高中物理模型（二）對稱性和超重失重

試卷第=page88頁，共=sectionpages88頁試卷第=page44頁，共=sectionpages55頁方法12高中物理模型盤點（二）對稱性和超重失重模型物理模型盤點——對稱性模型［模型概述］對稱法作為一種具體的解題方法，雖然高考命題沒有單獨正面考查，但是在每年的高考命題中都有所滲透和體現(xiàn)。從側(cè)面體現(xiàn)考生的直觀思維能力和客觀的猜想推理能力。所以作為一種重要的物理思想和方法，相信在今后的高考命題中必將有所體現(xiàn)。［模型特征］在研究和解決物理問題時，從對稱性的角度去考查過程的物理實質(zhì)，可以避免繁冗的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，迅速而準確地解決問題。對稱法是從對稱性的角度研究、處理物理問題的一種思維方法，有時間和空間上的對稱。它表明物理規(guī)律在某種變換下具有不變的性質(zhì)。用這種思維方法來處理問題可以開拓思路，使復(fù)雜問題的解決變得簡捷。如，一個做勻減速直線運動的物體在至運動停止的過程中，根據(jù)運動的對稱性，從時間上的反演，就能看作是一個初速度為零的勻加速直線運動，從而簡化解題過程。總之物理問題通常有多種不同的解法，利用對稱性解題不失為一種科學(xué)的思維方法。利用對稱法解題的思路：①領(lǐng)會物理情景，選取研究對象；②在仔細審題的基礎(chǔ)上，通過題目的條件、背景、設(shè)問，深刻剖析物理現(xiàn)象及過程，建立清晰的物理情景，選取恰當?shù)难芯繉ο笕邕\動的物體、運動的某一過程或某一狀態(tài)；③透析研究對象的屬性、運動特點及規(guī)律；④尋找研究對象的對稱性特點。⑤利用對稱性特點，依物理規(guī)律，對題目求解。［模型講解］1.靜電場中的對稱性如圖所示，帶電量為＋q的點電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。若圖中b點處產(chǎn)生的電場強度為零，根據(jù)對稱性，帶電薄板在圖中b點處產(chǎn)生的電場強度大小為多少，方向如何？（靜電力恒量為k）。點評：題目中要求帶電薄板產(chǎn)生的電場，根據(jù)中學(xué)物理知識僅能直接求點電荷產(chǎn)生的電場，無法直接求帶電薄板產(chǎn)生的電場；由Ea＝0，可以聯(lián)想到求處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強的方法，利用來間接求出帶電薄板在a點的場強，然后根據(jù)題意利用對稱性求出答案2.電磁現(xiàn)象中的對稱性如圖所示，在一水平放置的平板MN的上方有勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B，磁場方向垂直于紙面向里。許多質(zhì)量為m帶電量為＋q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由小孔O射入磁場區(qū)域。不計重力，不計粒子間的相互影響。下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中R＝。哪個圖是正確的？（）【答案】A【詳解】據(jù)題：所有粒子的速率相等，由R＝可知所有粒子在磁場中圓周運動半徑相同，由圖可知，由O點射入水平向右的粒子恰好應(yīng)為最右端邊界，MO＝2r＝2R；隨著粒子的速度方向偏轉(zhuǎn)，粒子轉(zhuǎn)動的軌跡圓可認為是以O(shè)點為圓心以2R為半徑轉(zhuǎn)動；則可得出符合題意的范圍應(yīng)為A；故A正確．故選A．如圖所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi)，O為圓心，GH為大圓的水平直徑。兩圓之間的環(huán)形區(qū)域（Ⅰ區(qū)）和小圓內(nèi)部（Ⅱ區(qū)）均存在垂直圓面向里的勻強磁場。間距為d的兩平行金屬極板間有一勻強電場，上極板開有一小孔。一質(zhì)量為m，電量為+q的粒子由小孔下方d/2處靜止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場，由點緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場。不計粒子的重力。（1）求極板間電場強度的大小；（2）若粒子運動軌跡與小圓相切，求區(qū)磁感應(yīng)強度的大??；（3）若Ⅰ區(qū)，Ⅱ區(qū)磁感應(yīng)強度的大小分別為2mv/qD，4mv/qD，粒子運動一段時間后再次經(jīng)過H點，求這段時間粒子運動的路程。【答案】（1）（2）或（3）5.5πD【解析】（1）設(shè)極板間電場強度的大小為E,對粒子在電場中的加速運動，由動能定理得=1\*GB3①由=1\*GB3①式得=2\*GB3②（2）設(shè)I區(qū)磁場感性強度的大小為B，粒子作圓周運動的半徑為R，由牛頓第二定律得=3\*GB3③如圖甲所示，粒子運動軌跡與小圓相切有兩種情況。