受空气阻力大于其重力
D.在t 1~t2时间内跳伞运动员的平均速度大小等于
34.(2024·昆明期末)如图所示,小明同学操控一无人机悬浮在离地面的空中,无人机下面用一短细线拴接着一个质量为的小钢球A。某时刻小明同学让无人机做自由落体运动,落到离地面高时,小明同学让无人机做竖直向下的匀减速直线运动,到达地面时速度刚好为零,,求:
(1)这个过程中无人机的最大速率;
(2)无人机做自由落体运动时,细线对小钢球拉力的大小;
(3)小钢球做匀减速直线运动时,细线对小钢球拉力的大小。
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专题12 超重与失重
考点一 超重与失重的基本概念
1.(2024·韶关期末)匹克球是一种用球拍击球的运动,它是网球、羽毛球和乒乓球的混合运动.近年来匹克球在我国部分地区逐渐成为“新晋网红运动”.若忽略空气阻力,由我们所学的物理知识可知,以下说法正确的是( )
A.球在空中飞行时,受重力和推力的作用
B.球撞击球拍时,球拍对球的力大于球对球拍的力
C.球的速度越大,惯性越大
D.球在空中飞行时,处于失重状态
【答案】D
【详解】A.球在空中飞行时,只受重力作用,而不受推力,故A错误;
B.球撞击球拍时,由牛顿第三定律可知球拍对球的力等于球对球拍的力,故B错误;
C.球的惯性由质量决定,则球的速度越大,惯性依然不变,故C错误;
D.球在空中飞行时,只受重力,则处于完全失重状态,故D正确。
故选D。
2.(2024·西宁期末)2023年12月25日,我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲,成功将天目一号气象星座11~14星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.快舟一号甲(KZ-1A)运载火箭是由中国航天科工集团有限公司研制的三级固体运载火箭,全长约,起飞质量约,最大直径。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.“m”、“t”都是国际单位制中的基本单位
B.运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星惯性变大
C.运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星处于失重状态
D.运载火箭加速上升的过程中,空气对火箭的作用力大小等于火箭对空气的作用力
【答案】D
【详解】A.“m”是国际单位制中的基本单位,“t”是国际单位制中的基本物理量,不是国际单位制中的基本单位,故A错误;
B.惯性大小只与质量有关,与运动状态无关,故B错误;
C.运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星具有向上的加速度,处于超重状态,故C错误;
D.空气对火箭的作用力与火箭对空气的作用力是一对相互作用力,大小相等,故D正确。
故选D。
3.(2024·大庆期末)在我校阳光体育节活动中,跳长绳作为一项重要的团体比赛项目,要求8人一组共同参与,并记录一起跳跃的次数。学生在蹬地起跳的过程中( )
A.学生始终处于失重状态
B.学生对地面的压力是由于地面发生了形变
C.学生对地面的压力和地面对学生的支持力是一对平衡力
D.学生对地面的压力和地面对学生的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.学生在蹬地起跳的过程中先加速上升后减速上升,所以学生先处于超重状态再处于失重状态。故A错误;
B.学生对地面的压力是由于学生发生了形变。故B错误;
CD.学生对地面的压力和地面对学生的支持力是一对相互作用力。故C错误;D正确。
故选D。
4.(2024·昭通期末)如图所示是航天飞船返回舱返回地面的示意图,其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,距地面一定高度时,点燃返回舱的缓冲火箭,返回舱开始减速下降,落地速度恰好为零,返回舱安全着陆,则( )
A.返回舱打开降落伞前处于超重状态 B.返回舱匀速运动过程中处于失重状态
C.火箭开始喷气返回舱获得向上的加速度 D.火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力发生变化
