猜想08 超重與失重、動(dòng)力學(xué)圖像、動(dòng)力學(xué)兩類基本問題（解析版）-高一上期末物理考點(diǎn)大串（人教版）

猜想08超重與失重、動(dòng)力學(xué)圖像、動(dòng)力學(xué)兩類基本問題題題型一超重與失重1．10月2日，杭州亞運(yùn)會(huì)蹦床項(xiàng)目結(jié)束女子個(gè)人比賽的爭奪，中國選手朱雪瑩、胡譯乘包攬冠亞軍。假設(shè)在比賽的時(shí)候某一個(gè)時(shí)間段內(nèi)蹦床所受的壓力如圖所示，忽略空氣阻力，，則以下說法正確的是（）A．1.0s到1.2s之間運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài)B．1.0s到1.2s之間運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)C．在圖示的運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)員離開蹦床后上升的最大高度為9.8mD．在圖示的運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)員離開蹦床后上升的最大高度為3.2m【答案】D【詳解】AB．蹦床所受的壓力大小與蹦床對運(yùn)動(dòng)員的支持力大小相等，可知1.0s到1.2s之間蹦床對運(yùn)動(dòng)員的支持力逐漸增大，過程為運(yùn)動(dòng)開始接觸蹦床到到達(dá)最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律該段過程為運(yùn)動(dòng)員先向下加速后減速，加速度先向下后向上，先失重后超重，故AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)圖線可知運(yùn)動(dòng)從離開蹦床到再次接觸蹦床的時(shí)間為，該段時(shí)間運(yùn)動(dòng)員做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，故離開蹦床后上升的最大高度為故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示，乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g，以下判斷正確的是（）A．時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mg B．時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N<mgC．時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mg D．時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg【答案】D【詳解】AB．由于s-t圖像的斜率表示速度，可知在0~t1時(shí)間內(nèi)速度增加，即乘客的加速度向下，處于失重狀態(tài)，則FN<mg故AB錯(cuò)誤；CD．在t2~t3時(shí)間內(nèi)速度減小，即乘客在減速下降，加速度向上，處于超重狀態(tài)，則FN>mg，C錯(cuò)誤，D正確；故選D。3．如圖甲是某人站在壓力傳感器上做下蹲-起跳動(dòng)作的示意圖，人的重力為，中間的●表示人的重心，圖乙是根據(jù)傳感器畫出的圖線，乙圖中、、、各點(diǎn)均與甲圖中各狀態(tài)相對應(yīng)，其它幾個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)在甲圖中沒有畫出，圖中、、對應(yīng)的縱坐標(biāo)均為，取重力加速度。請根據(jù)這兩個(gè)圖所給出的信息，判斷下面說法中正確的是（

）A．此人在點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)時(shí)，處于超重狀態(tài)B．此人在點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)時(shí)的加速度大于在點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)時(shí)的加速度C．此人在點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)時(shí)的加速度等于在點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)時(shí)的加速度D．此人在點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)時(shí)恰好離開傳感器【答案】CD【詳解】A．此人在b點(diǎn)時(shí)人對傳感器的壓力小于其重力，處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，此人在點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)時(shí)人對傳感器的壓力等于其重力，加速度為零，而人在b點(diǎn)時(shí)加速度不為零，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，此人在a點(diǎn)、點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)時(shí)人對傳感器的壓力都等于其重力，加速度都為零，故C正確；D．此人在點(diǎn)時(shí)人對傳感器的壓力等于零，故人恰好離開傳感器，故D正確。故選CD。4．太空探索已成為眾多青年才俊的志向，很多年輕人都立志做一名遨游太空的宇航員。但要成為一名宇航員，需具備一定的耐受力能力。在飛船加速過程中，宇航員處于超重狀態(tài)。人們把這種狀態(tài)下宇航員對座椅的壓力FN與靜止在地球表面時(shí)所受重力mg的比值，稱為耐受力值，用k表示。在選拔宇航員時(shí)，要求其耐受力值為4≤k≤12。若某次宇宙飛船執(zhí)行任務(wù)過程中，在飛船起飛階段宇航員的耐受力值k1=4.2，而重返大氣層階段飛船以a2=5.2m/s2的加速度豎直向下減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)宇航員質(zhì)量m=75kg，求：（g取10m/s2）（1）飛船起飛階段加速度a1的大小；（2）返回大氣層時(shí)宇航員的耐受力值k2。