若粒子軌跡與小圓外切，由幾何關(guān)系得=4\*GB3④聯(lián)立=3\*GB3③=4\*GB3④式得=5\*GB3⑤若粒子軌跡與小圓內(nèi)切，有幾何關(guān)系得=6\*GB3⑥聯(lián)立=3\*GB3③=6\*GB3⑥式得=7\*GB3⑦（3）若Ⅰ區(qū)域的磁感應(yīng)強度為，則粒子運動的半徑為；Ⅱ區(qū)域的磁感應(yīng)強度為，則粒子運動的半徑為；設(shè)粒子在Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)做圓周運動的周期分別為T1、T2，由運動公式可得：；據(jù)題意分析，粒子兩次與大圓相切的時間間隔內(nèi)，運動軌跡如圖所示，根據(jù)對稱性可知，Ⅰ區(qū)兩段圓弧所對的圓心角相同，設(shè)為，Ⅱ區(qū)內(nèi)圓弧所對圓心角為，圓弧和大圓的兩個切點與圓心O連線間的夾角設(shè)為，由幾何關(guān)系可得：；；粒子重復(fù)上述交替運動回到H點，軌跡如圖所示，設(shè)粒子在Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)做圓周運動的時間分別為t1、t2，可得：；設(shè)粒子運動的路程為s，由運動公式可知：s=v(t1+t2)聯(lián)立上述各式可得：s=5.5πD3.幾何光學(xué)的對稱性應(yīng)用如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點為球心；下半部是半徑為R、高位2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行（不考慮多次反射）。求該玻璃的折射率?！敬鸢浮俊窘馕觥咳鐖D，根據(jù)光路的對稱性和光路可逆性，與入射光線相對于OC軸對稱的出射光線一定與入射光線平行。這樣，從半球面射入的折射光線，將從圓柱體底面中心C點反射。設(shè)光線在半球面的入射角為i，折射角為r。由折射定律有①由正弦定理有②由幾何關(guān)系，入射點的法線與OC的夾角為i。由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有③式中L是入射光線與OC的距離。由②③式和題給數(shù)據(jù)得④由①③④式和題給數(shù)據(jù)得⑤【考點定位】光的折射【名師點睛】本題的關(guān)鍵條件是出射光線與入射光線平行，依據(jù)這個畫出光路圖，剩下就是平面幾何的運算了。針對性訓(xùn)練1．如圖，在一水平放置的平板MN的上方有勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B，磁場方向垂直于紙面向里．許多質(zhì)量為m帶電量為+q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由小孔O射入磁場區(qū)域．不計重力，不計粒子間的相互影響．下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中．哪個圖是正確的？（）A． B．C． D．2．如圖所示，某一物體從傾角為的斜面上以初速度v0水平拋出，落到斜面上，不計空氣阻力，重力加速度為g。則（）A．物體運動軌跡有對稱性B．物體在空中運動的時間是C．物體落到斜面上時的速度方向與水平方向的夾角為D．如果v0的大小不同，則物體落到斜面上時的速度方向也就不同3．如圖所示，相距很近的一對帶等量異號電荷的平行金屬極板，它們之間的電場具有對稱性，且除邊緣外，可看做勻強電場。圖中MN為極板中垂線，O點為極板中點。電場中有四個位置，1、2位于極板間，分別在O點的左上方和右下方且相對O點對稱，3、4位于邊緣且相對MN對稱。下列說法正確的是（）A．1、2兩點電勢相等B．3、4兩點電場相同C．3、4兩點電勢相等D．負點電荷在1位置時的電勢能小于在2位置時的電勢能4．以下為教材中的四幅圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A．甲圖是法拉第電磁感應(yīng)實驗，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第根據(jù)對稱性思想，做了如上實驗發(fā)現(xiàn)了磁生電的現(xiàn)象B．乙圖是真空冶煉爐，當爐外線圈通入高頻交流電時，線圈產(chǎn)生大量熱量，從而冶煉金屬C．丙圖是無軌電車電車在行駛過程中由于車身顛簸電弓和電網(wǎng)之間容易閃現(xiàn)電火花，這是由于車弓脫離電網(wǎng)產(chǎn)生自感電動勢使空氣電離D．