【答案】C
【详解】A.返回舱打开降落伞前加速下降,加速度向下,处于失重状态,故A错误;
B.返回舱匀速运动过程中处于平衡状态,故B错误;
C.返回舱在喷气过程中,减速下降,加速度竖直向上,故C正确;
D.根据G=mg可知火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力不变,故D错误。
故选C。
5.(2024·南宁期末)某人乘电梯从1楼到10楼,电梯从静止开始先匀加速运动,后匀速运动,最后匀减速运动至停止。此过程中,下列说法正确的是( )
A.电梯匀加速运动时,电梯对人的作用力大于人对电梯的作用力
B.电梯匀加速运动时,电梯对人的作用力不断增大
C.电梯匀减速运动时,电梯中人对电梯的压力小于人的重力
D.电梯匀加速运动过程和匀减速运动过程平均速度可能不同
【答案】C
【详解】A.电梯匀加速运动时,电梯对人的作用力大小与人对电梯的作用力是相互作用力,总是等大反向的,A项错误;
B.电梯匀加速运动时,根据牛顿第二定律可知
电梯对人的作用力
不变,B项错误;
C.电梯匀减速运动时,加速度向下,电梯中人处于失重状态,电梯对人的支持力小于人的重力,有牛顿第三定律,电梯中人对电梯的压力小于人的重力,C项正确;
D.电梯匀加速运动过程和匀减速运动过程平均速度一定相同,且都等于最大速度的一半,D项错误。
故选C。
6.(2024·浙江期末)为了节能,某地铁出口处的自动扶梯(斜坡型)在较长时间无人乘行时会自动停止运行,当有人站上去时又会慢慢启动,加速到一定速度后再匀速运行。对于此自动扶梯启动并将人送到高处的过程(如图所示),以下说法正确的是( )
A.匀速运行时,人不受摩擦力的作用
B.人对扶梯的压力是由于扶梯踏板发生弹性形变而产生的
C.在自动扶梯启动加速的阶段,人处于超重状态
D.匀速运行时,人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.匀速运行时,根据平衡条件可知人受到重力,斜坡扶梯对人的支持力以及斜坡扶梯对人的摩擦力,故A错误;
B.根据弹力产生的条件可知人对扶梯的压力是由于人的脚发生弹性形变而产生的,故B错误;
C.在自动扶梯启动加速的阶段,人具有竖直向上的分加速度,处于超重状态,故C正确;
D.人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误;
故选C。
7.(2024·遵义期末)(多)如图所示,质量为M、倾角的斜面体始终静止在水平桌面上,质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑,重力加速度大小为g。下列结论正确的是( )
A.木块处于失重状态
B.木块对斜面体的压力大小为
C.桌面对斜面体的摩擦力大小为
D.桌面对斜面体的支持力大小为
【答案】AC
【详解】A.木块沿斜面体加速下滑,具有向下得加速度,故滑块处于失重状态,A正确;
B.木块对斜面体得压力大小
B错误
C.对斜面体,在水平方向上根据平衡条件可得桌面对斜面体的摩擦力大小为
C正确;
D.对斜面体,在竖直方向上根据平衡条件可得桌面对斜面体的支持力大小为
D错误。
故选AC。
8.(2024·成都期末)(多)探测器减速着陆的过程中,下列说法正确的有( )
A.探测器处于超重状态
B.探测器处于失重状态
C.火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力
D.火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等
【答案】AD
【详解】AB.探测器减速着陆的过程中,加速度向上,探测器处于超重状态,故A正确、B错误;
CD.由牛顿第三定律,火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等,故C错误、D正确。
故选AD。
9.(2024·哈尔滨期末)(多)有一种很火的益智玩具——“磁悬浮陀螺”,依靠磁场力可以让旋转的陀螺悬浮在空中,如图所示。对处于悬浮状态的陀螺,下列说法正确的是( )
A.陀螺处于完全失重状态
B.陀螺竖直方向上受力平衡
C.底座对桌面的压力和桌面对底座的支持力是一对平衡力
D.桌面对底座的支持力大于底座的重力
【答案】BD