【答案】（1）32m/s2；（2）1.52【詳解】（1）飛船起飛階段，由題可知得到宇航員與飛船加速度相同，起飛時(shí)宇航員受力如圖1：重力mg、支持力與壓力等大為；根據(jù)牛頓第二定律，取豎直向上為正方向，有代入數(shù)據(jù)，解得（2）飛船返回大氣層時(shí)，宇航員受力如圖2：重力mg、支持力

根據(jù)牛頓第二定律，取豎直向上為正方向，有：根據(jù)牛頓第三定律代入數(shù)據(jù)，解得耐受力值5．一種巨型娛樂器械可以使人體驗(yàn)超重和失重狀態(tài)（如圖）。一個(gè)可乘坐二十多個(gè)人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下。落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下。已知座艙開始下落時(shí)的高度為76m，當(dāng)落到離地面28m的位置時(shí)開始制動(dòng)，座艙做勻減速運(yùn)動(dòng)。若座艙中某人用手托著質(zhì)量為0.2的手機(jī)，當(dāng)座艙落到離地面50m的位置時(shí)，手的感覺如何？當(dāng)座艙落到離地面15m的位置時(shí)，手要用多大的力才能托住手機(jī)？【答案】(1)人的手感覺不到手機(jī)的壓力；(2)5.4N【詳解】(1)當(dāng)座艙落到離地面50m的位置時(shí)，座艙以及人、手機(jī)都在自由下落，均處于完全失重狀態(tài)，因此人的手感覺不到手機(jī)的壓力，就好像手機(jī)沒有重量一樣；(2)設(shè)座艙做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為a，座艙自由下落h1=48m后的速度為v，之后勻減速運(yùn)動(dòng)h2=28m到地面時(shí)剛好停下，則；解得座艙落到離地面15m的位置時(shí)，手機(jī)處于超重狀態(tài)，設(shè)人手托手機(jī)的力為F，則解得題題型二動(dòng)力學(xué)圖像6．如圖甲所示，物塊的質(zhì)量m=1kg，初速度v0=5m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻后恒力F突然反向，整個(gè)過程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列選項(xiàng)中正確的是（）

A．0~10m內(nèi)物塊的加速度大小為2.5m/s2B．在5s末恒力F開始反向物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)C．恒力F的大小為0.875ND．物塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.375【答案】C【詳解】A．由公式可知，圖像的斜率大小表示，0~10m內(nèi)物塊的加速度大小為，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知物塊做勻減速的時(shí)間為所以在4s末恒力F開始反向物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為根據(jù)牛頓第二定律可知解得；

，C正確；D．物塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，D錯(cuò)誤。故選C。7．如圖（a）所示，傾角為θ的斜面固定在水平地面上，一物體在水平推力F的作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，逐漸增大F，物體的加速度隨之改變，其加速度a隨F變化的圖像如圖（b）所示。g=10m/s2。根據(jù)圖（b）中所提供的信息，下列判斷正確的是（）