丁圖是電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)金屬弦被磁化，弦振動過程中線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流從而使音箱發(fā)聲。如果選用銅質(zhì)弦，電吉他不能正常工作5．根據(jù)高中所學(xué)知識可知，做自由落體運動的小球，將落在正下方位置。但實際上，赤道上方200m處無初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約6cm處。這一現(xiàn)象可解釋為，除重力外，由于地球自轉(zhuǎn)，下落過程小球還受到一個水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比?，F(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對稱性，上升過程該“力”水平向西。若不計空氣阻力，不考慮重力加速度隨高度的變化，在整個過程中，正確反映小球水平方向的速度為vx、豎直方向的速度為vy隨時間t變化的圖像是（）A． B．C． D．6．如圖，空間某區(qū)域有一個正三角形ABC，其三個頂點處分別固定有三個等量正點電荷，D點為正三角形的中心，E、G、H點分別為正三角形三邊的中點，F(xiàn)點為E關(guān)于C點的對稱點。取無限遠處的電勢為0，下列說法中正確的是A．E、G、H三點的電場強度均相同B．E、G、H三點的電勢均相同C．D點的場強最大D．根據(jù)對稱性，E.、F兩點的電場強度等大反向7．如圖所示，一個豎直彈簧連著一個質(zhì)量為M的木塊，木塊上放一質(zhì)量為m的小鐵塊?，F(xiàn)使整個裝置在豎直方向上做簡諧運動，振幅為A，在整個過程中小鐵塊恰好不脫離木塊。（提示：由對稱性可知，做簡諧運動的物體，在最低點與在最高點的加速度等大、反向）（1）求彈簧的勁度系數(shù)k；（2）整個裝置在運動的過程中，求彈簧長度最短時，小鐵塊對木塊的壓力。8．如圖所示，質(zhì)量為、傾角為的斜面體（斜面光滑且足夠長）放在粗糙的水平地面上，底部與地面的動摩擦因數(shù)足夠大，斜面頂端與勁度系數(shù)為、自然長度為的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為的物塊。壓縮彈簧使其長為時將物塊由靜止開始釋放，物塊將在某一平衡位置兩側(cè)做簡諧運動，在運動過程中斜面體始終處于靜止狀態(tài)，重力加速度為。（1）依據(jù)簡諧運動的對稱性，求物塊在最低點的加速度大??；（2）若在斜面體的正下方安裝一個壓力傳感器，求在物塊運動的全過程中，此壓力傳感器的最大示數(shù)。9．一個半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為+Q的電荷，另一個電荷量為+q的點電荷放在球心O上，由于對稱性，點電荷受到的電場力為零.現(xiàn)在球殼上挖去一個半徑為r的小孔，r<<R，靜電力常量為k，如圖所示，求此時置于球心的點電荷受到的電場力的大小和方向.10．半徑為r、電流為的通電圓環(huán)圓心處的磁感應(yīng)強度為B，在圓環(huán)下方距圓心a處水平放置一根電流為的無限長直導(dǎo)線時，圓環(huán)圓心處的磁感應(yīng)強度變?yōu)榱悖O(shè)圓環(huán)平面和長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，如圖所示，根據(jù)對稱性，直導(dǎo)線電流在導(dǎo)線下方距導(dǎo)線a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小為________，方向_________．參考答案1．A【詳解】據(jù)題：所有粒子的速率相等，由R＝可知所有粒子在磁場中圓周運動半徑相同，由圖可知，由O點射入水平向右的粒子恰好應(yīng)為最右端邊界，MO＝2r＝2R；隨著粒子的速度方向偏轉(zhuǎn)，粒子轉(zhuǎn)動的軌跡圓可認為是以O(shè)點為圓心以2R為半徑轉(zhuǎn)動；則可得出符合題意的范圍應(yīng)為A；故A正確．故選A．2．B【詳解】A．平拋運動軌跡沒有對稱性，所以A錯誤；B．物體落在斜面上時，斜面傾角為位移與水平方向的夾角為則物體在空中運動的時間是所以B正確；CD．物體落到斜面上時的速度方向與水平方向的夾角即物體落到斜面上時的速度方向與v0大小無關(guān)，所以CD錯誤；故選B。3．C【詳解】A．根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知，1點的電勢比2點電勢低，故A錯誤；B．根據(jù)電場線的疏密表示場強大小可知，3、4兩點電場大小相同，由圖可知，3、4兩點的方向不同，故B錯誤；C．根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知，3、4兩點電勢相等，故C正確；D．