内容正文:
2025年高考物理一轮大单元综合复习导学练
专题3 牛顿运动定律、两类基本问题、等时圆模型、图像问题、超失重现象
导练目标
导练内容
目标1
牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、单位制
目标2
两类基本问题:由运动求力、由力求运动
目标3
等时圆模型
目标4
牛顿第二定律在图像问题中的应用、牛顿第二定律实验
目标5
超失重现象
【知识导学与典例导练】
1、 牛顿运动定律
1. 牛顿第一定律(惯性定律)
(1)内容:每个物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非有外力迫使它改变这种状态
(2)惯性:物体保持原有运动状态的性质,质量是惯性的唯一量度
(3)物理学史
亚里士多德观点:力是维持物体运动状态的原因
伽利略观点:力是改变物体运动状态的原因,而非维持运动的原因
笛卡尔观点:物体在不受外力时保持直线匀速运动,并强调运动状态的保持不需要外力
贡献:牛顿将伽利略和笛卡尔的思想数学化,并纳入“惯性系”框架,明确区分了外力与惯性运动,彻底推翻亚里士多德体系。惯性系即是以地面或与地面相对静止的物体作为参考系
2.牛顿第二定律
(1) 内容:在惯性参考系中,物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比
(2) 公式:
其中:是物体所受合外力(矢量,单位:N); :物体质量(单位:kg);
:加速度(矢量,单位:m/s²),方向与合外力方向相同
(3) 牛顿第二定律公式性质
①矢量性:加速度方向与合外力方向相同 ②瞬时性:力与加速度同时产生、变化、消失
③独立性:每个方向的合外力决定该方向的加速度
【注意】速度不可以突变,力和加速度可以突变
(4)解题步骤: 确定研究对象;受力分析并正交分解;列牛顿第二定律方程;结合运动学公式求解
3.牛顿第三定律与平衡力的区别与联系
一对作用力和反作用力
一对平衡力
示意图
桌面对物体的压力与物体对桌面的支持力是一对相互作用力
物块处于静止状态,受到的重力与支持力是一对平衡力
作用物体
作用在两个不同的物体上
作用在同一物体上
性质
一定是同种性质的力
性质不一定相同
影响关系
一定同时产生同时消失
不一定同时产生、同时消失
作用效果
不可抵消
可以相互抵消
4.单位制
(1)7个基本单位
物理量名称
单位名称
单位符号
长度
米
m
质量
千克
kg
时间
秒
s
电流
安培
A
热力学温度
开尔文
K
物质的量
摩尔
mol
发光强度
坎德拉
cd
(2) 导出单位:通过物理公式由基本单位推导出的其他物理量的单位
例:速度单位 米/秒(m/s) 由位移(米)和时间(秒)推导
力的单位 牛顿(N) 由 推导
(3)单位制:由 基本单位和导出单位共同构成,常考:国际单位制(SI),国际制基本单位
【提升练习】
1.下列单位中,属于国际单位制中基本单位的是( )
A. m/s B. m/s 2 C. N D. kg
2.如图所示,水平地面粗糙,竖直墙面光滑,某学生“靠墙倒立”,下列说法正确的是( )
A. 人对地面的压力就是人的重力 B. 人体重心的位置仅与人的身高有关
C. 地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力
D. 墙面对人的作用力和人对墙面的作用力是一对平衡力
3. 教科书中这样表述牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。其中“改变这种状态”指的是改变物体的( )
A. 位移 B. 位置 C. 速度 D. 加速度
4.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法不符合历史事实的是( )
A. 亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B. 伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
C. 笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向
D. 牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
5.战斗机向前行驶时会受到来自空气的阻力,阻力大小,其中是空气的密度,是战斗机的行驶速度,是迎风面积, 叫做风阻系数,其单位是( )
A. B. C. D. 没有单位
6.2024年8月,中国战机轰6K与俄罗斯战机图95组成编队,飞越白令海峡。下列说法正确的是( )
A. 轰6K加速过程中惯性增大 B. 轰6K飞行速度越大,加速度越大
C. 观察轰6K空中加油时,可将其看成质点 D. 轰6K加速向上爬升时,机内飞行员处于超重状态
7. 在2024国际篮联三人篮球挑战赛雄安站比赛中,中国球队夺得冠军。如图所示为篮球比赛中击地传球的示意图,在篮球与地面接触的过程中,以下说法正确的是( )
A. 地面对篮球的支持力是由于地面发生形变而产生的
B. 地面对篮球的支持力与篮球的重力是一对相互作用力
C. 地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力大小相等
D. 地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力是一对平衡力
8.如图所示,物块放在木箱内,物块右端由一根处于伸长状态的水平轻弹簧与木箱连接.木箱和物块均保持静止.若发现物块突然相对木箱底面向右移动.下列情况可能的是
A. 木箱突然向下做加速运动 B. 木箱突然向上做加速运动
C. 木箱突然向右做加速运动 D. 木箱突然向左做加速运动
2、 两类基本问题:由运动求力、由力求运动
【提升练习】
9.如图所示,将一质量为的小球用轻绳悬挂在小车车厢顶部,小车在水平地面上做匀加速直线运动,当小车的加速度大小为时,轻绳与竖直方向的夹角为,轻绳的拉力大小为。关于加速度大小、质量、拉力大小和夹角的关系,下列说法中正确的是( )
A. 若不变、变大,则和均变大
B. 若不变、变大,则和均变小
C. 若不变、变大,则和均变大
D. 若不变、变大,则和均变小
10.如图,水平桌面上有一薄板,薄板上摆放着小圆柱体A、B、C,圆柱体的质量分别为、、,且。用一水平外力将薄板沿垂直的方向抽出,圆柱体与薄板间的动摩擦因数均相同,圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后,三个圆柱体留在桌面上的位置所组成的图形可能是图( )
A. B. C. D.
11.索道简化示意图如图所示,索道倾角为 ,质量为的车厢通过悬臂固定悬挂在承载索上,并在承载索的牵引下斜向上运动.若测试运行过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向,缆车开始以加速度大小斜向上加速,最后以加速度大小斜向上减速,取重力加速度大小,不计空气阻力,则向上减速阶段车厢受到的合力方向为 ,向上加速阶段和向上减速阶段悬臂对车厢的作用力大小之比为 .