A．若斜面光滑，可計(jì)算出加速度為6m/s2時(shí)物體的速度B．若斜面光滑，可作出物體運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像C．若斜面粗糙，增大物體的質(zhì)量后重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)，得到的圖像斜率保持不變D．若斜面粗糙，換一質(zhì)量為原質(zhì)量兩倍的另一物體重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)，得到圖像的縱坐標(biāo)截距保持不變【答案】D【詳解】A．題中并未說明力F隨時(shí)間變化的情況，故無法求出加速度為6m/s2時(shí)物體的速度大小，故A錯(cuò)誤；B．由于不知道物體的受力隨時(shí)間變化情況，無法求出各時(shí)刻物體的速度，無法作出物體的速度時(shí)間圖像，故B錯(cuò)誤；C．若斜面粗糙，對物體受力分析，沿著斜面方向方向，由牛頓第二定律有解得可知增大物體的質(zhì)量后重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)，得到的圖像斜率改變，故C錯(cuò)誤；D．由以上分析可知，換一質(zhì)量為原質(zhì)量兩倍的另一物體重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)，得到圖像的縱坐標(biāo)截距保持不變，故D正確。故選D。8．無線充電寶可通過磁吸力吸附在手機(jī)背面，如圖甲所示為科創(chuàng)小組某同學(xué)手握手機(jī)（手不接觸充電寶），利用手機(jī)軟件記錄豎直放置的手機(jī)及吸附的充電寶從靜止開始在豎直方向上的一次變速運(yùn)動(dòng)過程（手機(jī)與充電寶始終相對靜止），記錄的加速度a隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示（規(guī)定向上為正方向），t2時(shí)刻充電寶速度為零，且最終處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知手機(jī)的質(zhì)量為0.3kg，無線充電寶質(zhì)量為0.2kg，手機(jī)與充電寶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2.在該過程中下列說法正確的是（）A．充電寶在t1與t2時(shí)刻所受的摩擦力方向相同B．t3時(shí)刻充電寶受的摩擦力大小為3.6NC．充電寶受到的靜摩擦力的最大值為7.5ND．充電寶與手機(jī)之間的吸引力大小至少為10N【答案】AD【詳解】A.充電寶在t2時(shí)刻具有向上的最大加速度，由牛頓第二定律知摩擦力方向豎直向上，t1時(shí)刻充電寶具有向下的加速度，而加速度小于重力加速度，所以摩擦力方向向上，所以充電寶在t2與t1時(shí)刻所受的摩擦力方向相同，故A正確；B.t3時(shí)刻由牛頓第二定律可得根據(jù)圖像可知，解得故B錯(cuò)誤；CD.t2時(shí)刻充電寶具有向上的最大加速度，充電寶與手機(jī)之間的摩擦力最大，此時(shí)由牛頓第二定律有又解得充電寶與手機(jī)之間的吸引力大小至少為，故D正確，C錯(cuò)誤。故選AD。9．如圖甲所示，一質(zhì)量為的物體受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的圖像如圖乙所示，時(shí)其速度大小為，滑動(dòng)摩擦力大小恒為，則（）A．時(shí)，物體的速度為 B．時(shí)，物體的速度為C．時(shí)，水平拉力F的大小為 D．時(shí)，水平拉力F的大小為【答案】BD【詳解】AB．根據(jù)可知圖象中，圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示速度的增量，則在時(shí)刻，物體的速度故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由圖可知時(shí)，加速度為。根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)得故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。10．粗糙的水平地面上一物體在水平拉力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，水平拉力F及物體的運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間變化的圖像如圖甲和圖乙所示。取重力加速度g=10m/s2。則（）

A．前2s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2m/s2 B．前4s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移的大小為8mC．物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1 D．物體的質(zhì)量為10kg【答案】AC【詳解】A．根據(jù)速度圖像的斜率等于加速度，知前2s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)加速度故A正確；B．圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，前4s內(nèi)物體的位移為故B錯(cuò)誤；CD．前2s內(nèi)根據(jù)牛頓第二定律得后2s內(nèi)由圖得F1=15N，F(xiàn)2=5N，代入解得，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。題題型三動(dòng)力學(xué)兩類基本問題5．民航客機(jī)都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會(huì)自動(dòng)充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿氣囊滑行到地面（如圖所示）。假設(shè)某型號(hào)的飛機(jī)艙口下沿距地面高度為3.6m，氣囊所形成的斜面長度為6m，一個(gè)質(zhì)量為60kg的人在氣囊頂端由靜止沿斜面滑下時(shí)，可視為做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，人與氣囊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，不計(jì)其他阻力，已知，重力加速度g取10m/s2.下列說法正確的是（）

