2017_2018學年高中物理第6章力與運動第4節(jié)超重與失重教學案魯科版.docx

第4節(jié) 超重與失重1.超重和失重時物體的重力都沒有改變，只是對水平面的壓力或?qū)ωQ直懸線的拉力(視重)大于(超重)或小于(失重)物體所受的重力。2超重的動力學特征是有向上的加速度，從物體的運動形式上看表現(xiàn)為向上的加速運動和向下的減速運動。3失重的動力學特征是有向下的加速度，從物體的運動形式上看表現(xiàn)為向下的加速運動和向上的減速運動，向下的加速度為g時是完全失重狀態(tài)。一、超重現(xiàn)象1超重現(xiàn)象物體對懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?大于物體所受重力的現(xiàn)象。2超重現(xiàn)象的產(chǎn)生條件物體具有豎直向上的加速度，與物體的速度的大小和方向無關(guān)。3運動類型超重物體做向上的加速運動或向下的減速運動。二、失重現(xiàn)象1定義物體對懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?小于物體所受重力的現(xiàn)象。2產(chǎn)生條件物體具有豎直向下的加速度。3運動類型失重物體做向上的減速運動或向下的加速運動。4完全失重(1)定義：物體對懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?等于零的狀態(tài)。(2)產(chǎn)生條件：物體豎直向下的加速度等于重力加速度。(3)所有的拋體運動，在不計阻力的情況下，都處于完全失重狀態(tài)。1自主思考判一判(1)物體處于超重時，物體的重力增加，處于失重時物體的重力減小。()(2)在加速上升的電梯中用彈簧測力計測一物體的重力，“視重”大于物體的重力。()(3)豎直向上拋的物體上升時一定超重。()(4)完全失重就是物體重力完全消失，不再受重力作用。()(5)在水平面上做加速運動，也會引起失重現(xiàn)象。()(6)只要物體有向下的加速度，就會引起失重現(xiàn)象。()2合作探究議一議(1)“超重”是不是物體所受的重力增加了？提示：“超重”不是物體所受的重力增加了，“超重”現(xiàn)象是物體由于具有向上的加速度，對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谖矬w所受重力，物體所受重力沒有變化。(2)有人認為“向上運動就是超重狀態(tài)”，你認為這種說法對嗎？提示：不對，超重時加速度方向向上，但物體可能減速向下運動。(3)劉洋在“天宮一號”中工作時，有一個鏡頭令人難忘：由于沒有抓好艙壁上的固定扣，她突然一個踉蹌飄了起來。說明在運行的軌道艙中，人們完全失重，請思考劉洋真的失去了重力嗎？提示：在“天宮一號”工作的航天員處于完全失重狀態(tài)，但航天員仍然受重力的作用，只是劉洋對艙壁沒有壓力。超重、失重現(xiàn)象的判斷平衡狀態(tài)、超重現(xiàn)象與失重現(xiàn)象的比較加速度視重(F)與重力的關(guān)系運動情況平衡a0Fmg靜止，勻速直線運動超重向上Fm(ga) mg向上加速，向下減速失重向下Fm(ga) mg向下加速，向上減速完全失重agF0自由落體運動，拋體運動典例(多選)游樂園中，游客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重與失重的感覺。下列描述正確的是()A當升降機加速上升時，游客是處在失重狀態(tài)B當升降機減速下降時，游客是處在超重狀態(tài)C當升降機減速上升時，游客是處在失重狀態(tài)D當升降機加速下降時，游客是處在超重狀態(tài)思路點撥解答本題時，可按以下思路進行分析：解析當升降機加速上升或減速下降時，加速度方向向上，由牛頓第二定律可得Nmgma，Nmgmamg，乘客處于超重狀態(tài)，選項A錯誤，B正確；當升降機加速下降或減速上升時，加速度方向向下，由牛頓第二定律可得mgNma，Nmgmamg，乘客處于失重狀態(tài)，選項C正確，D錯誤。答案BC物體處于超重或失重狀態(tài)，只取決于物體豎直方向的加速度，與物體的運動方向和水平方向的加速度無關(guān)。1下列說法正確的是()A游泳運動員仰臥在水面靜止時處于失重狀態(tài)B蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)D體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)解析：選B由超重、失重和完全失重的概念可知，加速度向下時處于失重狀態(tài)，加速度向上時處于超重狀態(tài)。故選項B正確。2應用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學習更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出。對此現(xiàn)象分析正確的是()A手托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B手托物體向上運動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度解析：選D手托物體由靜止開始向上運動，一定先做加速運動，物體處于超重狀態(tài)；而后可能勻速上升，也可能減速上升，選項A、B錯誤。在物體離開手的瞬間，二者分離，不計空氣阻力，物體只受重力，物體的加速度一定等于重力加速度；要使手和物體分離，手向下的加速度一定大于物體向下的加速度，即手的加速度大于重力加速度，選項C錯誤，D正確。