12.“滑冰车”是我国北方冬季的一种娱乐活动之一.滑冰车时,人左右手各握一根冰钎斜向后下方插入冰面,冰面给的反作用力使人与冰车一起向前运动.现有一同学由静止开始在水平冰面上滑冰车,两侧冰钎在插冰时平行且与水平冰面成 角,与冰面作用后收起冰钎,人与冰车依靠惯性滑行后停止运动.已知人与冰车的总质量为,冰钎的质量及空气阻力均可忽略不计,冰面对冰钎、冰车和人的作用力可视为恒力,且沿冰钎斜向上,冰车与冰面间的动摩擦因数为,取重力加速度,,.求:
(1) 收起冰钎后人与冰车的加速度大小
(2) 人与冰车整个运动过程中的最大速度
(3) 两侧冰钎插冰时对冰面的合力大小
13. 某同学利用位移传感器和速度传感器研究物块沿斜面运动的情况,实验装置如图甲所示,速度传感器在斜面底部,图中未画出。木块沿斜面下滑过程中,其经过的位置x、对应的时刻t及速度v均被记录下来,同时与传感器连接的计算机处理采集的数据后,绘制出如图乙所示的直线。图乙中纵轴为x,横轴物理量未标出,且、、为木块先后经过的三个位置的位置坐标,经过这些位置的时间间隔都相同。下列说法正确的是( )
A. 图乙中直线一定通过坐标原点
B. 图乙中横轴一定是木块运动时间 t的平方即 t 2
C. 若,则木块做匀加速直线运动
D. 若只增大斜面的倾角,图乙中直线斜率可能减小
14.在某生活实验电视节目中,如图所示,在固定且长为的水平餐桌上铺着台布,台布左端与餐桌左端齐平,个小碟子等距的排在桌子的中线上,每个碟子相距,两侧碟子与台布边沿的距离也是.汽车拉着台布一端将其快通抽出(台布被抽出过程保持平整),最后部份碟子仍留在桌面.已知碟子与台布、桌面间的动摩擦因数分别为.刚开始绳子恰好被拉直,汽车从静止开始以 的加速度向前匀加速拉动台布.小碟子可视为质点,重力加速度取,求:
(1) 碟子在台布、桌面上滑行时的加速度 、 的大小和方向:
(2) 最左边碟子从开始运动到停止共滑行的距离
(3) 通过计算求出,台布被抽出后最终桌面上还留有多少个碟子.
15.如图甲所示,倾角的斜面固定在水平地面上,质量的物块沿斜面匀速下滑,重力加速度g取。
(1)求物块与斜面间的动摩擦因数;(2)如图乙所示,若用沿斜面向上的恒力拉物块匀速上滑,求恒力的大小;(3)如图丙所示,若用水平向右的的恒力拉物块匀速上滑,求恒力的大小。
3、 等时圆模型
1. 等时圆使用条件:①由静止下滑,初速度为0 ②斜面光滑,不受摩擦力
2. 等时圆结论:物体在斜面上的下滑时间等于从直径自由下落的时间
【提升练习】
16.如图所示,有两个光滑直轨道和,其中、、、四点刚好位于同一竖直圆的圆周上,点恰好过竖直圆的最低点.现让两个小球(可视为质点)分别从、两位置由静止释放,它们沿直轨道到达、的时间分别记为、.则( )
A. B. C. D. 无法确定
17.如图所示,1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端,其运动时间分别为t1、t2、t3、t4。已知竖直固定的圆环的半径为r,O为圆心,固定在水平面上的斜面水平底端的长度为r,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
18.某光滑的物体沿倾角不同而高度相等的不同斜面下滑,物体从静止开始由斜面顶端滑到底端,倾角指斜面与水平面之间的夹角,则以下分析正确的是( )
A. 倾角越大,滑行时间越短 B. 倾角越大,下滑的加速度越大
C. 倾角越小,平均速度越小 D. 倾角为时,滑行时间最短
4、 牛顿第二定律在图像问题中的应用
【提升练习】
19.图甲中,一只小鸟站在树枝上与树枝一起上下振动,小鸟振动的图像如图乙所示,速度向下为正。下列说法正确的是( )
A. 时刻小鸟处在最低点 B. 时刻小鸟的加速度最大
C. 时刻树枝对小鸟弹力最大 D. 时刻小鸟的速度方向向上
20. 如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则不可求出( )
A. 斜面的倾角 B. 物块的质量
C. 物块与斜面间的动摩擦因数 D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度
21.如图所示,甲、乙两图分别是某一物体在平面内相互垂直的x方向和y方向运动的速度—时间图像。由图可知,物体在0~1s内做 (选填“直线”或“曲线”)运动;在1~2s内,其加速度大小为 。
22.在密封的箱子中,一根不可伸长的细绳悬挂一个小球,小球随箱子一起在竖直方向上做直线运动,其速度-时间图像如图所示,下列说法正确的是
A. 时间内箱子做匀速运动,绳子拉力一定等于小球重力
B. 时间内箱子做减速运动,绳子拉力一定大于小球重力
C. 若箱子竖直向上运动,则时间内绳子的拉力大于时间内绳子的拉力
D. 若箱子竖直向下运动,则时间内小球所受合力方向与绳子拉力方向相反
23.智能手机安装软件后,可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度,带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放,落到地面上,手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系,如图所示,g为当地的重力加速度。下列说法错误的是( )
A. 释放时,手机离地面的高度为
B. 手机第一次与地面碰撞的作用时间为
C. 手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍
D. 0至内图线与横坐标围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等
24.如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩后锁定,时解除锁定同时释放滑块.计算机通过滑块上的速度传感器描绘出其图像如图乙所示,其中段为曲线,段为直线,段对应的运动时间为.倾斜直线是时速度图线的切线.已知滑块质量,重力加速度.下列说法正确的是( )
A. 滑块与地面间的动摩擦因数为
B. 滑块速度最大时弹簧弹力大小为
C. 滑块与弹簧分离后运动的距离为
D. 弹簧的劲度系数为
25.如图甲所示,质量为的小物块A和质量为的小物块B用跨过光滑小定滑轮的足够长的轻质细线相连接,细线不可伸长,A放在倾角为的粗糙斜面上,A与斜面间的动摩擦因数,B放在水平面上,B与水平面间的动摩擦因数。计时开始时,在B上施加一个水平向左的外力,力随时间做周期性变化,规律如图乙所示。物块A、B运动过程中不会和滑轮相撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度。
(1)求在内物块A的加速度大小;(2)求末物块B的速度大小。
26.某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系.将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚开始运动为止,记下传感器的最大示数F0,以此表示小车所受摩擦力的大小.再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数F1.