【详解】AB.处于悬浮状态的陀螺,在竖直方向加速度是零,则在竖直方向处于平衡状态,即向上的磁场力与向下的重力平衡,因此陀螺既不超重也不失重,A错误,B正确;
C.底座对桌面的压力和桌面对底座的支持力是一对作用力和反作用力,C错误;
D.由题意可知,磁场对陀螺有向上的磁场力作用,由牛顿第三定律可知,同时底座也受向下的磁场力作用,对底座由平衡条件可知,桌面对底座的支持力等于底座的重力与受磁场力的合力,因此桌面对底座的支持力大于底座的重力,D正确。
故选BD。
考点二 利用超重失重分析运动状态
10.(2024·乌海期末)如图,电梯与水平地面成角,一人静止站在电梯水平梯板上,电梯以恒定加速度向上启动过程中,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为和。若电梯启动加速度改为(人与电梯仍相对静止),则下面结论正确的是( )
A.水平梯板对人的摩擦力变为 B.水平梯板对人的支持力变为
C.电梯加速启动过程中,人处于失重状态 D.水平梯板对人的摩擦力方向向左
【答案】A
【详解】D.对人做受力分析,由于人由沿斜面向上的加速度,故摩擦力方向水平向右,如图所示
故D错误;
AB.电梯以恒定加速度a向上启动过程中,由牛顿第二定律得
故当加速度变为时
故A正确,B错误;
C.由于人受到的支持力大于重力,竖直方向加速度向上,故人处于超重状态,故C错误。
故选A。
11.(2024·桂林期末)在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,王一同学站在体重计上,体重计示数为“60kg”。电梯在运动过程中,某一段时间内王一同学发现体重计示数如图所示,重力加速度为g,在这段时间内下列说法正确的是( )
A.王一同学所受的重力变小了
B.此时电梯一定正在竖直向下加速运动
C.电梯的加速度大小为,方向一定竖直向下
D.若王一同学体重计示数为“80kg”,则电梯一定正在向上运动
【答案】C
【详解】A.王一同学处于不平衡状态,有竖直方向的加速度,所受重力没变,是支持力变小了,故A错误;
B.同学处于失重状态,可能加速下降,也可能减速上升,故B错误;
C.由牛顿第二定律,以竖直向下为正方向
电梯的加速度大小为
故C正确;
D.若王一同学体重计示数为“80kg”,同学处于超重状态,可能减速下降,也可能加速上升,故D错误。
故选C。
12.(2024·揭阳期末)在电梯中用细绳静止悬挂一重物,当电梯在竖直方向运动时,突然绳子断了,由此可以判断电梯此时的运动情况是( )
A.电梯可能是加速上升 B.电梯可能是减速上升
C.电梯可能是匀速上升 D.电梯的加速度方向一定向下
【答案】A
【详解】D.突然绳子断了,表明细绳的弹力突然增大,即细绳的弹力大于重力,即电梯的加速度方向向上故D错误;
ABC.由于电梯的初速度为0,加速度方向向上,可知,电梯可能是加速上升,故A正确,BC错误。
故选A。
13.(2024·大理期末)人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.a到c过程中人处于超重状态
B.c到e过程中人处于超重状态
C.a到e为“下蹲—起立”过程
D.a到e为“起立—下蹲”过程
【答案】A
【详解】A.a到c过程中压力大于重力,则人处于超重状态,选项A正确;
B.c到e过程中压力小于重力,人处于失重状态,选项B错误;
CD.a到e先超重后失重,加速度先向上后向下,则为“起立”过程,选项CD错误。
故选A。
14.(2024·无锡期末)某同学站在力传感器上连续做“下蹲-站起-下蹲-站起…”的动作。截取力传感器某一时段内的采集数据如图,D点和A点对应的力值之比约4:3。下列说法中正确的是( )
A.D点对应人正在站起,处于超重
B.D点和A点对应的人加速度之比约4:3
C.B点对应人正在站起,处于失重
D.图示的时间内该同学完成两次下蹲、起立的动作
【答案】C
【详解】A.下蹲过程应先向下加速后向下减速,则先失重后超重,对应压力先减小后增大,D点对应人正在下蹲,处于超重,故A错误;
B.根据牛顿第二定律,设人的质量为,D点对应人的加速度大小为
A点对应的人加速度大小为
可知无法计算D点和A点对应的人加速度之比,故B错误;
C.站起过程应先向上加速后向上减速,则先超重再失重,对应压力先增大后减小,B点对应人正在站起,处于失重,故C正确;
D.站起过程应先向上加速后向上减速,则先超重再失重;下蹲过程应先向下加速后向下减速,则先失重后超重,可知图示的时间内该同学完成一次下蹲、起立的动作,故D错误。