3在箱式電梯里的臺秤秤盤上放著一物體，在電梯運動過程中，某人在不同時刻拍攝了甲、乙、丙三張照片，如圖641所示，其中乙為電梯勻速運動時的照片。從這三張照片可判定()圖641A拍攝甲照片時，電梯一定處于加速下降狀態(tài)B拍攝丙照片時，電梯一定處于減速上升狀態(tài)C拍攝丙照片時，電梯可能處于加速上升狀態(tài)D拍攝甲照片時，電梯可能處于減速下降狀態(tài)解析：選D電梯勻速運動時臺秤的示數(shù)可看做物體的實際重量，題圖甲所示的示數(shù)大于題圖乙所示的示數(shù)，說明拍攝甲照片時物體處于超重狀態(tài)，此時電梯可能處于加速上升狀態(tài)或減速下降狀態(tài)，選項A錯誤，D正確；題圖丙所示的示數(shù)小于題圖乙所示的示數(shù)，說明拍攝丙照片時物體處于失重狀態(tài)，此時電梯可能處于加速下降狀態(tài)或減速上升狀態(tài)，選項B、C錯誤。超重、失重的計算 典例質(zhì)量為60 kg的人站在升降機中的體重計上，如圖642所示，當升降機做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)分別為多少？(g取10 m/s2)(1)升降機勻速上升；(2)升降機以4 m/s2的加速度勻加速上升；(3)升降機以3 m/s2的加速度勻加速下降。圖642思路點撥以人為研究對象進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。由牛頓第三定律知，人受到的支持力與人對體重計的壓力大小相等，所以體重計的讀數(shù)等于人受到的支持力的大小。解析以人為研究對象進行受力分析，人受重力和支持力作用。(1)升降機勻速上升時，加速度a10，所以有N1mg0即N1mg600N由牛頓第三定律知，體重計的讀數(shù)為600 N。(2)升降機勻加速上升時，加速度向上，人處于超重狀態(tài)，取向上為正方向，則有N2mgma2所以N2m(ga2)60(104)N840 N由牛頓第三定律知，體重計的讀數(shù)為840 N。(3)升降機勻加速下降時，加速度向下，人處于失重狀態(tài)，取向下為正方向，則有mgN3ma3所以N3m(ga3)60(103)N420 N由牛頓第三定律知，體重計的讀數(shù)為420 N。答案(1)600 N(2)840 N(3)420N超重、失重問題的處理方法超重、失重現(xiàn)象的產(chǎn)生條件是具有豎直方向上的加速度，應用牛頓第二定律可以分析其本質(zhì)。因此，對超重與失重問題的處理有以下兩種方法：(1)用牛頓第二定律列方程分析。以加速度的方向為正方向列牛頓第二定律方程，求出結(jié)果后，注意運用牛頓第三定律變換成所求的結(jié)論，也要注意區(qū)分加速度的方向和速度方向。(2)處理連接體問題時，如測力計、臺秤示數(shù)的變化問題，對于其中一個物體(或物體中的一部分)所處的運動狀態(tài)的變化，而導致系統(tǒng)是否保持原來的平衡狀態(tài)的判斷問題，可以根據(jù)系統(tǒng)的重心發(fā)生的超重、失重現(xiàn)象進行分析判斷。1(多選)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖643所示，以豎直向上為a的正方向，則人對地板的壓力()圖643At2 s時最大Bt2 s時最小Ct8.5 s時最大 Dt8.5 s時最小解析：選AD人受重力mg和支持力N的作用，由牛頓第二定律得Nmgma。由牛頓第三定律得人對地板的壓力NNmgma。當t2 s時a有最大值，N最大；當t8.5 s時，a有最小值，N最小，選項A、D正確。2電梯的頂部掛一個彈簧測力計，測力計下端掛了一個物體，電梯勻速運動時，彈簧測力計的示數(shù)為10 N，在某時刻，電梯中的人觀察到彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)? N，關(guān)于電梯的運動(如圖644所示)，以下說法正確的是(g取10 m/s2)()圖644A電梯可能向上加速運動，加速度大小為4 m/s2B電梯可能向下加速運動，加速度大小為4 m/s2C電梯可能向上減速運動，加速度大小為2 m/s2D電梯可能向下減速運動，加速度大小為2 m/s2解析：選C電梯勻速運動時，彈簧測力計的示數(shù)等于物體的重力。當彈簧測力計的示數(shù)小于物體的重力時，物體處于失重狀態(tài)，加速度方向向下，根據(jù)牛頓第二定律mgFma，解得a2 m/s2。電梯可能向下加速運動，也可能向上減速運動。故選項C正確。3某人在地面上最多能舉起60 kg的重物，當此人站在以5 m/s2的加速度加速上升的升降機中，最多能舉起多重的物體。(g取10 m/s2)解析：當人在地面上舉起重物時，對重物分析，由牛頓第二定律得Fmg0在升降機內(nèi)舉起重物時，由于升降機具有豎直向上的加速度，故重物也具有相同的豎直向上的加速度，而人對外提供的最大力是不變的，對重物由牛頓第二定律得Fmgma所以，在加速上升的升降機內(nèi)，人能舉起的重物的最大質(zhì)量為40 kg。答案：40 kg4如圖645所示，電梯與水平面夾角為30，當電梯加速向上運動時，人對梯面的壓力是其重力的，人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍？圖645解析：對人受力分析，人受到重力mg、支持力N、摩擦力f(摩擦力方向一定與接觸面平行，由加速度的方向推知，f水平向右)的作用。建立直角坐標系：取水平向右(即f的方向)為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向。