(1)接通频率为50Hz的交流电源,释放小车,打出如图乙所示的纸带.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,则小车加速度a= m/s2.(保留两位有效数字)(2)改变小桶中砂的重力,多次重复实验,记下小车加速运动时传感器的示数F2,获得多组数据,描绘小车加速度a与合力F(F=F2﹣F0)的关系图象,不计纸带与计时器间的摩擦,下列图象中正确的是 .(3)同一次实验中,小车加速运动时传感器示数F2与小车释放前传感器示数F1的关系是F2 F1(选填“<”、“=”或“>”) .(4)关于该实验,下列说法中正确的是 .A.小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量B.实验中需要将长木板右端垫高C.实验中需要测出小车和传感器的总质量D.用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据
27. 用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律,为消除阻力的影响,实验前必须补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力:(1)某小组补偿阻力时是这样操作的:将小车静止地放在水平长木板上,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,如图乙,直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止,即认为刚好补偿阻力完毕。请问该小组补偿阻力的操作 (选填“正确”或“不正确”); (2)如果该小组已按(1)中的操作补偿阻力,保持M(小车质量)不变,通过改变砂桶中沙子质量,得到图像是下图中的 (将选项代号的字母填在横线上);A. B. C. D.
(3)若在另一组实验过程中,保持M(小车质量)不变,通过改变砂桶中沙子质量,分别测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据画出关系图线如图所示.此图线的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是 。
A.没有平衡小车与木板之间的摩擦 B.木板倾斜角度过大
C.所用小车的质量过大 D.所加沙子的总质量过大
(4)打点计时器使用的交流电频率,下图是某小组在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E每相邻两点之间还有4个点未标出,根据纸带所提供的数据,算得C点的速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
(5)在本实验中认为细线的拉力F等于砂和砂桶的总重力,由此造成的误差是系统误差,设拉力的真实值为,为了使,应当满足的条件是 。
5、 超失重现象
3. 超重:加速度向上,视重
4. 失重:加速度向下,视重
5. 完全失重:加速度向下且,一切由重力引起的物理现象均会消失
6. 实重和视重的概念
实重:物体实际所受的重力,重力不会因物体的运动状态而变化
视重:当物体放在水平台秤上时,台秤的示数
【提升练习】
28.如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动。电梯做匀速直线运动时,体重计的示数为。在某时刻电梯中的人观察到体重计的示数变为,g取,关于电梯的运动,以下说法正确的是( )
A. 电梯可能向上加速运动,加速度大小为
B. 电梯可能向下减速运动,加速度大小为
C. 电梯可能向下加速运动,加速度大小为
D. 电梯可能向下减速运动,加速度大小为
29.某同学下蹲、起立,通过力传感器采集的图像如图所示.已知重力加速度,则人下蹲过程的最大加速度为 点对应的动作是 (填“下蹲”、“起立”、“静止”).
30. 近日电磁弹射微重力实验装置启动试运行,该装置采用电磁弹射系统,在很短时间内将实验舱竖直向上加速到20m/s后释放。实验舱在上抛和下落回释放点过程中创造时长达4s的微重力环境,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 微重力环境是指实验舱受到的重力很小
B. 实验舱上抛阶段处于超重状态,下落阶段处于失重状态
C. 实验舱的释放点上方需要至少20m高的空间
D. 实验舱在弹射阶段的加速度小于重力加速度
31. 战斗机,即歼击机,是主要用于保护制空权,并摧毁敌人使用制空权能力的军用机种.其特点是飞行性能优良、机动灵活、火力强大.舰载战斗机是航空母舰的主要作战工具,其作战性能对航空母舰的威力有着重要的影响.关于舰载战斗机下列说法正确的是( )
A. 舰载战斗机投弹后惯性变大
B. 在研究舰载战斗机的各种飞行姿态时,不能将其看作质点
C. 舰载战斗机在水平的航母甲板上弹射加速时,飞行员处于超重状态
D. 舰载战斗机在水平的航母甲板上被阻拦索钩住时,飞行员处于超重状态
32. 直升机悬停在空中,投放装有物资的箱子,箱子由静止开始下落,下落过程中所受空气阻力的大小与箱子下落速度的平方成正比,下落过程中箱子始终保持图示状态.忽略箱内空气对物体的影响,在箱子加速下落过程中,下列说法正确的是
A. 物资可能离开箱子的下底面 B. 物资的加速度逐渐增大
C. 刚投放时物资对下底面的压力最大 D. 箱子对物资的支持力可能越来越大
33. 蹦床属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中,一运动员做蹦床运动时,利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s2.依据图像给出的信息,下列说法正确的是 ( )
A. 运动员的质量为60kg B. 运动员的最大加速度为45m/s2
C. 运动员离开蹦床后上升的最大高度为5m D. 9.3s至10.1s内,运动员一直处于超重状态
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2025年高考物理一轮大单元综合复习导学练
专题3 牛顿运动定律、两类基本问题、等时圆模型、图像问题、超失重现象
导练目标
导练内容
目标1
牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、单位制
目标2
两类基本问题:由运动求力、由力求运动
目标3
等时圆模型
目标4