故选C。
15.(2024·昆明期末)(多)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,设投放箱子的初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比。则在箱子下落过程中,下列说法正确的是( )
A.箱子刚从直升机上投下时,箱内物体受到的支持力最小
B.箱子接近地面时,箱内物体可能处于超重状态
C.箱子先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的加速运动
D.若下落距离足够长,箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小
【答案】AD
【详解】A.箱子刚从直升机上投下时,速度为零,箱子所受空气阻力为零,因此箱子只受重力,加速度为重力加速度,而箱内物体与箱子的加速度相同,也为重力加速度,设此时箱内物体受到的支持力为N,则对箱内物体,由牛顿第二定律有
则可知
由此可知箱子刚从直升机上投下时,箱内物体受到的支持力最小,故A正确;
BC.根据题意,设箱子在下降的过程中所受空气阻力为
由牛顿第二定律有
速度增大,阻力增大,加速度减小,箱子做加速度减小的加速运动,因此若在箱子落地前加速度减为零,箱子速度达到最大值后箱子将做匀速直线运动,加速度方向始终不会竖直向上,故箱子不可能处于超重状态,箱内物体也不可能处于超重状态,BC错误;
D.若下落距离足够长,则箱子最终将做匀速直线运动,箱内物体也将做匀速直线运动,受力将达到平衡状态,即箱内物体做匀速直线运动时有
因此,若下落距离足够长,箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小,故D正确。
故选AD。
16.(2024·湖南期末)(多)某举重运动员在力传感器上训练做“下蹲”“站起”动作,某段时间内力传感器的示数随时间变化的图像如图所示。由稳定的站姿到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程,由稳定的蹲姿到稳定的站姿称为“站起”过程,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A.“下蹲”过程中,该运动员先处于失重状态后处于超重状态
B.“站起”过程中,该运动员先处于失重状态后处于超重状态
C.“下蹲”时,该运动员对力传感器的压力小于力传感器对他的支持力
D.这段时间内,该运动员加速度的最大值为
【答案】AD
【详解】A.“下蹲”过程中,该运动员先向下加速后向下减速,同时力传感器上的示数先小于重力,后大于重力,则该运动员先处于失重状态后处于超重状态,故A正确;
B.“站起”过程中,该运动员先向上加速后向上减速,同时力传感器上的示数先大于重力,后小于重力,则该运动员先处于超重状态后处于失重状态,故B错误;
C.“下蹲”时,该运动员对力传感器的压力和力传感器对他的支持力是一对相互作用力,一定大小相等,方向相反,故C错误;
D.根据图像可知举重运动员在稳定的站姿和稳定的蹲姿状态中在竖直方向上受平衡力作用,可知该运动员重力为,则该运动员质量
力传感器示数最小时,处于失重状态,此时向下的加速度最大,此加速度大小
力传感器示数最大时,处于超重状态,此时向上的加速度最大,此加速度大小
则这段时间内,该运动员加速度的最大值为,故D正确。
故选AD。
17.(2024·阿勒泰期末)(多)如图所示,电梯的顶部挂有一个弹簧测力计,其下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时测力计的示数为10N。在某时刻测力计的示数变为8N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取)( )
A.电梯可能向上加速运动,加速度大小为2
B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为2
C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2
D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2
【答案】BC
【详解】根据题意,物体质量