此時只需分解加速度，其中axacos 30，ayasin 30(如圖)。根據(jù)牛頓第二定律有x方向：fmaxmacos 30，y方向：Nmgmaymasin 30。又有Nmg，聯(lián)立式，解得：fmg。所以人與梯面間的摩擦力是其重力的倍。答案：1下列關(guān)于超重和失重的說法中，正確的是()A物體處于超重狀態(tài)時，其重力增加了B物體處于完全失重狀態(tài)時，其重力為零C物體處于超重或失重狀態(tài)時，其質(zhì)量發(fā)生了改變D物體處于超重或失重狀態(tài)時，其質(zhì)量及受到的重力都沒有變化解析：選D重力只與物體的質(zhì)量和當?shù)刂亓铀俣扔嘘P(guān)，與運動狀態(tài)無關(guān)，則A、B錯；質(zhì)量是物體的固有屬性，與運動狀態(tài)也無關(guān)，則C錯。2(多選)下列儀器在太空中的國際空間站上能正常使用的有()A天平B溫度計C彈簧測力計 D水銀氣壓計解析：選BC太空中的國際空間站處于完全失重狀態(tài)下，在此環(huán)境下與重力有關(guān)的儀器將不能使用，故A、D錯誤，B、C正確。3如圖1所示，A、B兩物塊疊放在一起，當把A、B兩物塊同時豎直向上拋出時(不計空氣阻力)，則()圖1A物塊A的加速度大小小于gB物塊B的加速度大小大于gCA、B兩物塊間有彈力作用DA、B兩物塊間的彈力為0解析：選D因A、B系統(tǒng)所受外力僅有重力，故加速度等于g，方向向下，處于完全失重狀態(tài)，此時，A、B間的彈力為零。故D正確。4(多選)如圖2是我國“美男子”長征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景。宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗，下列說法正確的是()圖2A火箭加速上升時，宇航員處于失重狀態(tài)B飛船加速下落時，宇航員處于失重狀態(tài)C飛船落地前減速，宇航員對座椅的壓力大于其重力D火箭上升的加速度逐漸減小時，宇航員對座椅的壓力小于其重力解析：選BC加速上升或減速下降，加速度均是向上，處于超重狀態(tài)；加速下降或減速上升，加速度均是向下，處于失重狀態(tài)，由此知選項B、C正確。5為了培育優(yōu)良品種，科學家們將植物種子放到宇宙飛船中，運載到太空軌道上去做實驗。那么，這些植物的種子在太空軌道上和宇宙飛船一起繞地球飛行時()A處于超重狀態(tài) B不受重力作用C處于完全失重狀態(tài) D不超重也不失重解析：選C超重和失重是物體在豎直方向上有加速度時產(chǎn)生的一種現(xiàn)象，故只要有豎直方向的加速度，物體就會處于超重、失重狀態(tài)，超重、失重狀態(tài)與物體運動速度的大小和方向無關(guān)。在太空軌道上飛行的宇宙飛船只受重力作用，其加速度向下，ag，飛船處于完全失重狀態(tài)，因而飛船內(nèi)的種子也處于完全失重狀態(tài)，所以C正確。6. (多選)圖3所示是“神舟”系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過程可簡化為：打開降落傘一段時間后，整個裝置勻速下降。為確保安全著陸，需點燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過程中返回艙做減速直線運動，則()圖3A火箭開始噴氣瞬間傘繩對返回艙的拉力變小B返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力C返回艙在噴氣過程中處于超重狀態(tài)D返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài)解析：選AC整個裝置勻速下降，火箭向下噴氣，獲得向上的反沖力，故傘繩對返回艙的拉力減小，選項A正確；返回艙在空氣阻力作用下做勻速運動，故減速的主要原因是火箭受到反沖力，選項B錯誤；返回艙向下做減速運動，加速度方向向上，故返回艙處于超重狀態(tài)，選項C正確，D錯誤。7一個人站在體重計的測盤上，在人下蹲的過程中，指針示數(shù)變化應是()A先減小，后還原B先增大，后還原C始終不變D先減小，后增大，再還原解析：選D人蹲下的過程經(jīng)歷了加速向下、減速向下和靜止這三個過程。在加速向下運動時，人獲得向下的加速度a，由牛頓第二定律得mgNma，Nm(ga)mg，彈力N將大于mg，當人靜止時，Nmg。8. (多選)某實驗小組的同學在電梯的天花板上固定一根彈簧測力計，使其測量掛鉤向下，并在鉤上懸掛一個重力為10 N的鉤碼，彈簧測力計彈力隨時間變化的規(guī)律可通過一傳感器直接得出，如圖4所示，則下列分析正確的是()圖4A從時刻t1到t2，鉤碼處于失重狀態(tài)B從時刻t3到t4，鉤碼處于超重狀態(tài)C電梯可能開始在15樓，靜止一段時間后，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在1樓D電梯可能開始在1樓，靜止一段時間后先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在15樓解析：選ABC由圖像可知，在t1t2內(nèi)彈力FG，處于超重，可能是在減速下降或加速向上，故A、B、C正確。