牛顿第二定律在图像问题中的应用、牛顿第二定律实验
目标5
超失重现象
【知识导学与典例导练】
1、 牛顿运动定律
1. 牛顿第一定律(惯性定律)
(1)内容:每个物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非有外力迫使它改变这种状态
(2)惯性:物体保持原有运动状态的性质,质量是惯性的唯一量度
(3)物理学史
亚里士多德观点:力是维持物体运动状态的原因
伽利略观点:力是改变物体运动状态的原因,而非维持运动的原因
笛卡尔观点:物体在不受外力时保持直线匀速运动,并强调运动状态的保持不需要外力
贡献:牛顿将伽利略和笛卡尔的思想数学化,并纳入“惯性系”框架,明确区分了外力与惯性运动,彻底推翻亚里士多德体系。惯性系即是以地面或与地面相对静止的物体作为参考系
2.牛顿第二定律
(1) 内容:在惯性参考系中,物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比
(2) 公式:
其中:是物体所受合外力(矢量,单位:N); :物体质量(单位:kg);
:加速度(矢量,单位:m/s²),方向与合外力方向相同
(3) 牛顿第二定律公式性质
①矢量性:加速度方向与合外力方向相同 ②瞬时性:力与加速度同时产生、变化、消失
③独立性:每个方向的合外力决定该方向的加速度
【注意】速度不可以突变,力和加速度可以突变
(4)解题步骤: 确定研究对象;受力分析并正交分解;列牛顿第二定律方程;结合运动学公式求解
3.牛顿第三定律与平衡力的区别与联系
一对作用力和反作用力
一对平衡力
示意图
桌面对物体的压力与物体对桌面的支持力是一对相互作用力
物块处于静止状态,受到的重力与支持力是一对平衡力
作用物体
作用在两个不同的物体上
作用在同一物体上
性质
一定是同种性质的力
性质不一定相同
影响关系
一定同时产生同时消失
不一定同时产生、同时消失
作用效果
不可抵消
可以相互抵消
4.单位制
(1)7个基本单位
物理量名称
单位名称
单位符号
长度
米
m
质量
千克
kg
时间
秒
s
电流
安培
A
热力学温度
开尔文
K
物质的量
摩尔
mol
发光强度
坎德拉
cd
(2) 导出单位:通过物理公式由基本单位推导出的其他物理量的单位
例:速度单位 米/秒(m/s) 由位移(米)和时间(秒)推导
力的单位 牛顿(N) 由 推导
(3)单位制:由 基本单位和导出单位共同构成,常考:国际单位制(SI),国际制基本单位
【提升练习】
1.下列单位中,属于国际单位制中基本单位的是( )
A. m/s B. m/s 2 C. N D. kg
【答案】 D;
【解析】 kg是质量单位,是国际基本单位,选项D为正确选项;m/s、m/s2和N分别是速度、加速度和力的单位,都是导出单位,选项ABC为错误选项。故答案为D
2.如图所示,水平地面粗糙,竖直墙面光滑,某学生“靠墙倒立”,下列说法正确的是( )
A. 人对地面的压力就是人的重力 B. 人体重心的位置仅与人的身高有关
C. 地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力
D. 墙面对人的作用力和人对墙面的作用力是一对平衡力
【答案】 C;
【解析】 【详解】A.压力和重力是不同性质的力,只能说人对地面的压力大小等于人的重力大小,选项A错误;B.人体重心的位置与人的身高以及人体的形体姿势都有关,选项B错误;
C.地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用力,选项C正确;
D.墙面对人的作用力和人对墙面的作用力是一对相互作用力,选项D错误。故选C。
3. 教科书中这样表述牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。其中“改变这种状态”指的是改变物体的( )
A. 位移 B. 位置 C. 速度 D. 加速度
【答案】 C;
【解析】 解:状态与时刻对应,过程与时间间隔对应,故描述运动状态的物理量可以是瞬时速度,也可以是动量,与位移、位置、加速度以及受力无关,故ABD错误,C正确。
4.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法不符合历史事实的是( )
A. 亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B. 伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
C. 笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向
D. 牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
【答案】 A;
【解析】 【详解】A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,如果没有力,物体就不会运动,A错误;
B.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,B正确;
C.笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,C正确;
D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,称为惯性,D正确。
故不符合历史事实的是A。
5.战斗机向前行驶时会受到来自空气的阻力,阻力大小,其中是空气的密度,是战斗机的行驶速度,是迎风面积, 叫做风阻系数,其单位是( )
A. B. C. D. 没有单位
【答案】 D
6.2024年8月,中国战机轰6K与俄罗斯战机图95组成编队,飞越白令海峡。下列说法正确的是( )
A. 轰6K加速过程中惯性增大 B. 轰6K飞行速度越大,加速度越大
C. 观察轰6K空中加油时,可将其看成质点 D. 轰6K加速向上爬升时,机内飞行员处于超重状态
【答案】 D;
【解析】 【详解】A.轰6K加速过程中质量不变,惯性不变,故A错误;
B.轰6K飞行速度越大,加速度可能减小,故B错误;
C.当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小,可忽略不计时,可将物体看成质点,所以观察轰6K空中加油时,不可将其看成质点,故C错误;
D.轰6K加速向上爬升时,加速度向上,机内飞行员处于超重状态,故D正确。故选D。