电梯中的人观察到弹簧秤的示数变小了,物体所受的拉力小于重力,合力竖直向下,处于失重状态,可能加速下降,也可能减速上升。设电梯的加速度大小为a,根据牛顿第二定律得
G-F=ma
代入解得
a=2m/s2
故选BC。
18.(2024·曲靖期末)(多)如图所示,能垂直起降的载货电梯内放有一个物体。关于物体的说法正确的是( )
A.电梯减速上升时,物体处于失重状态
B.电梯加速上升时,物体处于失重状态
C.电梯减速下降时,物体处于失重状态
D.电梯加速下降时,物体处于失重状态
【答案】AD
【详解】A.当电梯减速上升时,加速度向下,则物体处在失重状态,A正确;
B.当电梯加速上升时,加速度向上,则物体处在超重状态,B错误;
C.当电梯减速下降时,加速度向上,则物体处在超重状态,C错误;
D.当电梯加速下降时,加速度向下,则物体处在失重状态,D正确。
故选AD。
19.(2024·毕节期末)(多)某兴趣小组利用台秤的可视性设计出图1所示的装置模拟蹦极过程中的超失重现象,装置静止时台秤的示数如图2所示,图3、图4是装置在运动过程中不同时刻台秤的示数,则该装置在( )
A.图3所示时刻可能加速下降 B.图4所示时刻可能减速上升
C.图3所示时刻处于超重状态 D.图4所示时刻处于超重状态
【答案】AD
【详解】AC.图3所示时刻台秤的示数小于静止时台秤的示数,则此时处于失重状态,加速度方向向下,可能向下加速,也可能向上减速,故A正确,C错误;
BD.图4所示时刻台秤的示数大于静止时台秤的示数,则此时处于超重状态,加速度方向向上,可能向上加速,也可能向下减速,故B错误,D正确。
故选AD。
20.(2024·驻马店期末)(多)对下列现象的解释正确的是( )
A.宇航员在月球上行走时会有身体变轻的感觉,这是因为月球表面的自由落体加速度变小了
B.在盛水的塑料瓶壁上扎一个小孔,让水瓶自由下落,水不会从小孔流出,这是由于水处于完全失重状态,对侧壁不再有压力
C.汽车行驶速度越大,紧急刹车制动时间就越长,这说明物体速度越大,惯性越大
D.马拉车在水平路面上加速运动,是因为马拉车的力大于车拉马的力
【答案】AB
【详解】A.月球表面的自由落体加速度大约是地球表面得六分之一,宇航员在月球表面的重力是地球表面重力的六分之一,人会有身体变轻的感觉,A正确;
B.水瓶在自由下落的时候,水瓶和水都处于完全失重状态,水不会受到挤压,也就不会从小孔流出,B正确;
C.物体的惯性只跟物体的质量有关,跟其他任何因素都没有任何关系,C错误;
D.马拉车的力和车拉马的力是相互作用力,在任何情况下都是等大反向,D错误。
故选AB。
考点三 完全失重
21.(2024·丽水期末)如图为体验超失重的巨型娱乐器械,环形座舱套装在竖直柱子上。某游客的座舱由升降机送到离地65m的高度处,然后让座舱自由落下,落到离地面20m时,制动系统启动,座舱做匀减速运动到地面时刚好停下,重力加速度g取10m/s2,则( )
A.游客此次体验完全失重的时间为2s
B.游客此次体验超重的时长少于失重的时长
C.自由落下时完全失重,游客所受座椅支持力等于其重力
D.制动过程中,游客的加速度大小为30m/s2且处于超重状态
【答案】B
【详解】A.完全失重下落的高度为
根据
解得
完全失重的时间为
A错误;
BD.制动后匀减速,加速度向上,游客处于超重状态,减速时的速度为
根据
解得,匀减速时的加速度大小为
时间为
B正确,D错误;
C.自由落下时完全失重,游客只受重力,所受座椅支持力为0,C错误。
故选B。
22.(2024·佛山期末)金秋十月,各高中学校如火如荼的开展了体育艺术节,下列有关赛场中的分析正确的是( )
A.田径800m赛场中,平均速度最大的选手将获得冠军
B.铅球比赛中,铅球离手后运动至最高点时加速度为零
C.羽毛球比赛中,羽毛球在空中飞行过程只受重力作用
D.跳高比赛中,运动员跃过杆的瞬间处于完全失重状态
【答案】D
【详解】A.田径800m赛场中,800m为路程,则应是平均速率最大的选手用时最短将获得冠军,故A错误;
B.铅球比赛中,铅球离手后运动至最高点时瞬时速度为零,而加速度为重力加速度不为零,故B错误;
C.羽毛球比赛中,羽毛球在空中飞行过程受重力作用和不能忽略的空气阻力作用,故C错误;
D.跳高比赛中,运动员跃过杆的瞬间只受重力,加速度向下为重力加速度,则处于完全失重状,故D正确。
故选D。