A．下滑過程中，氣囊對人的作用力方向豎直向上 B．人滑至氣囊底端所經(jīng)歷的時(shí)間為sC．人滑至氣囊底端時(shí)的速度大小為2m/s D．下滑過程中，氣囊對人的摩擦力大小為300N【答案】C【詳解】A．下滑的過程中若人勻速下滑，則氣囊對人的作用力與重力等大反向，即氣囊對人的作用力豎直向上，但由于人加速下滑，則氣囊對人的作用力的方向不是豎直向上，故A錯(cuò)誤；B．斜面與地面夾角為解得根據(jù)牛頓第二定律可知解得根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系解得故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系解得故C正確；D．氣囊對人的摩擦力大小為故D錯(cuò)誤。故選C。10．如圖甲所示，用水平壓力將物塊按壓在豎直墻壁上，隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示。物塊的速度隨時(shí)間的變化情況如圖丙所示。取重力加速度，結(jié)合圖乙和圖丙，下列說法正確的有（

）

A．內(nèi)物塊所受摩擦力大于重力B．不能求出物塊的質(zhì)量C．可以求出物塊與墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D．若內(nèi)恒為，則第末物塊恰好靜止【答案】BD【詳解】A．由圖丙可知，內(nèi)物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，故內(nèi)物塊所受摩擦力等于重力，故A錯(cuò)誤；BC．由圖丙可知，內(nèi)內(nèi)物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為根據(jù)牛頓第二定律有可得，內(nèi)物塊內(nèi)物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有可得故可知不能求出物塊的質(zhì)量，不能求出物塊與墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，故B正確，C錯(cuò)誤；D．若內(nèi)恒為，物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有可得物塊停下所需要的時(shí)間為故若內(nèi)恒為，則第末物塊恰好靜止，故D正確。故選BD。13．滑草運(yùn)動(dòng)受人們喜愛。如圖，某滑草滑道由AB、BC兩段不同的草皮組成，滑道AB為傾斜直軌道，滑道BC為水平直軌道，兩滑道在B點(diǎn)平滑連接。小陳同學(xué)乘坐滑草車從A點(diǎn)由靜止開始沿滑道自由下滑，最后停在C點(diǎn)，整個(gè)滑行過程用時(shí)15s，已知滑道AB和BC分別長L1＝80m、L2＝40m，小陳與滑草車的總質(zhì)量m＝60kg，傾斜滑道與水平面夾角，滑草車在AB和BC段的運(yùn)動(dòng)均可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，滑草車通過B點(diǎn)前后速度大小不變。（，g＝10m/s2）。求：（1）小陳和滑草車在滑行過程中的最大速度；（2）小陳和滑草車在AB段滑行的時(shí)間；（3）小陳和滑草車在AB段滑行受到的平均阻力的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知全程的平均速度為，根據(jù)平均速度和位移的關(guān)系可得解得（2）根據(jù)平均速度和位移的關(guān)系可得解得（3）斜直軌道上的加速度解得根據(jù)牛頓第二定律可得解得14．如圖，一只可愛的企鵝在傾角為的冰面上玩要，先以恒定加速度從冰面底部由靜止開始沿直線向上“奔跑”，經(jīng)后，在處，突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行，最后退滑到出發(fā)點(diǎn)。企鵝在滑行過程中姿勢保持不變，企鵝肚皮與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，已知，，取重力加速度，求：（1）企鵝向上“奔跑”的加速度大?。唬?）企鵝臥倒后還能向前滑行的最大距離；（3）企鵝從臥倒至退滑到出發(fā)點(diǎn)過程所用的總時(shí)間（結(jié)果可用根號(hào)表示）?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）設(shè)企鵝向上“奔跑”時(shí)加速度大小為，有解得（2）設(shè)企鵝向上“奔跑”時(shí)的末速度大小為，有設(shè)向上滑行時(shí)企鵝的加速度大小為，時(shí)間為，由牛頓第二定律有解得又解得則可得上滑位移為（3）設(shè)向下滑行時(shí)，企鵝的加速度大小為，時(shí)間為，由牛頓第二定律有解得由位移與時(shí)間的關(guān)系式可得解得總時(shí)間為15．如圖