7. 在2024国际篮联三人篮球挑战赛雄安站比赛中,中国球队夺得冠军。如图所示为篮球比赛中击地传球的示意图,在篮球与地面接触的过程中,以下说法正确的是( )
A. 地面对篮球的支持力是由于地面发生形变而产生的
B. 地面对篮球的支持力与篮球的重力是一对相互作用力
C. 地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力大小相等
D. 地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力是一对平衡力
【答案】 A;C;
【解析】 【详解】A.地面对篮球的支持力是由于地面发生形变而产生的,选项A正确;
BCD.地面对篮球的支持力与篮球对地面的压力是一对相互作用力,两个力等大反向,选项BD错误,C正确。故选AC。
8.如图所示,物块放在木箱内,物块右端由一根处于伸长状态的水平轻弹簧与木箱连接.木箱和物块均保持静止.若发现物块突然相对木箱底面向右移动.下列情况可能的是
A. 木箱突然向下做加速运动 B. 木箱突然向上做加速运动
C. 木箱突然向右做加速运动 D. 木箱突然向左做加速运动
【答案】 A;D;
2、 两类基本问题:由运动求力、由力求运动
【提升练习】
9.如图所示,将一质量为的小球用轻绳悬挂在小车车厢顶部,小车在水平地面上做匀加速直线运动,当小车的加速度大小为时,轻绳与竖直方向的夹角为,轻绳的拉力大小为。关于加速度大小、质量、拉力大小和夹角的关系,下列说法中正确的是( )
A. 若不变、变大,则和均变大
B. 若不变、变大,则和均变小
C. 若不变、变大,则和均变大
D. 若不变、变大,则和均变小
【答案】 A;
【解析】 【详解】AB.对小球受力分析,如图所示
小球受到竖直向下的重力,沿绳子向上的拉力,由于小车跟着车向右做匀加速直线运动,因此重力和绳子拉力的合力方向为水平向右,由图中几何关系可知
联立解得,
若不变、变大,则根据可知变大,根据可知也变大,故A正确,B错误;
CD.若不变、变大,则根据可知不变,由可知变大,故CD错误。故选A。
10.如图,水平桌面上有一薄板,薄板上摆放着小圆柱体A、B、C,圆柱体的质量分别为、、,且。用一水平外力将薄板沿垂直的方向抽出,圆柱体与薄板间的动摩擦因数均相同,圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后,三个圆柱体留在桌面上的位置所组成的图形可能是图( )
A. B. C. D.
【答案】 A;
【解析】 【详解】设圆柱体的质量为m,圆柱体与薄板间的动摩擦因数、圆柱体与桌面间的动摩擦因数均为,则在抽薄板的过程中,圆柱体在薄板摩擦力的作用下做加速运动,离开模板后在桌面摩擦力的作用下做减速运动,根据牛顿第二定律有
可得,加速运动与减速运动时的加速度都为
由于圆柱体A先离开薄板,B、C同时后离开薄板,则根据可知,A离开薄板时的速度小于B、C离开薄板时的速度,同时A加速的位移小于B、C加速的位移。离开薄板后,根据可知,B、C在桌面上滑动的距离相等,且大于A在桌面上滑动的距离。故选A。
11.索道简化示意图如图所示,索道倾角为 ,质量为的车厢通过悬臂固定悬挂在承载索上,并在承载索的牵引下斜向上运动.若测试运行过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向,缆车开始以加速度大小斜向上加速,最后以加速度大小斜向上减速,取重力加速度大小,不计空气阻力,则向上减速阶段车厢受到的合力方向为 ,向上加速阶段和向上减速阶段悬臂对车厢的作用力大小之比为 .
【答案】 与水平方向成斜向下;
12.“滑冰车”是我国北方冬季的一种娱乐活动之一.滑冰车时,人左右手各握一根冰钎斜向后下方插入冰面,冰面给的反作用力使人与冰车一起向前运动.现有一同学由静止开始在水平冰面上滑冰车,两侧冰钎在插冰时平行且与水平冰面成 角,与冰面作用后收起冰钎,人与冰车依靠惯性滑行后停止运动.已知人与冰车的总质量为,冰钎的质量及空气阻力均可忽略不计,冰面对冰钎、冰车和人的作用力可视为恒力,且沿冰钎斜向上,冰车与冰面间的动摩擦因数为,取重力加速度,,.求:
(1) 收起冰钎后人与冰车的加速度大小
(2) 人与冰车整个运动过程中的最大速度
(3) 两侧冰钎插冰时对冰面的合力大小
(1) 收起冰钎后人与冰车的加速度大小 【答案】
(2) 人与冰车整个运动过程中的最大速度 【答案】
(3) 两侧冰钎插冰时对冰面的合力大小. 【答案】
13. 某同学利用位移传感器和速度传感器研究物块沿斜面运动的情况,实验装置如图甲所示,速度传感器在斜面底部,图中未画出。木块沿斜面下滑过程中,其经过的位置x、对应的时刻t及速度v均被记录下来,同时与传感器连接的计算机处理采集的数据后,绘制出如图乙所示的直线。图乙中纵轴为x,横轴物理量未标出,且、、为木块先后经过的三个位置的位置坐标,经过这些位置的时间间隔都相同。下列说法正确的是( )
A. 图乙中直线一定通过坐标原点
B. 图乙中横轴一定是木块运动时间 t的平方即 t 2
C. 若,则木块做匀加速直线运动
D. 若只增大斜面的倾角,图乙中直线斜率可能减小
【答案】 D;
【解析】 AB.木块下滑过程做静止开始的匀加速直线运动,有
分析图片乙可知,其横轴为或者都有可能,题中没有明确计时时刻是否是开始下滑的时刻,所以图线不一定通过坐标原点。故AB为错误选项;C.假设计时时刻开始运动,根据公式
依题意,经过这些位置的时间间隔相等,设为T,则有
即 故C为错误选项;D.若只增大斜面的倾角,木块下滑的加速度会随之增大,当横轴为时,图乙中直线斜率减小。故D为正确选项。故答案为D。
14.在某生活实验电视节目中,如图所示,在固定且长为的水平餐桌上铺着台布,台布左端与餐桌左端齐平,个小碟子等距的排在桌子的中线上,每个碟子相距,两侧碟子与台布边沿的距离也是.汽车拉着台布一端将其快通抽出(台布被抽出过程保持平整),最后部份碟子仍留在桌面.已知碟子与台布、桌面间的动摩擦因数分别为.刚开始绳子恰好被拉直,汽车从静止开始以 的加速度向前匀加速拉动台布.小碟子可视为质点,重力加速度取,求:
(1) 碟子在台布、桌面上滑行时的加速度 、 的大小和方向:
【答案】 ,方向水平向右,,方向水平向左
【解析】 由平衡条件得,碟子所受支持力:
由牛顿第二定律得,碟子在台布上滑行:
解得:,方向水平向右
碟子在桌面上滑行:
解得:,方向水平向左
(2) 最左边碟子从开始运动到停止共滑行的距离
【答案】
【解析】 以台布为参考系:
分离前速度:
分离后碟子在桌面滑行:或
碟子全程共滑行距离为:
解得:
(3) 通过计算求出,台布被抽出后最终桌面上还留有多少个碟子.