9(多選)“蹦極”是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖5中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置，人在從P點落下到最低點c的過程中()圖5A人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)D在c點，人的速度為零，其加速度為零解析：選AB判斷人是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，只看人的加速度方向。Pa段人做自由落體運動，加速度為g，人處于完全失重狀態(tài)，A正確；人從a到b的過程中，人的重力大于彈力，合力方向向下，加速度方向向下，人處于失重狀態(tài)，B正確；b點，人的重力等于彈力，加速度為零；由b到c，人的重力小于彈力，合力方向向上，加速度方向向上，人處于超重狀態(tài)。當彈性繩伸長到c點時，人處于最大超重狀態(tài)，C、D錯誤。10(多選)在升降機中，一人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，則下列判斷可能正確的是(g取10 m/s2)()A升降機以8 m/s2的加速度加速上升B升降機以2 m/s2的加速度加速下降C升降機以2 m/s2的加速度減速上升D升降機以8 m/s2的加速度減速下降解析：選BC人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，即人受到的支持力為重力的80%，由牛頓第二定律，有mg0.8mgma，得a2 m/s2，方向豎直向下，可能加速下降，也可能減速上升，B、C對。11據(jù)報載，我國航天員張曉光的質(zhì)量為63 kg(裝備質(zhì)量不計)，假設飛船以加速度8.6 m/s2豎直加速上升，g取9.8 m/s2。(1)此時張曉光對座椅的壓力多大？(2)張曉光訓練時承受的壓力可達到8g，這表示什么意思？(3)當飛船返回地面，減速下降時，張曉光應該有什么樣的感覺？解析：(1)對張曉光受力分析如圖所示。由牛頓第二定律Fma，得Nmgma，即Nmgmam(ga)63(9.88.6) N1 159.2 N，由牛頓第三定律知，張曉光對座椅的壓力和座椅對張曉光的支持力互為作用力與反作用力，則NN1 159.2 N。(2)表示張曉光可承受大小為自身重力8倍的壓力。(3)當飛船減速下降時，飛船的加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)，張曉光應有超重的感覺。答案：(1)1 159.2 N(2)見解析(3)見解析12.一質(zhì)量m40 kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計上。電梯從t0時刻由靜止開始上升，在0到6 s內(nèi)體重計示數(shù)F的變化如圖6所示。試問：在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少？(g取10 m/s2)圖6解析：由圖可知，在t0到t12 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)大于mg，故電梯應做向上的加速運動。設在這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為F1，電梯及小孩的加速度為a1，由牛頓第二定律得：F1mgma1在這段時間內(nèi)電梯上升的高度：h1a1(t1t)2在t12 s到t25 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)等于mg，故電梯應做勻速上升運動，速度為t1時刻電梯的速度，即v1a1(t1t)在這段時間內(nèi)電梯上升的高度：h2v1(t2t1)在t25 s到t36 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)小于mg，故電梯應做向上的減速運動。設在這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為F2，電梯及小孩的加速度為a2，由牛頓第二定律得：mgF2ma2在這段時間內(nèi)電梯上升的高度：h3v1(t3t2)a2(t3t2)2電梯上升的總高度：hh1h2h3聯(lián)立以上各式，將相關(guān)數(shù)據(jù)代入，解得h9 m。答案：9 m第6章力與運動(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(共8小題，每小題6分，共48分。第15題只有一個選項正確，第68題有多個選項正確，全部選對得6分，選不全得3分，選錯不得分)116世紀末，伽利略用實驗和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運動的理論，開啟了物理學發(fā)展的新紀元。在以下說法中，與亞里士多德觀點相反的是()A四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快；這說明，物體受的力越大，速度就越大B一個運動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來；這說明，靜止狀態(tài)才是物體長時間不受力時的“自然狀態(tài)”C兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快D一個物體維持勻速直線運動，不需要受力解析：選D亞里士多德認為物體受的力越大，速度就越大；力是物體運動的原因，靜止是不受力的自然狀態(tài)；從同一高度下落重的物體下落得較快。物體勻速直線運動不需要受力，與亞里士多德的觀點相反，所以本題選D。