专题2 相互作用 牛顿运动定律 题源7 超重、失重问题-【备战高考】备战2027高考物理母题题源同步练

设物块和木板的质量为，物块和木板间、木板与地面间的 动摩擦因数分别为1、以2，由牛顿第二定律得： uimg=ma, ③ (1+22)mg=ma2, ④ 联立①②③④式解得：41=0.2， ⑤ 2=0.3. ⑥ (2)在1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与 木板之间的摩擦力改变方向，设物块与木板之间的摩擦力大小为「， 物块和木板的加速度大小分别为a1'和a',则由牛顿第二定律得： f=ma, ⑦ 2u:mg -f=ma2'. ⑧ 假设f<k1mg,则a1′=a2'. 由⑤⑥⑦⑧式得f=u:mg>1mg,与假设矛盾，故f= uimg ⑨ 由⑦⑨式知，物块加速度的大小a1'=a1.物块的v-t图象 如图中点画线所示， 4/(ms) .....0 0 0.5 由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离 分别为： 51=2X ① 2a1 s2=0十u1 01 2t+2a ① 物块相对于木板的位移的大小为s=52一51. ② 联立①⑤⑥⑧⑨①①②解得：s=1.125m. [答案](1)0.20.3(2)1.125m [真题19](2023·天津)如图所示，A,B两物块叠放在一 起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动， 运动过程中B受到的摩擦力 A 777777777777777777 A.方向向左，大小不变 B.方向向左，逐渐减小 C.方向向右，大小不变 D.方向向右，逐渐减小 [解析]A,B保持相对静止向右做匀减速直线运动，故以 A,B视为整体，先整体后隔离，受到向左的滑动摩擦力作用，其 加建度为a=m十m8=g,对物体B,其加速度为a mA +mB g,方向向左，所受的摩擦力为静摩擦力，由牛顿第二定律可知 f=Bg,A正确. 「答案]A 1 题源6结合图象研究问题 解题模型6.1 图象信息题目，要从图象的点、线、斜、截、交等方面真正 把物体运动的情景反映出来，真实地把物理规律反映出来， [真题20](2022·福 键)质量为2kg的物体静止在 足够大的水平地面上，物体与 地面间的动摩擦因数为0.2， 最大静摩擦力与滑动摩擦力 大小视为相等.从t=0时刻开 9 12 始，物体受到方向不变、大小 呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如 图所示.重力加速度g取10m/s2,则物体在t=0至t=12s这 段时间的位移大小为 ( A.18m B.54m C.72m D.198m [解析]滑动摩擦力大小为Fm=mg=4N,则03s内 物体静止，6~9s内物体做匀速直线运动，3~6s和9~12s做加 建度相等的匀加速直线运动，加选度为a=8。m/5=2m/s.6s 末的速度为1=2X3m/s=6m/s,12s末的速度为：=6m/s十 6 2X3m/s=12m/s.3~6s发生的位移大小为x1=2×3m= 9m,6~9s发生的位移大小为x2=6×3m=18m,9~12s发生 的位移大小为x3= 6+12X3m=27m,则0~12s发生的位移大 2 小x=x1十x2十x3=54m,故正确选项为B. [答案]B 题源7超重、失重问题 解题模型7.1 1.超重 (1)当物体加速上升或减速下降时，视重大于重力的现象」 (2)特征：物体处于超重状态时，加速度(a)向上 2.失重 (1)当物体加速下降或减速上升时，视重小于重力的现象」 (2)特征：物体处于失重状态时，加速度(a)向下. 3.完全失重 视重等于零的现象，例：自由落体、绕地球做匀速圆周 运动的太空舱等。 4.对超重和失重的理解应当注意以下几点 (1)物体处于超重或失重状态时，只是物体的视重发 生改变，物体的重力始终存在，大小也没有变化，因为万有 引力并没有改变， (2)发生超重或失重现象与物体的速度大小及方向无 关，只决定于加速度的方向及大小， (3)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物 理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的 物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等， [真题21](2022·海南)如图，木箱内有一竖直放置的弹 簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压 在箱顶上.若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此 段时间内，木箱的运动状态可能为 () A.加速下降 B.加速上升 C.减速上升 D.减速下降 [解析]木箱静止时，设弹簧弹力为F1,顶对物块的压力 为F:,根据力的平衡条件F1=mg十F,当箱顶对物块的压力 F,恰好为零时，而弹力F1不变，所以合外力方向向上，即加速 度向上，物块可能加速上升或减速下降，本题正确选项为BD. [答案]BD [真题22](2023·上海)如图，在水平面上的箱于内，带异 种电荷的小球、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状 态地面受到的压力为F、,球b所受细线的拉力为F,剪断连接 十年高考母题原型训练 (★代表高考出现的频次) A组 题源1处理平衡问题的基本方法（★★★★★） 1.(2023·广东)如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂 在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平， 所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为 () 火山 人入 45459 A.G和G RG和。 2 cG和G 1 2.(2023·北京)应用物理知识分析生活中的常见现象，可 以使物理学习更加有趣和深入.例如平伸手掌托起物体，由静止 开始竖直向上运动，直至将物体抛出.对此现象分析正确的是 A,手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态 B.手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态 C.在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度 D.在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度 3.(2023·北京)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平 桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是 ( 。1 球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力 A.小于FN B.等于FN C.等于FN+F D.大于FN+F [解析]剪断细线前，处于静止状态，利用整体法，压力FN 等于系统的总重力，即FN=Mg十mg十m6g,剪断连接球b的 细线后，系统处于超重状态，压力大于总重力，所以A、B项错误。 再选a和箱为研究对象，箱子受到的支持力FN=Mg十m。g十 F所，其中F为b球对a球的库仑力，因为平衡时，F等于mg十 F,而球b加速上升过程中，随着两球距离的减小，F>FH= m6g十F,故FN>Mg+mag+m6g+F=FN+F,故D正确. [答案]D A,木块受到的摩擦力大小是mg cosa B.木块对斜面体的压力大小是mg sina C.桌面对斜面体的摩棕力大小是mng sina cosa D.桌面对斜面体的支持力大小是(M十m)g 4.(2023·新课程标准)如图，一小球放置在木板 与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对 木板的压力大小为N2,以木板与墙连接点所形成的水 平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平 位置不计摩擦，在此过程中 A.N1始终减小，N2始终增大 B.N,始终减小，N,始终减小 C.V1先增大后减小，V2始终减小 D.N,先增大后减小，V:先减小后增大 5.(2021·江苏)用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为 1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为 10N.为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取 10m/s2) () 挂钉 挂钉 A. m B. 2 m C.2 m 4 m