【答案】 个
【解析】 设碟子距离桌子左端为,则碟子与台布分离时
(或以台布为参考系:
解得
分离前速度:
若碟子恰好滑到桌子右侧边沿,则有:
由以上式求得:
因为 即最终台面上还留有个碟子
15.如图甲所示,倾角的斜面固定在水平地面上,质量的物块沿斜面匀速下滑,重力加速度g取。
(1)求物块与斜面间的动摩擦因数;(2)如图乙所示,若用沿斜面向上的恒力拉物块匀速上滑,求恒力的大小;(3)如图丙所示,若用水平向右的的恒力拉物块匀速上滑,求恒力的大小。
【答案】 (1) (2) (3)
【解析】 【详解】(1)物块沿斜面匀速下滑,受力分析如图所示
对物块,由牛顿第二定律 得
(2)用沿斜面向上的恒力拉物块匀速上滑,受力分析如图所示
对物块 得
(3)用水平向右的的恒力拉物块匀速上滑,受力分析如图所示
对物块 得
3、 等时圆模型
1. 等时圆使用条件:①由静止下滑,初速度为0 ②斜面光滑,不受摩擦力
2. 等时圆结论:物体在斜面上的下滑时间等于从直径自由下落的时间
【提升练习】
16.如图所示,有两个光滑直轨道和,其中、、、四点刚好位于同一竖直圆的圆周上,点恰好过竖直圆的最低点.现让两个小球(可视为质点)分别从、两位置由静止释放,它们沿直轨道到达、的时间分别记为、.则( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】 A;
【解析】 若研究小球沿下滑,设与竖直直径成的角度为,则加速度,
从到由运动公式,解得,
若过点做的平行线,交圆弧与点,则物块沿下滑的时间也为,因和倾角相同,则物块下滑的加速度相同,但是长度小于的长度,可知沿下滑的时间小于沿下滑的时间,即
,故答案为A.
17.如图所示,1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端,其运动时间分别为t1、t2、t3、t4。已知竖直固定的圆环的半径为r,O为圆心,固定在水平面上的斜面水平底端的长度为r,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
【答案】 BC
【解析】 【详解】A.1号小球的加速度为
位移为
运动时间为
2号小球的加速度为
位移为
运动时间为
既
故A错误;B.3号小球的加速度为
位移为
运动时间为
4号小球的加速度为
位移为
运动时间为
既
故B正确;CD.比较可得
故C正确,D错误。故选BC。
18.某光滑的物体沿倾角不同而高度相等的不同斜面下滑,物体从静止开始由斜面顶端滑到底端,倾角指斜面与水平面之间的夹角,则以下分析正确的是( )
A. 倾角越大,滑行时间越短
B. 倾角越大,下滑的加速度越大
C. 倾角越小,平均速度越小
D. 倾角为时,滑行时间最短
【答案】 A;B;
【解析】 A选项,B选项,D选项:设斜面的倾角为,则加速度:,倾角越大,加速度越大.设高为,则斜面的长度为,根据:,解得:.故倾角越大,时间越短,故AB正确,故D错误;
C选项:根据动能定理得,,知物体到达底端时的速度相等根据:,知,滑行的平均速度相同,故C错误;故选AB.
4、 牛顿第二定律在图像问题中的应用
【提升练习】
19.图甲中,一只小鸟站在树枝上与树枝一起上下振动,小鸟振动的图像如图乙所示,速度向下为正。下列说法正确的是( )
A. 时刻小鸟处在最低点 B. 时刻小鸟的加速度最大
C. 时刻树枝对小鸟弹力最大 D. 时刻小鸟的速度方向向上
【答案】 B;
【解析】 【详解】A.由于速度向下为正方向,根据图像可知,小鸟先向下运动,时刻的速度为0,随后,速度变为负值,小鸟向上运动,可知,时刻小鸟处在最低点,故A错误;
B.图像图像斜率的绝对值表示加速度大小,根据图像可知,时刻小鸟的加速度最大,故B正确;
C.图像图像斜率的绝对值表示加速度大小,根据图像可知,时刻加速度为0,即树枝对小鸟弹力大小等于小鸟的重力,时刻图像斜率为负值,表明此时加速度方向向上,树枝对小鸟弹力大小大于小鸟的重力,可知,时刻树枝对小鸟弹力不是最大,故C错误;
D.由于速度向下为正方向,根据图像可知,时刻小鸟的速度方向向下,故D错误。故选B。
20. 如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则不可求出( )
A. 斜面的倾角 B. 物块的质量
C. 物块与斜面间的动摩擦因数 D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度
【答案】 B;
【解析】 【详解】ABC.由题图可知,物块上滑的加速度大小为
下滑的加速度大小为
物块上滑时根据牛顿第二定律
物块下滑时根据牛顿第二定律
可求得斜面倾角及动摩擦因数,无法求出物块的质量,AC不符合题意,B符合题意;D.根据图像,物块沿斜面向上滑行的最大高度为
可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度,D不符合题意。故选B。
21.如图所示,甲、乙两图分别是某一物体在平面内相互垂直的x方向和y方向运动的速度—时间图像。由图可知,物体在0~1s内做 (选填“直线”或“曲线”)运动;在1~2s内,其加速度大小为 。
【答案】 曲线;10;
【解析】 【详解】[1]由图像可知,内物体沿x方向做匀速直线运动,沿y方向做匀加速直线运动,则物体的合运动为匀变速曲线运动;[2]由图像可知,内物体沿x方向的加速度大小为
物体沿y方向的加速度大小为
则在内,物体的加速度大小为
22.在密封的箱子中,一根不可伸长的细绳悬挂一个小球,小球随箱子一起在竖直方向上做直线运动,其速度-时间图像如图所示,下列说法正确的是
A. 时间内箱子做匀速运动,绳子拉力一定等于小球重力
B. 时间内箱子做减速运动,绳子拉力一定大于小球重力
C. 若箱子竖直向上运动,则时间内绳子的拉力大于时间内绳子的拉力
D. 若箱子竖直向下运动,则时间内小球所受合力方向与绳子拉力方向相反
【答案】 A;C;