2在光滑的水平桌面上，有一個靜止的物體，給物體施以水平作用力，在力作用到物體上的瞬間()A物體同時具有加速度和速度B物體立即獲得加速度，速度仍為零C物體立即獲得速度，加速度仍為零D物體的速度和加速度均為零解析：選B合外力與加速度是瞬時對應關(guān)系，所以在力作用到物體上的瞬間，物體立即獲得加速度，但物體的速度還得從零開始增大，不可能立即具有速度，故B正確。3.在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學站在體重計上，體重計示數(shù)為50 kg，電梯運動過程中，某一段時間內(nèi)曉敏同學發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖1所示，在這段時間內(nèi)下列說法中正確的是()圖1A曉敏同學所受的重力變小了B曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C電梯一定在豎直向下運動D電梯的加速度大小為，方向一定豎直向下解析：選D曉敏對體重計的壓力變小了，說明曉敏在這段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)，而曉敏的重力沒有改變，A錯；曉敏對體重計的壓力與體重計對曉敏的支持力是一對作用力與反作用力，大小一定相等，B錯；以豎直向下為正方向，有：mgFma，即50g40g50a，解得a，方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，C錯，D對。4物體質(zhì)量為m，放在傾角為30的粗糙斜面上，放手后，物體下滑的加速度大小為a。若用平行于斜面向上的力F作用在物體上，使它沿斜面向上做加速度大小為a的勻加速運動，則力F的大小為()AmgB.mgC.mgD.mg解析：選A物體下滑時，mgsin fma。物體在平行于斜面向上的力F作用下沿斜面向上做勻加速運動時，F(xiàn)mgsin fma，故F2mgsin mg，A正確。5一間新房要蓋屋頂，如圖2所示，為了使下落的雨滴能夠以最短的時間淌離屋頂，則所蓋層頂?shù)捻斀菓獮?設雨滴沿屋頂下淌時，可看成在光滑的斜坡上下滑)()圖2A60B90C120D150解析：選B由題意知，雨滴沿屋頂?shù)倪\動過程中受重力和支持力作用，設其運動的加速度為a，屋頂?shù)捻斀菫?，則由牛頓第二定律得agcos 。又因屋檐的前后間距已定，設為2b，則雨滴下滑經(jīng)過的屋頂面長度s，由sat2得t，則當45時，對應的時間t最小，所以屋頂?shù)捻斀菓?0，B正確。6.如圖3所示，有人做過這樣的實驗，用兩只完全相同的生雞蛋中的A雞蛋去撞擊靜止的B雞蛋的同一部位，結(jié)果每次都是B雞蛋被撞破，下列說法正確的是()圖3AA對B的作用力的大小等于B對A的作用力的大小BA對B的作用力的大小大于B對A的作用力的大小C碰撞瞬間A的蛋黃和蛋清由于慣性會對A的蛋殼產(chǎn)生向前的作用力DA碰撞部分除受B的作用力外，還受到A的蛋黃和蛋清對它的作用力，所受合力較小，不容易破損解析：選ACD由牛頓第三定律結(jié)合生活常識可知雞蛋同一部位的承受力相同，所以合外力越小，越不容易破損，選項B錯誤，A、C、D正確。7一根質(zhì)量分布均勻的長繩AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直線運動，如圖4甲所示。繩內(nèi)距A端s處的張力T與s的關(guān)系如圖乙所示，由圖可知()圖4A水平外力F6 NB繩子的質(zhì)量m3 kgC繩子的長度l2 m D繩子的加速度a2 m/s2解析：選AC取s0，對A端進行受力分析，F(xiàn)Tma，又A端質(zhì)量趨近于零，則FT6 N，A正確；由于不知繩子的加速度，其質(zhì)量也無法得知，B、D均錯誤；由圖易知C正確。8.如圖5所示，輕彈簧一端固定，另一端自由伸長時恰好到達O點，將質(zhì)量為m(視為質(zhì)點)的物體P與彈簧連接，并將彈簧壓縮到A，由靜止釋放物體后，物體將沿水平面運動。若物體與水平面的摩擦力不能忽略，則下列關(guān)于物體運動的說法中正確的是()圖5A從A到O速度不斷增大，從O到B速度不斷減小B從A到O速度先增大后減小，從O到B速度不斷減小C從A到O加速度先減小后增大，從O到B加速度不斷增大D從A到O加速度不斷減小，從O到B加速度不斷增大解析：選BC受力如圖，由牛頓第二定律kxfma，x減小、a減小，故物體先做a減小的加速運動。kxf時a0，速度最大。物體繼續(xù)運動至O點，由fkxma，x減小，a增大，方向向左，與v反向，故物體做a增大的減速運動。故由A到O：a先減小后增大，速度先增大后減小。由O到B物體受力如圖，由牛頓第二定律fkxma，x增大，a增大，方向向左與v反向，故物體v減小。二、非選擇題(共4小題，共52分)9(6分)如圖6所示，是某同學所安裝的“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置，在圖示狀態(tài)下開始做實驗，該同學的裝置和操作中的主要錯誤有(請至少寫出兩條)：_；_。圖6解析：電源應改用低壓交流電源；長木板右端未墊高以平衡摩擦力；牽引小車的細線沒有與木板平行；開始實驗時，小車離打點計時器太遠。答案：見解析10(10分)某學習小組的同學在用打點計時器探究物體的加速度與物體的質(zhì)量之間的關(guān)系實驗中，不改變拉力，只改變物體的質(zhì)量，得到了如表所示的幾組數(shù)據(jù)，其中第3組數(shù)據(jù)還未算出加速度，但對應該組已打出的紙帶，如圖7所示(長度單位：cm)，圖中各點為每5個打點選出的計數(shù)點(兩計數(shù)點間還有4個打點未標出)。