23.(2024·海淀期末)无人机携带载荷在空中可以做出各种飞行动作,若载荷始终被牢牢固定在无人机上,忽略载荷所受空气阻力。关于无人机对载荷的作用力,下列说法正确的是( )
A.若无人机悬停在空中保持静止时,该力为0
B.该力在无人机斜向上匀速飞行时比斜向下匀速飞行时大
C.在无人机竖直向下加速俯冲过程中,该力一定大于载荷的重力
D.若无人机斜向下做加速度从0逐渐增大到g的加速直线运动,该力先减小再增大
【答案】D
【详解】A.若无人机悬停在空中保持静止时,载荷也处于静止状态,则无人机对载荷的作用力等于载荷的重力,故A错误;
B.无人机斜向上匀速飞行时和斜向下匀速飞行时,载荷都处于平衡状态,则无人机对载荷的作用力都等于载荷的重力,故B错误;
C.若无人机竖直向下加速俯冲过程中的加速度为g,则无人机对载荷的作用力为零,故C错误;
D.若无人机斜向下做加速度从0逐渐增大到g的加速直线运动,根据牛顿第二定律有
根据三角形定则可得,无人机对载荷的作用力F与载荷的重力mg及载荷的合力F合关系如下图所示
由图可知,无人机对载荷的作用力先减小再增大,故D正确。
故选D。
24.(2024·烟台期末)跳伞运动员从高空跳下,在降落伞打开之前,空气阻力忽略不计,此时下落的加速度为a,背包对运动员的压力为F。设当地的重力加速度为,背包的质量为m,则下列正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】在降落伞打开之前,空气阻力忽略不计,运动员和背包只受重力,因此下落的加速度等于;此时处于完全失重状态,所以。
故选D。
25.(2024·武汉期末)最近科学家对微重力环境下了一个比较科学的定义:微重力环境是指在重力的作用下,系统的表观重量远小于其实际重量的环境。产生微重力环境最常用的方法有4种:落塔、飞机、火箭和航天器。如图所示为中国科学院微重力落塔与落舱,在落舱开始下落到停止运动的过程中,能够产生3.26s时长的微重力环境,根据提供的信息,以下说法正确的是( )
A.在微重力环境中,落舱中的体验者几乎不会受到重力的作用
B.要形成微重力环境,落舱要以非常接近重力加速度g的加速度下落
C.落舱下落过程,落舱内的体验者一直处于失重状态
D.落舱速度最大时,落舱内体验者的加速度也最大
【答案】B
【详解】A.在微重力环境中,落舱中的体验者仍会受到重力的作用,几乎所有的重力提供体验者运动的加速度,体验者的视重远小于实重,故A错误;
B.在微重力环境中,落舱对体验者的支持力几乎为零,可知落舱下落的加速度非常接近重力加速度g,故B正确;
C.落舱下落过程,加速度先向下后向上,落舱内的体验者先处于失重状态后处于超重状态,故C错误;
D.落舱速度最大时,其加速度为零,故D错误。
故选B。
26.(2024·广州期末)如图所示,跳高运动员起跳后向上运动,越过横杆后开始向下运动,则运动员越过横杆前、后在空中运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.一直处于超重状态
B.一直处于失重状态
C.先处于超重状态,后处于失重状态
D.先处于失重状态,后处于超重状态
【答案】B
【详解】运动员离开地面后做斜上抛运动,越过横杆前、后在空中运动的过程中,加速度为重力加速度,方向竖直向下,所以运动员始终处于完全失重状态。
故选B。
27.(2024·沧州期末)如图甲所示,质量为m=2kg的物块挂在弹簧秤的下端,在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向,物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示,弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度。下列说法正确的是( )
A.0~4s内物块先超重后失重,弹簧秤的示数先增大后减小
B.2s~6s内物块先超重后失重,速度变化量为零
C.0~6s内物块先失重后超重,6s时物块的运动方向向下
D.弹簧秤在2s末和6s末的示数相同,物块在2s末和6s末速度等大反向
【答案】B
【详解】A.由题意可知,在0~4s,加速度为正值,方向向上,由牛顿第二定律得
得
视重F大于物块的实际重力mg,物块一直处于超重状态。因加速度先增大后减小,弹簧秤的示数先增大后减小。故A错误;
