高考物理學(xué)習(xí)記憶方法大全方法12 高中物理模型盤點（二）對稱性和超重失重模型

方法12高中物理模型盤點（二）對稱性和超重失重模型目錄物理模型盤點——對稱性模型 1［模型概述］ 1［模型特征］ 1［模型講解］ 21.靜電場中的對稱性 22.電磁現(xiàn)象中的對稱性 23.幾何光學(xué)的對稱性應(yīng)用 54．力學(xué)中對稱性問題 6針對性訓(xùn)練 7參考答案 13物理模型盤點——超重失重模型 17【模型講解】 17針對性訓(xùn)練 19參考答案 23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（2022高考湖北物理）在如圖所示的平面內(nèi)，分界線SP將寬度為L的矩形區(qū)域分成兩部分，一部分充滿方向垂直于紙面向外的勻強磁場，另一部分充滿方向垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，SP與磁場左右邊界垂直。離子源從S處射入速度大小不同的正離子，離子入射方向與磁場方向垂直且與SP成30°角。已知離子比荷為k，不計重力。若離子從Р點射出，設(shè)出射方向與入射方向的夾角為θ，則離子的入射速度和對應(yīng)θ角的可能組合為（）A.kBL，0° B.kBL，0° C.kBL，60° D.2kBL，60°【參考答案】BC【命題意圖】本題考查帶電粒子在勻強磁場中的運動。【解題思路】若粒子通過下部分磁場直接到達P點，如圖根據(jù)帶電粒子在直線邊界運動的對稱性可知，若從P點的出射方向與右側(cè)邊界向上的夾角為60°，根據(jù)幾何關(guān)系則有，可得根據(jù)對稱性可知出射速度與SP成30°角向上，故出射方向與入射方向夾角為θ=60°。當粒子上下均經(jīng)歷一次時，如圖因為上下磁感應(yīng)強度均為B，則根據(jù)對稱性有根據(jù)洛倫茲力提供向心力有可得此時出射方向與入射方向相同，即出射方向與入射方向的夾角為θ=0°。通過以上分析可知當粒子從下部分磁場射出時，需滿足（n=1，2，3……）此時出射方向與入射方向的夾角為θ=60°；當粒子從上部分磁場射出時，需滿足（n=1，2，3……）此時出射方向與入射方向的夾角為θ=0°。故可知BC正確，AD錯誤。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．3.幾何光學(xué)的對稱性應(yīng)用【2017·新課標Ⅰ卷】（10分）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。4．力學(xué)中對稱性問題（2021年1月浙江選考）某一滑雪運動員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時經(jīng)多次曝光得到的照片如圖所示，每次曝光的時間間隔相等。若運動員的重心軌跡與同速度不計阻力的斜拋小球軌跡重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D處于同一水平高度。下列說法正確的是A.相鄰位置運動員重心的速度變化相同B.運動員在A、D位置時重心的速度相同C.運動員從A到B和從C到D的時間相同D.運動員重心位置的最高點位于B和C中間【參考答案】A【解題思路】根據(jù)題述，每次曝光的時間間隔T相等，運動員做斜拋運動，只受重力作用，由牛頓第二定律，可知斜拋運動的加速度為重力加速度g，由g=，相鄰位置，△t=T，相鄰位置運動員重心的速度變化△v=gT，即相鄰位置運動員重心的速度變化△v相同，選項A正確；AD位置處于同樣高度，由斜拋運動的對稱性可知，運動員在A、D位置時重心的速度大小相等，方向不同，選項B錯誤；由題圖可知C位置是斜拋運動的最高點，所以運動員從A到B的時間小于從C到D的時間，選項CD錯誤。（2008·江蘇）拋體運動在各類體育運動項目中很常見，如乒乓球運動．現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題，設(shè)球臺長2L、網(wǎng)高h，乒乓球反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力．（設(shè)重力加速度為g）22Lh1P1hP2P3Ov2v1題5-1圖⑴若球在球臺邊緣O點正上方高度為h1處以速度v1，水平發(fā)出，落在球臺的P1點（如題5A-1圖實線所示），求P1點距O點的距離x1．．⑵若球在O點正上方以速度v2水平發(fā)出，恰好在最高點時越過球網(wǎng)落在球臺的P2（如題1圖虛線所示），求v2的大?。侨羟蛟贠正上方水平發(fā)出后，球經(jīng)反彈恰好越過球網(wǎng)且剛好落在對方球臺邊緣P3，求發(fā)球點距O點的高度h3．【名師解析】．⑴據(jù)平拋規(guī)律得：，聯(lián)立解得：圖1⑵同理得：，圖1且：，聯(lián)立解得：⑶如圖，同理得：，，且：設(shè)球從恰好越過球網(wǎng)到最高點的時間為t，水平距離為s，有：，，由幾何關(guān)系得：解得：針對性訓(xùn)練1．（2020·河北·正定中學(xué)高三月考）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．（2021·河南開封·高一期中）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．