圖7實驗次數(shù)123456小車質(zhì)量(g)200300400500600700小車加速度(m/s2)2.001.330.790.670.40小車質(zhì)量的倒數(shù)(kg1)5.003.332.502.001.671.43(1)請由紙帶上的數(shù)據(jù)，計算出缺少的加速度值并填入表中(小數(shù)點后保留兩位數(shù))。(2)請在圖8中建立合適的坐標，將表中各組數(shù)據(jù)用小黑點描在坐標紙上，并作出平滑的圖線。圖8(3)由圖像得出的結(jié)論是：_。解析：(1)a的計算利用逐差法a102 m/s20.99 m/s2。(2)描點繪圖，如圖所示。(3)由圖像知a圖像是一條通過原點的傾斜直線，即在拉力一定時，物體的加速度與質(zhì)量成反比。答案：(1)0.99(2)、(3)見解析11(16分)在某一旅游景區(qū)，有一山坡滑雪運動項目。某段斜坡可看成傾角30的斜面，一名滑雪者總質(zhì)量m80 kg，他在這段斜坡上從靜止開始勻加速下滑50 m時，其速度增大到20 m/s，(不計空氣阻力，取g10 m/s2)問：(1)滑雪者在下滑過程中受到的摩擦力f為多大？(2)滑板與雪地之間的動摩擦因數(shù)為多大？解析：(1)以滑雪者為研究對象，其受力情況如圖所示，受到重力Gmg，斜坡的支持力N和摩擦力f。將重力G沿斜面和垂直斜面方向分解為G1和G2。由幾何知識得：G1mgsin ，G2mgcos ，設下滑的加速度為a，由公式vv2as可得：a m/s24 m/s2由牛頓第二定律得：F合ma804 N320 N由受力分析圖可知：F合G1fmgsin f聯(lián)立解得：f80 N。(2)斜面的支持力NG2mgcos 滑動摩擦力fN兩式聯(lián)立解得：0.12。答案：(1)80 N(2)0.1212(20分)如圖9甲所示，一個人用與水平方向成37角的斜向下的推力F推一個重G200 N的箱子勻速前進，箱子與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)。圖9(1)求推力F的大小。(2)若人不改變推力F的大小，只把力的方向變?yōu)樗饺ネ七@個靜止的箱子(如圖乙所示)，推力作用時間t3 s后撤去，求箱子滑行的總位移為多大？解析：(1)選箱子為研究對象，其受力分析如圖所示。由平衡條件知：Fcos 37f1NNGFsin 37由以上式子得：F200 N(2)過程及受力分析如圖所示。前3 s內(nèi)：a15 m/s23 s末：v1a1t115 m/s前3 s內(nèi)的位移：s1a1t22.5 m撤去F后：a2g5 m/s2箱子還能滑行s2，由：0v2a2s2得s222.5 m所以箱子通過的總位移：ss1s245 m。答案：(1)200 N(2)45 m實驗綜合訓練1(多選)以下是練習使用電磁打點計時器的部分實驗步驟，其中有錯誤的操作是()A把打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復寫紙片套在定位軸上，并壓在紙帶下面B把打點計時器的兩個接線柱分別接上導線，與46 V低壓交流電源相連C用手水平地牽動紙帶，然后打開電源開關(guān)D取下紙帶，用刻度尺測量最后一個點與計時起點的距離s0，用公式計算紙帶運動的平均速度解析：選AC復寫紙應在紙帶上面，選項A錯誤；電磁打點計時器使用6 V以下的交流電源，選項B正確；應該先通電源，后牽動紙帶，選項C錯誤；選項D項是測平均速度的一種常用方法。2(多選)在實驗中，為了減小測量小車運動加速度的相對誤差，下列措施中有益的是()A使小車運動的加速度盡量小一些B適當增加掛在細繩下的鉤碼的個數(shù)C在同樣條件下，打出多條紙帶，選其中一條較理想的進行測量和計算D舍去紙帶上較密集的點，然后選取計數(shù)點，進行計算解析：選BCD滿足紙帶長度要求的前提下，應使加速度適當大一點，這樣可使相同時間內(nèi)的位移大一些，便于減小測量誤差，所以A錯誤，B、C、D正確。3驗證平行四邊形定則利用了等效原理，其等效性是指()A使細繩在兩種情況下發(fā)生相同的形變B使兩分力與合力滿足平行四邊形定則C使兩次橡皮條伸長的長度相等D使兩次橡皮條與繩套的結(jié)點都與同一點O重合解析：選D本實驗的原理是使橡皮條的形變效果相同，這是通過使橡皮條與繩套的結(jié)點都與O點重合來實現(xiàn)的。所以D正確。4在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，備有下列器材：A.電火花計時器；B.天平；C.秒表；D.交流電源；E.電池；F.紙帶；G.細繩、砝碼、滑塊(可放在氣墊導軌上)；H.氣墊導軌(一端帶定滑輪)；I.毫米刻度尺；J.小型氣泵。(1)實驗中應選用的器材有_；實驗的研究對象是_。(2)本實驗分兩大步驟進行：_；_。解析：本實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，研究對象為放在氣墊導軌上的滑塊，需要測量滑塊的加速度，因此器材應選A、B、D、F、G、H、I、J；不需要測時間，故不需要C秒表；計時器用交流電源而電池為直流電源，故不需要E；需要測量滑塊質(zhì)量故需要用B天平。實驗分兩大步驟進行：控制滑塊質(zhì)量不變，探究加速度與力的關(guān)系；控制力不變，探究加速度與滑塊質(zhì)量的關(guān)系。答案：(1)A、B、D、F、G、H、I、J放在氣墊導軌上的滑塊(2)(m一定)探究a與F的關(guān)系(F一定)探究a與m的關(guān)系5在“探究求合力的方法”實驗中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和一把彈簧測力計。