B.2s~4s,加速度为正值,方向向上,物块处于超重状态。4s~6s,加速度为负值,方向向下,物块处于失重状态。 a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量, t轴上方面积为正值,t轴下方面积为负值,2s~6s,图像中图线下的“面积”代数和为零。2s~6s内物块先超重后失重,速度变化量为零。故B正确;
C.0~6s内物块先超重后失重。设2s末速度为
2s~4s物块竖直向上做加速度逐渐减小的变加速直线运动,弹簧秤的示数逐渐减小,4s时物块速度最大
4s~6s,物块向上做加速度向下逐渐增大的变减速直线运动,速度变化量为
6s时物块的速度
速度方向沿正方向。故C错误;
D.由
又2s和6s两时刻加速度分别为和,弹簧秤在2s末和6s末的示数不相同。
a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量,物块在2s~6s速度变化量为零,因此
物块在2s末和6s末速度等大同向。
故选B。
28.(2024·广州期末)如图所示,物体B上表面水平,当A、B相对静止一起沿光滑斜面C下滑时,斜面C保持静止不动,则下列判断正确的有( )
A.物体B上表面可能光滑
B.物体B和斜面C都只受4个力作用
C.斜面C受水平面的摩擦力方向一定水平向右
D.水平面对斜面C的支持力大小等于三物体的重力大小之和
【答案】B
【详解】A.对AB整体受力分析,受重力、支持力,没有摩擦力,整体是沿斜面向下做匀加速直线运动,物体A做匀加速直线运动,加速度不为零,故合力不为零且方向沿着斜面向下,必受摩擦力,A错误;
B.斜面C光滑,对AB整体受力分析,受重力、支持力,加速下滑。所以B受到重力、A对B的压力、C对B的支持力和A对B的摩擦力4个力作用;对C分析可知,C静止,受力平衡。C受到重力、地面对它的支持力、B对C的压力和地面对C的摩擦力4个力作用,B正确;
C.对C分析可知,斜面受到B的向右下方的压力,则需要向左的地面的摩擦力与之平衡,C错误;
D.选取ABC的整体为研究的对象,AB匀加速运动,加速度为向左下方,处于失重状态,所以水平面对物体C的支持力小于三物体的重力大小之和,D错误。
故选B。
29.(2024·保山期末)(多)图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图,图中的小黑点表示人的重心,图乙是地板所受压力随时间变化的图像,取重力加速度。根据图像分析可知( )
A.到的过程中,人先处于失重状态再处于超重状态
B.人的重力可由点读出,约为
C.点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D.人上升的最大高度约为
【答案】AD
【详解】AB.人的重力从a点读出约为1000N,质量约为100kg;b到c的过程中,压力从400N增加到2000N,压力先小于重力后大于重力,所以人先处于失重状态再处于超重状态,故A正确,B错误;
C.从d点到e点压力等于零,表明在d点是人双脚离开地板的一瞬间,从d点到e点人在空中运动,e点是人落回地板的一瞬间,故C错误;
D.从d点到e点人在空中运动,人在空中运动的时间
人上升的最大高度约为
故D正确。
故选AD。
30.(2024·辽源期末)(多)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动,如图所示,a点是弹性绳的原长位置,b点是人静止悬吊着时的平衡位置,c点是人能到达的最低点,则人在从P点下落到最低点c的过程中( )
A.当人运动到a点时,速度达到最大
B.人到达c点时,它的速度为零,加速度也为零
C.人在pb段一直处于失重状态
D.人在bc段运动时,其加速度逐渐变大
【答案】CD
【详解】A.当人运动到a点时,弹性绳拉力为零,人受到的合力向下,向下加速运动;在经过b点时,人受到的拉力与重力大小相等,方向相反,人的速度最大,故A错误;
B .c是人所到达的最低点,故c点速度为零,加速度不是零,方向竖直向上,故B错误;
C.人在pb段所受重力大于弹性绳的拉力,向下加速运动,一直处于失重状态,故C正确;
D.在bc段弹性绳的拉力大于人的重力,弹力越来越大,由,可知加速度逐渐变大,故D正确。
故选CD。
31.(2024·郑州期末)(多)如图,倾斜的光滑杆与水平方向的夹角为37°,一质量为m=1kg的小环套在杆上位于底端,现施加一个竖直向上的拉力F作用在小环上,作用时间t1=1s后撤掉该力,小环再经时间t2=1s恰好返回杆的底端(最初出发处)。(g=10m/s2),下列说法正确的是( )