1點的電勢比2點電勢低，則負點電荷在1位置時的電勢能大于在2位置時的電勢能，故D錯誤。故選C。4．B【詳解】A．甲圖是法拉第電磁感應(yīng)實驗，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第根據(jù)對稱性思想，做了如上實驗發(fā)現(xiàn)了磁生電的現(xiàn)象，故A不符題意；B．真空冶煉爐，當爐外線圈通入高頻交流電時，是爐內(nèi)的金屬產(chǎn)生渦流，在電的熱效應(yīng)下，產(chǎn)生熱量，熔化金屬（自己燒自己），故B符合題意；C．丙圖是無軌電車電車在行駛過程中由于車身顛簸電弓和電網(wǎng)之間容易閃現(xiàn)電火花，這是由于車弓脫離電網(wǎng)產(chǎn)生自感電動勢使空氣電離，故C不符題意；D．丁圖是電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)金屬弦被磁化，弦振動過程中線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流從而使音箱發(fā)聲。如果選用銅質(zhì)弦，電吉他不能正常工作，故D不符題意；故選B。5．C【詳解】AB．上升的過程中由于豎直速度越來越小，水平向西的力越來越小，加速度越小越小，因此上升的過程中水平向西做加速度減小的加速運動，其圖象速度越來越大，但斜率越小越小，AB錯誤；CD．豎直方向只受重力作用，上升過程做勻減速運動，速度減到零后開始下落，下落的過程做勻加速運動，整個過程中斜率保持不變，因此C正確，D錯誤。故選C。6．B【詳解】A.由對稱性可知，E、G、H三點的電場強度大小相等，但電場強度的方向不同，故A錯誤；B.由對稱性可知，E.

G、H三點的電勢均相等，故B正確；C.由于D點為正三角形的中心，即到三個點電荷的距離相等，故任意兩點電荷在D點產(chǎn)生的合場強與第三個點電荷在D點產(chǎn)生的電場強度大小等大反向，故D點的電場強度為零，故C錯誤；D.由C點電荷在E、F兩點產(chǎn)生的電場強度等大反向，但A、B兩個點電荷在E、F兩點產(chǎn)生的電場強度卻不相等，故D錯誤；故選：B7．（1）；（2）2mg，方向豎直向下【詳解】（1）小鐵塊運動到最高點又恰好不脫離木塊，彈簧處于無形變狀態(tài)。小鐵塊和木塊的加速度均為g，此時，系統(tǒng)的恢復(fù)力所以彈簧在平衡位置時的彈力則（2）由對稱性可知，彈簧長度最短時，系統(tǒng)的加速度與系統(tǒng)在最高點的加速度等大、反向，即在最低點木塊與小鐵塊的加速度a=g，方向豎直向上，則對小鐵塊則根據(jù)牛頓第三定律可知，小鐵塊對木塊的壓力為，方向豎直向下。8．（1）；（2）【詳解】（1）根據(jù)簡諧運動的對稱性可知，物塊m在最低點和最高點的加速度大小相等，均設(shè)為a，則根據(jù)牛頓第二定律有解得（2）當物塊m運動到最低點時，具有沿斜面向上的最大加速度，此時壓力傳感器的示數(shù)最大。設(shè)此時彈簧的彈力大小為F彈，M對m的支持力大小為FN1，對m進行受力分析，沿斜面方向有垂直于斜面方向有對M進行受力分析，M所受壓力傳感器的支持力大小為根據(jù)牛頓第三定律可知，此時M對壓力傳感器的壓力大小，即壓力傳感器的示數(shù)為9．，方向指向小孔.【詳解】將帶電球殼分割成無數(shù)小塊（如該題中半徑為r的小圓），當r<<R時，每一小塊均可看成一個點電荷.根據(jù)場強疊加原理，整個帶電球殼所帶電荷量Q在球心處產(chǎn)生的電場其合場強為零.當球殼上挖去半徑為r的小孔時，被挖去的小孔在球心產(chǎn)生的場強與剩余的球殼在球心處產(chǎn)生的場強大小相等，方向相反.欲求置于球心的點電荷所受力的大小，只要知道被挖去的小孔所對的那個小孔在球心處產(chǎn)生的場強即可.如圖所示，由題意知球殼所帶電荷的面密度（單位面積上的電荷量）為正對小孔的那一小塊球殼的帶電荷量為q’在球心處產(chǎn)生的電場的場強則球心處的點電荷所受的電場力方向指向小孔。10．B垂直紙面向外【詳解】[1]根據(jù)右手定則可知，通電線圈產(chǎn)生的磁場反向垂直紙面向外，導(dǎo)線在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向內(nèi)，根據(jù)題意可知，圓環(huán)圓心處的磁感應(yīng)強度變?yōu)榱?，因此直?dǎo)線電流在導(dǎo)線上方距導(dǎo)線a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小為B，根據(jù)對稱，在下方a處磁感應(yīng)強度也為B；[2]根據(jù)右手定則可知，方向垂直紙面向外。