23.智能手机安装软件后,可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度,带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放,落到地面上,手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系,如图所示,g为当地的重力加速度。下列说法错误的是( )
A. 释放时,手机离地面的高度为
B. 手机第一次与地面碰撞的作用时间为
C. 手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍
D. 0至内图线与横坐标围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等
【答案】 C;
【解析】 【详解】A.由图可知,时刻手机开始接触地面,则内做自由落体运动,释放时,手机离地面的高度为
故A正确,不满足题意要求;B.由图可知,时刻手机开始接触地面,时刻手机开始离开地面,则手机第一次与地面碰撞的作用时间为,故B正确,不满足题意要求;C.由图可知,时刻手机的加速度最大,且方向竖直向上,根据牛顿第二定律可得
可得
手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的11倍,故C错误,满足题意要求;D.由图可知,时刻手机的加速度最大,此时手机受到地面的弹力最大,手机处于最低点,手机的速度为零,则时间内手机的速度变化量为零,根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量,可知0至内图线与横坐标围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等,故D正确,不满足题意要求。故选C。
24.如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩后锁定,时解除锁定同时释放滑块.计算机通过滑块上的速度传感器描绘出其图像如图乙所示,其中段为曲线,段为直线,段对应的运动时间为.倾斜直线是时速度图线的切线.已知滑块质量,重力加速度.下列说法正确的是( )
A. 滑块与地面间的动摩擦因数为
B. 滑块速度最大时弹簧弹力大小为
C. 滑块与弹簧分离后运动的距离为
D. 弹簧的劲度系数为
【答案】 B;C
25.如图甲所示,质量为的小物块A和质量为的小物块B用跨过光滑小定滑轮的足够长的轻质细线相连接,细线不可伸长,A放在倾角为的粗糙斜面上,A与斜面间的动摩擦因数,B放在水平面上,B与水平面间的动摩擦因数。计时开始时,在B上施加一个水平向左的外力,力随时间做周期性变化,规律如图乙所示。物块A、B运动过程中不会和滑轮相撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度。
(1)求在内物块A的加速度大小;(2)求末物块B的速度大小。
【答案】 (1)(2)
【解析】 【详解】(1)依题意知,当计时开始时,设B向左运动,受力如图所示:
有
,
,
由牛顿第二定律,可知
解得
(2)后物块B向右加速,受力如图所示:
有
,
由牛顿第二定律,可知
解得
时物体B速度最大,后A、B一起减速,A物块弹力和摩擦力不变,B物块弹力和相同,摩擦力与内相反,设绳子拉力为,则由牛顿第二定律可知
解得
可知物块在时刻速度减为0后便静止不动,有
解得
由此可知,后开始重复的运动过程,物体重复运动的周期
时有
解得
,
末物块B速度大小为
代入数据得
26. 某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系.将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚开始运动为止,记下传感器的最大示数F0,以此表示小车所受摩擦力的大小.再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数F1.
(1) 接通频率为50Hz的交流电源,释放小车,打出如图乙所示的纸带.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,则小车加速度a= m/s2.(保留两位有效数字)
(2) 改变小桶中砂的重力,多次重复实验,记下小车加速运动时传感器的示数F2,获得多组数据,描绘小车加速度a与合力F(F=F2﹣F0)的关系图象,不计纸带与计时器间的摩擦,下列图象中正确的是 .
(3) 同一次实验中,小车加速运动时传感器示数F2与小车释放前传感器示数F1的关系是F2 F1(选填“<”、“=”或“>”) .
(4) 关于该实验,下列说法中正确的是 .
A.小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量B.实验中需要将长木板右端垫高C.实验中需要测出小车和传感器的总质量D.用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据
【答案】 0.16 ; B; < ; D
【解析】 【详解】(1)[1]由于每相邻两个计数点间还有4个点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动的推论公式
△x=aT2
可以求出加速度的大小,得:
a=0.16m/s2;
(2)[2]由于已经平衡摩擦力,所以图象应该过原点,一条倾斜的直线.故B正确,ACD错误;故选B.(3)[3]对小桶受力分析,设小桶重力为mg,木板释放前弹簧秤的示数F1,所以
F1=mg
设小车的重力为Mg,小车在加速运动时弹簧秤的示数F2,根据牛顿第二定律得:
mg−F2=ma
所以
F1>F2;
(4)[4]A.在该实验中力传感器可以直接得出力的大小,不需要使小车和传感器的总质量远大于小桶和砂的总质量,故A错误;B. 实验中不需要将长木板右端垫高,因为已经测量了小车所受摩擦力的大小,故B错误;C. 实验中不需要测出小车和传感器的总质量,只需要保证小车和传感器的总质量不变,故C错误;D. 用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据,故D正确;故选D.