(1)為完成實驗，某同學另找來一根彈簧，先測量其勁度系數(shù)，得到實驗數(shù)據(jù)如下表：彈力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸長量x(102 m)0.741.802.803.724.605.586.42在圖1甲中用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k_N/m；(2)某次實驗中，彈簧測力計的指針位置如圖乙所示，其讀數(shù)為_N，同時利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50 N，請在圖乙中畫出這兩個共點力的合力F合； 甲 乙圖1(3)由圖得到F合_N。解析：(1)水平方向為x軸，豎直方向為F軸，然后描點，選盡可能多的點連成一條線，其圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)k，kN/m53 N/m。(2)彈簧測力計的讀數(shù)為2.10 N，合力的圖示如右圖所示。(3)經(jīng)測量合力F合3.3 N。答案：(1)如下圖所示53(說明：2內(nèi)即可)(2)2.10(說明：有效數(shù)字位數(shù)正確，0.02內(nèi)都可)作圖見解析(3)3.3(說明：0.2范圍內(nèi)都可)6為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖2所示的氣墊導軌裝置進行實驗。其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間t1、t2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，兩光電門間的距離為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m?；卮鹣铝袉栴}：圖2(1)實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平。在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？(2)若取M0.4 kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是_；Am15 gBm215 gCm340 gDm4400 g(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，求得加速度的表達式為_。(用t1、t2、D、s表示)解析：(1)如果氣墊導軌水平，則不掛砝碼時，滑行器應能在任意位置靜止不動，或推動滑行器后能使滑行器勻速運動。(2)應滿足Mm，故m4400 g不合適，應選D。(3)由v1，v2，vv2as可得a。答案：見解析圖37某同學用如圖3所示的實驗裝置來“驗證平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_N。(2)下列不必要的實驗要求是_。(請?zhí)顚戇x項前對應的字母)A應測量重物M所受的重力B彈簧測力計應在使用前校零C拉線方向應與木板平面平行D改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置(3)某次實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦法。解析：(1)由題圖知，彈簧測力計A的分度值為0.2 N，讀數(shù)為3.6 N。(2)驗證力的平行四邊形定則，只要記好合力與兩分力的大小與方向，與結(jié)點位置無關(guān)，D錯；M的重力即合力，A對；測量前彈簧測力計調(diào)零才能測量準確，B對；拉線與木板平行才能保證力在木板平面內(nèi)，C對。(3)對O點受力分析如圖所示，可見若減小FOA可調(diào)節(jié)FOB的大小或方向，調(diào)節(jié)OA方向或減小物重G等。答案：(1)3.6(2)D(3)減小彈簧測力計B的拉力；減小重物M的質(zhì)量(或?qū)更換成較大量程的彈簧測力計、改變彈簧測力計B拉力的方向等)。8某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測量彈簧的勁度系數(shù)k。做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上。當彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數(shù)值記作L0；彈簧下端掛一個50 g的鉤碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L1；彈簧下端掛兩個50 g的鉤碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L2；彈簧下端掛七個50 g的鉤碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L7。圖4(1)下表記錄的是同學已測出的6個值，其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是_和_。測量記錄表：代表符號L0L1L2L3L4L5L6L7刻度數(shù)值/cm1.703.405.108.6010.312.1(2)實驗中，L3和L7兩個值還沒有測定，請你根據(jù)圖4將這兩個測量值填入記錄表中。