（2021·浙江·高二期中）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．（2021·廣東實驗中學(xué)高二期中）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．（2020·北京朝陽·高一期末）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．（2021·四川省宜賓市第一中學(xué)校高二期中）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．（2021·山東·臨沂二十四中高二月考）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．（2021·河南中牟·高二期中）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?。唬?）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．（2022·全國·高三專題練習(xí)）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．（2022河北石家莊二中模擬）如圖所示，厚度不計的光滑絕緣板、間距為，板長為，板間有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小。兩板的上邊界連線及其上方和下邊界連線及其下方的空間都存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為。一個質(zhì)量為的帶電的粒子，電量為，從的中點S與板成角垂直于磁場射入板間，在磁場作用下經(jīng)點垂直于邊界并恰好能無碰撞地射入上部磁場區(qū)域，軌跡如圖所示，不計粒子重力。（1）求粒子從S點射入板間的速度的大?。唬?）若該粒子射入上部磁場區(qū)后，又恰好能從點無碰撞地返回板間磁場，運動過程中與絕緣板相碰時無能量損失且遵循反射定律，經(jīng)過一段時間后該粒子能再回到S點（回到S點的運動過程中與板只碰撞一次），求粒子從S點出發(fā)到再回到S點的時間；（3）若其他條件均不變，板不動，將板從原位置起向右平移，且保證區(qū)域內(nèi)始終存在垂直紙面向里的勻強磁場，若仍需讓粒子回到S點（回到S點的運動過程中仍然與板只碰撞一次），則到的垂直距離應(yīng)滿足什么關(guān)系？（用來表示）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．【參考答案】（1）；（2）；（3），（）或，（）【名師解析】（1）、間距離，且S為中點，根據(jù)幾何關(guān)系有，，從S點射入速度（2）由對稱性，粒子將打到中點并反彈，再次回到S點的軌跡如圖。從圖知，粒子從點進入磁場后做半個圓周再次進入，所以在中，，在中，又，解得，，故粒子在場中時間粒子在場中時間（3）如圖所示，由粒子運行的周期性以及與板碰撞遵循反射定律，有如下結(jié)果：

，（）或，（）物理模型盤點——超重失重模型【模型講解】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（2016上海卷，7）.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??；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．（2021·江西·高三月考）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．（2021·山東·威海市文登區(qū)教育教學(xué)研究培訓(xùn)中心高三期中）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．（2021·山東聊城·高三期中）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．（2021·遼寧·大連市第一中學(xué)高三期中）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．（2021·貴州·凱里一中高二期中）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．（2021·云南·昆明八中高一月考）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．（2021·黑龍江·雞東縣第二中學(xué)高三期中）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．（2020·黑龍江·大興安嶺實驗中學(xué)高一期末）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．（2022·全國·高三專題練習(xí)）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．（2021·廣東·佛山市第三中學(xué)高三月考）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