物理模型盤點——超重失重模型系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或減速向下)F=m(g+a)；向下失重(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點：一個物體的運動導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運動1到2到3過程中(1、3除外)超重狀態(tài)繩剪斷后臺稱示數(shù)系統(tǒng)重心向下加速斜面對地面的壓力?地面對斜面摩擦力?導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運動？鐵木球的運動用同體積的水去補充物理解題方法：如整體法、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等．模型法常常有下面三種情況（1）物理對象模型：用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對象的實體系統(tǒng)，稱為對象模型（也可稱為概念模型），即把研究的對象的本身理想化．常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點、剛體、杠桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等；（2）條件模型：把研究對象所處的外部條件理想化，排除外部條件中干擾研究對象運動變化的次要因素，突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面，從而建立的物理模型稱為條件模型．（3）過程模型：把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程，稱過程模型在今年上海的某活動中引入了全國首個戶外風(fēng)洞飛行體驗裝置，體驗者在風(fēng)力作用下漂浮在半空。若減小風(fēng)力，體驗者在加速下落過程中（A）失重且機械能增加（B）失重且機械能減少（C）超重且機械能增加（D）超重且機械能減少【答案】B【解析】據(jù)題意，體驗者漂浮時：；在加速下降過程中，，即重力對體驗者做正功，風(fēng)力做負功，體驗者的機械能減小；加速下降過程中，加速度方向向下，體驗者處于失重狀態(tài)，故選項B正確。針對性訓(xùn)練1．如圖所示，物塊A和B用一不可伸長的輕繩通過兩光滑輕定滑輪連接，B套在水平固定的光滑直桿上，現(xiàn)將A、B由靜止同時釋放，釋放時θ=30°，空氣阻力不計，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則（）A．當θ=37°時，A、B的速度大小之比是3：4B．當θ向90°增大的過程中，A先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)C．當θ=90°時，B的速度最大D．當θ向90°增大的過程中，繩子對A的拉力始終小于其重力2．如圖甲是小軍同學(xué)站在力傳感器上做下蹲一起跳動作的示意圖，中間的·表示人的重心。圖乙是根據(jù)力傳感器畫出的F－t圖像。兩圖中a－g各點均一一對應(yīng)，其中有幾個點在圖甲中沒有畫出，圖乙中a、c、e對應(yīng)的縱坐標均為700N。取重力加速度。下列說法正確的是（）A．此人重心在b點時處于超重狀態(tài)B．此人重心在c點時的加速度大小為C．此人重心在f點時的腳已經(jīng)離開傳感器D．此人由a到d的過程中地面對人做正功3．某次救災(zāi)演習(xí)中，救援直升機懸停在空中，機上工作人員將裝有救災(zāi)物資的箱子投出。已知箱子下落時的初速度為零，下落過程中箱子所受的空氣阻力大小與箱子下落速度的平方成正比，且運動過程中箱子始終保持投放時的狀態(tài)。則關(guān)于在物資下落過程中的以下說法正確的是（）A．處于超重狀態(tài) B．剛投下時受到的支持力最大C．所受支持力可能逐漸增大 D．所受支持力大小不可能等于它的重力4．關(guān)圓周運動的基本模型如圖所示，下列說法正確的是（）A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點處于超重狀B．如圖b，兩個圓錐擺，擺線與豎直方向夾角不同，但圓錐的高相同，則兩圓錐擺的角速度相同C．如圖c，同一小球在光滑固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，則在A、B兩位置小球的角速度大小相等D．如圖c，同一小球在光滑固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，則在A位置小球的半徑較大，所以在A位置所需向心力較大5．如圖所示為我國的“神州十三號”載人飛船剛發(fā)射時的情景，則下列說法正確的是（）A．火箭受到地面對它的彈力作用而升空 B．火箭受到發(fā)射架對它的彈力作用而升空C．火箭受到向下噴射的氣體對它的作用而升空 D．