27. 用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律,为消除阻力的影响,实验前必须补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力:(1)某小组补偿阻力时是这样操作的:将小车静止地放在水平长木板上,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,如图乙,直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止,即认为刚好补偿阻力完毕。请问该小组补偿阻力的操作 (选填“正确”或“不正确”); (2)如果该小组已按(1)中的操作补偿阻力,保持M(小车质量)不变,通过改变砂桶中沙子质量,得到图像是下图中的 (将选项代号的字母填在横线上);A. B. C. D. (3)若在另一组实验过程中,保持M(小车质量)不变,通过改变砂桶中沙子质量,分别测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据画出关系图线如图所示.此图线的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是 。
A.没有平衡小车与木板之间的摩擦 B.木板倾斜角度过大
C.所用小车的质量过大 D.所加沙子的总质量过大
(4)打点计时器使用的交流电频率,下图是某小组在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E每相邻两点之间还有4个点未标出,根据纸带所提供的数据,算得C点的速度大小为 (结果保留两位有效数字)。
(5)在本实验中认为细线的拉力F等于砂和砂桶的总重力,由此造成的误差是系统误差,设拉力的真实值为,为了使,应当满足的条件是 。
【答案】 不正确 C D 0.60
【解析】 【详解】(1)[1] 小车由静止下滑,说明重力沿斜面的分力大于摩擦力,因此平衡过度,所以该同学的操作不正确,正确的操作应该为给小车一个初速度,小车能够带动纸带匀速下滑。(2)[2] 如果这位同学先如(1)中的操作,导致平衡摩擦力过度,因此当小车上还没有挂砂和砂桶时,小车应该就已经有加速度了,故ABD错误,C正确。(3)[3] 用砂桶中沙子的重力代替拉力F,需要满足砂桶中沙子质量远小于小车质量。随着F的增大,不满足砂桶中沙子质量远小于小车质量时,a-F图线最后会略微下弯曲,故造成此现象的原因是所加沙子的总质量过大,故D正确,ABC错误。(4)[4] 由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔
T=0.1s
根据匀变速直线运动的推论公式Δx=at2可以求出加速度
(5)[5] 对沙桶进行分析有
对小车进行分析有
根据题干要求有
解得
5、 超失重现象
3. 超重:加速度向上,视重
4. 失重:加速度向下,视重
5. 完全失重:加速度向下且,一切由重力引起的物理现象均会消失
6. 实重和视重的概念
实重:物体实际所受的重力,重力不会因物体的运动状态而变化
视重:当物体放在水平台秤上时,台秤的示数
【提升练习】
28.如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动。电梯做匀速直线运动时,体重计的示数为。在某时刻电梯中的人观察到体重计的示数变为,g取,关于电梯的运动,以下说法正确的是( )
A. 电梯可能向上加速运动,加速度大小为
B. 电梯可能向下减速运动,加速度大小为
C. 电梯可能向下加速运动,加速度大小为
D. 电梯可能向下减速运动,加速度大小为
【答案】 B;
【解析】 【详解】由牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
方向竖直向上,则电梯可能向上加速运动,也可能向下减速运动。故选B。
29.某同学下蹲、起立,通过力传感器采集的图像如图所示.已知重力加速度,则人下蹲过程的最大加速度为 点对应的动作是 (填“下蹲”、“起立”、“静止”).
【答案】 ;下蹲;
【解析】 【详解】[1]由图可知,人受到的力最小为200N,人的重力为500N,由牛顿第二定律可得
[2]下蹲过程为先向下加速后向下减速,即人先失重后超重,由图可知力传感器的示数先小于重力后大于重力,即人先失重后超重,故该过程为下蹲过程。
30. 近日电磁弹射微重力实验装置启动试运行,该装置采用电磁弹射系统,在很短时间内将实验舱竖直向上加速到20m/s后释放。实验舱在上抛和下落回释放点过程中创造时长达4s的微重力环境,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 微重力环境是指实验舱受到的重力很小
B. 实验舱上抛阶段处于超重状态,下落阶段处于失重状态
C. 实验舱的释放点上方需要至少20m高的空间
D. 实验舱在弹射阶段的加速度小于重力加速度
【答案】 C;
【解析】 【详解】A.微重力环境是指实验舱处于完全失重状态,A错误;B.实验舱上抛阶段和下落阶段都处于失重状态,B错误;C.实验舱的释放点上方需要至少的高度为
C正确;D.在很短时间内将实验舱竖直向上加速到20m/s后释放,所以实验舱在弹射阶段的加速度大于重力加速度,D错误。故选C。
31. 战斗机,即歼击机,是主要用于保护制空权,并摧毁敌人使用制空权能力的军用机种.其特点是飞行性能优良、机动灵活、火力强大.舰载战斗机是航空母舰的主要作战工具,其作战性能对航空母舰的威力有着重要的影响.关于舰载战斗机下列说法正确的是( )
A. 舰载战斗机投弹后惯性变大
B. 在研究舰载战斗机的各种飞行姿态时,不能将其看作质点
C. 舰载战斗机在水平的航母甲板上弹射加速时,飞行员处于超重状态
D. 舰载战斗机在水平的航母甲板上被阻拦索钩住时,飞行员处于超重状态
【答案】 B
32. 直升机悬停在空中,投放装有物资的箱子,箱子由静止开始下落,下落过程中所受空气阻力的大小与箱子下落速度的平方成正比,下落过程中箱子始终保持图示状态.忽略箱内空气对物体的影响,在箱子加速下落过程中,下列说法正确的是
A. 物资可能离开箱子的下底面 B. 物资的加速度逐渐增大
C. 刚投放时物资对下底面的压力最大 D. 箱子对物资的支持力可能越来越大
【答案】 D;
33. 蹦床属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中,一运动员做蹦床运动时,利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s2.依据图像给出的信息,下列说法正确的是 ( )
A. 运动员的质量为60kg B. 运动员的最大加速度为45m/s2
C. 运动员离开蹦床后上升的最大高度为5m D. 9.3s至10.1s内,运动员一直处于超重状态
【答案】 A;B;C;
【解析】 A.由图给信息可知,开始时运动员静止在蹦床上,所受弹力与重力大小相等,即
解得运动员的质量
选项A为正确选项;B.在蹦床上时受到的最大弹力
最大加速度
选项B为正确选项;C.运动员离开蹦床后在空中运动的时间
上升和下落的时间分别为,则最大高度为
选项C为正确选项。D.9.3s至10.1s内,运动员先失重、后超重,再失重,D为错误选项。故答案为ABC。
6
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