A.恒力F的大小为12N
B.滑块返回斜面底端时的速度为6m/s
C.滑块撤掉F前后的加速度分别2m/s2和6m/s2
D.撤掉F之前,小环处于超重状态;撤掉F之后到返回出发点之前,小环处于失重状态
【答案】CD
【详解】有拉力时,对小环根据牛顿第二定律可得
撤去拉力后,对小环根据牛顿第二定律可得
解得
由运动学公式
有拉力时,由位移公式
撤去拉力后,根据位移公式
解得
A.由上述讨论,可解得,故A错误;
B.撤去拉力时速度为
返回时的速度为
故B错误;
C.根据前面的分析,撤掉F前后的加速度大小分别为和,故C正确;
D.撤掉F之前,加速度沿杆向上,有竖直向上的分量,处于超重状态,撤掉F之后,加速度沿杆向下,有竖直向下的分量,处于失重状态,故D正确。
故选CD。
32.(2024·漳州期末)(多)如图,物块A通过细绳悬挂于电梯侧壁的O点,A与侧壁间夹有薄木板B,绳与侧壁夹角为θ,已知A、B质量分别为M、m,A、B间摩擦忽略不计。当电梯静止时,B恰好不滑落,重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A.电梯竖直加速上升时,木板B会滑落
B.电梯以加速度a(a<g)竖直加速下降时,木板B会滑落
C.当电梯以加速度a竖直加速上升时,绳子拉力
D.当电梯以加速度a(a<g)竖直加速下降时,A对B的压力
【答案】CD
【详解】A.电梯静止不动时,先分析A,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件,三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,如图所示
根据平衡条件,有
再分析物体B,受重力、A对B的压力N、电梯侧壁对B支持力N2和静摩擦力,根据牛顿第三定律,有
根据平衡条件有
其中
联立解得
当电梯加速上升时,等效重力加速度变化为
则电梯侧壁对B的支持力变为
最大静摩擦力变为
故木板B保持静止,故A错误;
BD.电梯以加速度a(a<g)竖直下降时,等效重力加速度变化为
则电梯侧壁对B的支持力变为
最大静摩擦力变为
故木板B保持静止,故B错误,D正确;
C.当电梯以加速度a竖直加速上升时,等效重力加速度变化为
故绳子拉力变为
故C正确。
故选CD。
33.(2024·宜宾期末)(多)跳伞是一种极限运动。某跳伞运动员从悬崖高空跳下,在t1时刻打开降落伞,他从跳下到落地的过程中,沿竖直方向运动的v-t图象如图,下列说法正确的是( )
A.在0~t1时间内跳伞运动员处于失重状态
B.在0~t 1时间内跳伞运动员和伞整体所受空气阻力越来越小
C.在t 1~t 2时间内跳伞运动员和伞整体所受空气阻力大于其重力
D.在t 1~t2时间内跳伞运动员的平均速度大小等于
【答案】AC
【详解】A.在0~t1时间内跳伞运动员向下做加速运动,加速度方向向下,运动员处于失重状态,A正确;
B.根据牛顿第二定律得
解得
由图像得,在0~t 1时间内图像的斜率减小,加速度减小,跳伞运动员和伞整体所受空气阻力越来越大,B错误;
C.在t 1~t 2时间内跳伞运动员和伞整体向下做减速运动,加速度向上,合力向上,其所受空气阻力大于其重力,C正确;
D.根据图像,在t 1~t2时间内图像的面积小于做匀减速运动的面积,所以跳伞运动员的平均速度大小小于,D错误。
故选AC。
34.(2024·昆明期末)如图所示,小明同学操控一无人机悬浮在离地面的空中,无人机下面用一短细线拴接着一个质量为的小钢球A。某时刻小明同学让无人机做自由落体运动,落到离地面高时,小明同学让无人机做竖直向下的匀减速直线运动,到达地面时速度刚好为零,,求:
(1)这个过程中无人机的最大速率;
(2)无人机做自由落体运动时,细线对小钢球拉力的大小;
(3)小钢球做匀减速直线运动时,细线对小钢球拉力的大小。
【答案】(1);(2)0;(3)
【详解】(1)由题可知,自由落体结束时无人机的速率最大;自由下降的高度
由自由落体运动的规律可得
(2)无人机做自由落体运动时,处于完全失重状态,所以细线对小钢球拉力的大小为零。
(3)设小钢球A做匀减速直线运动时加速度大小为a,运动距离为,则有
解得
设细线对小钢球拉力为F,根据牛顿第二定律得
解得
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