火箭剛離開地面時屬于超重狀態(tài)6．塔吊吊著某建筑材料豎直向上運動時的速度-時間圖像如圖所示，由圖像可知，該建筑材料（）A．前15s內(nèi)先上升后下降B．前15s內(nèi)速度先增加后減小C．前5s內(nèi)處于超重狀態(tài)D．整個上升過程中的平均速度大于0.5m/s7．如圖所示的四幅圖表示的是有關(guān)圓周運動的基本模型，下列說法正確的是（）A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點時處于超重狀態(tài)B．圖b所示是一圓錐擺，增大，但保持圓錐的高度不變，則圓錐擺的角速度不變C．如圖c，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后做勻速圓周運動，則在A、B兩位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等D．如圖d，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對輪緣會有擠壓作用8．在加速度大小為a的勻減速下降的電梯中，有一個質(zhì)量為m的人，下列說法正確的是（）A．此人對地球的吸引力大小為B．此人受到的重力為C．此人超重D．此人對電梯的壓力大小為9．在某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江（如圖甲），若把這滑鐵索過江簡化成圖乙的模型，鐵索的兩個固定點A、B在同一水平面內(nèi)，AB間的距離為L＝80m，繩索的最低點離AB間的垂直距離為h＝8m，若把繩索看作是圓弧，已知一質(zhì)量m＝52kg的人借助滑輪（滑輪質(zhì)量不計）滑到最低點的速度為10m/s（g取10m/s2），那么（）A．在滑到最低點時人處于超重狀態(tài)B．下滑過程中人的機械能保持不變C．人在滑到最低點時對繩索的壓力為470ND．人在滑到最低點時對繩索的壓力為570N10．一次演習(xí)中，一空降特戰(zhàn)兵實施空降，飛機懸停在高空某處后，空降特戰(zhàn)兵從機艙中跳下，設(shè)空降特戰(zhàn)兵沿直線運動，其速度-時間圖像如圖甲所示，當速度減為零時特戰(zhàn)兵恰好落到地面。已知空降特戰(zhàn)兵的質(zhì)量為60kg。設(shè)降落傘用8根對稱的繩懸掛空降特戰(zhàn)兵，每根繩與中軸線的夾角均為37°，如圖乙所示。不計空降特戰(zhàn)兵所受的阻力。則空降特戰(zhàn)兵（）。A．前2s處于超重狀態(tài)B．從200m高處開始跳下C．落地前瞬間降落傘的每根繩對特戰(zhàn)兵的拉力大小為125ND．整個運動過程中的平均速度大于參考答案1．C【詳解】A．A、B用同一根繩連接，則B沿繩子方向的速度與A的速度大小相等，則當時，A和B的速度滿足解得選項A錯誤；C．當時，垂直B運動方向上的分速度為0，即，此時B的速度最大，選項C正確；BD．當向增大的過程中A先加速后減速，A先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；繩子對A的拉力先小于重力后大于重力，選項BD錯誤．故選C。2．C【詳解】A．開始時人處于平衡狀態(tài)，從F-t圖中的a點可以看出人對傳感器的壓力是700N，所以人的重力大小為700N，而b點時人對傳感器的壓力小于700N，結(jié)合牛頓第三定律可得傳感器對人的支持力小于重力，所以人處于失重狀態(tài)，故A錯誤；B．由F-t圖可知，c點時人對傳感器的壓力為700N，由牛頓第三定律可知傳感器對人的支持力大小為700N，與重力大小相等，方向相反，人受到的合力為0，所以此時人的加速度大小為0，故B錯誤；C．在f點，人對傳感器的壓力為0，說明此時剛好脫離傳感器，故C正確；D．此人由a到d的過程中，對面對人支持力的作用點沒有位移，則地面對人不做功，故D錯誤；故選C。3．C【詳解】剛釋放時，速度較小，阻力較小，箱子做加速運動，空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，阻力不斷變大，故箱子做加速度不斷減小的加速運動，當加速度減為零時，速度達到最大，之后做勻速運動，對箱內(nèi)物體受力分析，受到重力和支持力，根據(jù)牛頓第二定律，有由于a逐漸減小到零，故支持力逐漸增大到重力，ABD錯誤，C正確。故選C。4．B【詳解】A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點，加速度向下，則處于失重狀態(tài)，選項A錯誤；B．如圖b，兩個圓錐擺，擺線與豎直方向夾角不同，但圓錐的高相同，根據(jù)可得則兩圓錐擺的角速度相同，選項B正確；CD．如圖c，同一小球在光滑固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，則在A、B兩位置，根據(jù)受力分析知兩球受力情況相