(3)為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計算了三個差值：d1L4L06.90 cm，d2L5L16.90 cm，d3L6L27.00 cm。請你給出第四個差值：d4_cm。(4)根據(jù)以上差值，可以求出每增加50 g鉤碼的彈簧平均伸長量L。L用d1、d2、d3、d4表示的式子為L_，代入數(shù)據(jù)解得L_cm。(5)計算彈簧的勁度系數(shù)k_N/m。(g取9.8 m/s2)解析：(1)通過對6個值的分析可知記錄有誤的是L5、L6。(2)用最小刻度是毫米的刻度尺測量時，正確讀數(shù)并記錄到毫米的下一位，即L36.85 cm，L714.05 cm。(3)利用逐差法并結(jié)合已求差值可知第四個差值d4L7L314.05 cm6.85 cm7.20 cm。(4)每增加50 g鉤碼的彈簧平均伸長量為L，L cm1.75 cm。(5)根據(jù)FkL，又Fmg所以k N/m28 N/m。答案：(1)L5L6(2)6.85(6.846.86)1405(14.0414.06)(3)L7L37.20(7.187.22)(4)1.75(5)289在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用如圖5所示的裝置。圖5(1)本實驗應用的實驗方法是()A控制變量法B假設法C理想實驗法(2)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，操作正確的是()A平衡摩擦力時，應將重物用細線通過定滑輪系在小車上B平衡摩擦力時，應將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器C每次改變懸掛重物的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力D實驗時，應先放開小車，后接通電源(3)如圖6是某同學在“探究加速度與力的關(guān)系”實驗中打出的一條紙帶，他從比較清晰的點開始，每五個點取一個計數(shù)點。已知打點計時器打點的時間間隔為0.02 s，則相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為_s。由此可求得小車的加速度為a_m/s2，打下計數(shù)點C時小車運動的速度為vC_m/s。圖6解析：(1)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，有三個變化的物理量，分別是加速度a、小車質(zhì)量M、小車受到的合外力F，研究三個變化物理量之間的關(guān)系時應采用“控制變量法”。(2)在實驗中，為了減小誤差需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時不應懸掛細線和重物，但應該將紙帶固定在小車上，并穿過打點計時器限位孔，選項A錯誤，而選項B正確；小車所受到的摩擦力與懸掛的重物無關(guān)，每次改變所掛重物的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，選項C正確；為了記錄小車從靜止開始的運動，也為了多打幾個點減小實驗誤差，需要先接通電源，然后釋放小車，選項D錯誤。(3)打點計時器的打點間隔是0.02 s，每兩個計數(shù)點之間有5個打點時間間隔，故每兩個計數(shù)點之間的時間間隔是0.1 s；根據(jù)數(shù)據(jù)求得小車的加速度為a m/s21.2 m/s2根據(jù)中間時刻的瞬時速度公式可得vC m/s0.46 m/s。答案：(1)A(2)BC(3)0.11.20.46(時間：90分鐘滿分：110分)一、選擇題(共14小題，每小題4分，共56分。第18題只有一個選項正確，第914題有多個選項正確，全部選對得4分，選不全得2分，選錯不得分)1下列敘述錯誤的是()A古希臘哲學家亞里士多德認為物體越重，下落得越快B伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點有自相矛盾的地方C伽利略認為，如果沒有空氣阻力，重物與輕物應該下落得同樣快D伽利略用實驗直接證實了自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動解析：選D物理學史方面的內(nèi)容也是對物理學習的一種重要的補充，其中A、B、C符合事實，D項中伽利略是通過小球在斜面上的運動合理外推得到的，故D錯。2下列有關(guān)“神舟十號”飛船的說法中正確的是()A2013年6月11日晚17時38分02秒“神舟十號”飛船成功發(fā)射升空，其中17時38分02秒指的是時間B地面控制人員監(jiān)測“神舟十號”飛船在高空的運行位置時不可以將飛船看成質(zhì)點C假設“神舟十號”飛船繞地球運行的軌道為圓形軌道，軌道半徑為R，則“神舟十號”飛船繞地球運行一周的過程中，位移最大為2R，路程最大為2RD“神舟十號”飛船在距離地面343 km的高空運行時不受重力作用解析：選C時刻是指某一瞬時，17時38分02秒指的是時刻，選項A錯誤；地面控制人員監(jiān)測“神舟十號”飛船在高空的運行位置時，飛船的大小、形狀可忽略不計，可以將飛船看成質(zhì)點，選項B錯誤；“神舟十號”飛船繞地球運行一周的過程中，位移的最大值為圓形軌道的直徑的長度，為2R，路程的最大值為整個圓形軌道的周長，為2R，故選項C正確；在343 km的高空，飛船仍受到重力作用，選項D錯誤。3修訂版機動車駕駛證申領(lǐng)和使用規(guī)定于2013年1月1日起施行，司機闖黃燈要