一、选择题(在题后给的选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求.)
1.(2015年执信中学期中)在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作.传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力N随时间t变化的图象,则下列图象可能正确的是( )
【答案】D
【解析】下蹲时,先向下做加速运动,后向下做减速运动,先失重后超重,所以只有选项D可能正确.
2.(2015年中山四校联考)如图K3-3-1所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住.现用一个力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,下列说法正确的是( )
图K3-3-1
A.若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零
B.若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零
C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma
D.斜面对球的弹力不仅有,而且是一个定值【答案】D【解析】设球的质量为m,斜面倾角为θ,斜面对球的弹力为F1,竖直挡板对球的弹力为F2.对球受力分析,如图所示,由牛顿第二定律,得F1cos θ-mg=0,F2-F1sin θ=ma,解得F1=是定值,F2=mgtan θ+ma,故选项A、B错误,D正确;球所受斜面、挡板以及重力的合力为ma,故选项C错误.
3.如图K3-3-2所示,两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接.两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( )
图K3-3-2A.弹簧测力计的示数是10 N
B.弹簧测力计的示数是50 N
C.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变
D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变
【答案】C
【解析】设弹簧的弹力为F,加速度为A.对系统:F1-F2=(m1+m2)a,对m1:F1-F=m1a,联立两式,解得a=2 m/s2,F=26 N,故选项A、B错误;在突然撤去F2的瞬间,由于弹簧测力计两端都有物体,而物体的位移不能发生突变,所以弹簧的长度在撤去F2的瞬间没有变化,弹簧上的弹力不变,故选项C正确;若突然撤去F1,物体m1的合外力方向向左,而没撤去F1时,合外力方向向右,所以m1的加速度发生变化,故选项D错误.
4.(2015年郑州模拟)如图K3-3-3所示,物块A、B、C质量分别为m、2m、3m,A与天花板间、B与C之间用轻弹簧相连,当系统平衡后,突然将A、B间轻绳剪断,在轻绳剪断瞬间,A、B、C的加速度(以向下为正方向)分别为( )
图K3-3-3
A.g,g,g B.-5g,2.5g,0
C.-5g,2g,0 D.-g,2g,3g
【答案】B
【解析】轻绳剪断前,对A、B、C整体由平衡条件得,6mg-F1=0,解得F1=6mg,对C由平衡条件得3mg-F2=0,解得F2=3mg;轻绳剪断瞬间,两个轻弹簧的拉力保持不变,而轻绳的拉力立即消失,由牛顿第二定律得,对Amg-F1=maA,解得aA=-5g,对B∶2mg+F2=2maB,解得aB=2.5g,对C∶3mg-F2=3maC,解得aC=0,故选项B正确.
5.(2015年天津模拟)如图K3-3-4所示,水平传送带以恒定速度v向右运动.将质量为m的物体Q轻轻放在水平传送带的左端A处,经过t秒后,Q的速度也变为v,再经t秒物体Q到达传送带的右端B处,则( )
图K3-3-4
A.前t秒内物体做匀加速运动,后t秒内物体做匀减速运动
B.后t秒内Q与传送带之间无摩擦力
C.前t秒内Q的位移与后t秒内Q的位移大小之比为1∶1
D.Q由传送带左端运动到右端的平均速度为v
【答案】BD
【解析】前t秒内物体Q相对传送带向左滑动,物体Q受向右的滑动摩擦力,由牛顿第二定律Ff=ma可知,物体Q做匀加速运动,后t秒内物体Q相对传送带静止,做匀速运动,不受摩擦力作用,选项A错误,B正确;前t秒内Q的位移x1=t,后t秒内Q的位移x2=vt,故=,选项C错误;Q由传送带左端运动到右端的平均速度===v,选项D正确.
6.(2015年佛山模拟)为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图K3-3-5所示.当此车减速上坡时,乘客( )
图K3-3-5
A.处于失重状态
B.重力势能增加
C.受到向前的摩擦力作用
D.所受力的合力沿斜面向上
【答案】AB
【解析】当车减速上坡时,乘客受到向后的摩擦力、支持力和重力,合力方向沿斜面向下,在竖直方向上支持力小于重力,处于失重状态.选项A、B正确.
7.(2015年湛江模拟)一根质量分布均匀的长绳AB,在水平外力F的作用下,沿光滑水平面做直线运动,如图K3-3-6甲所示.绳内距A端x处的张力FT与x的关系如图K3-3-6乙所示,由图可知( )
图K3-3-6A.水平外力F=6 N B.绳子的质量m=3 kg
C.绳子的长度l=2 m D.绳子的加速度a=2 m/s2
【答案】AC
【解析】取x=0,对A端进行受力分析,F-FT=ma,又A端质量趋近于零,则F=FT=6 N,选项A正确;由于不知绳子的加速度,其质量也无法得知,选项B、D错误;由题图知绳子的长度为2 m,选项C正确.
8.如图K3-3-7所示,一物体A静止在斜面上,通过细绳和滑轮与物体B相连,整个装置放在竖直方向运动的升降机里,下列说法正确的是( )
图K3-3-7
A.当升降机静止时,A受到的静摩擦力有可能沿斜面向上
B.当升降机开始向上加速运动时,A受到的静摩擦力的大小会变大
C.无论升降机怎么运动,绳上的拉力不会改变
D.当升降机自由下落时,若mA>mB,则A会沿斜面下滑
【答案】AB
【解析】当升降机静止时,若mBg Ff+mAgsin θ-mB(g+a)=-mAasin θ,得Ff=(mB-mAsin θ)(g+a). 与静止时F静=(mB-mAsin θ)g比较,可知Ff增大.同理Ff向上时,Ff=(mAsin θ-mB)(g+a),与F静=(mAsin θ-mB)g比较还是增大,所以选项B正确. 绳的拉力等于mB(g+a),与加速度有关,则选项C错误.自由下落时,物体均处于完全失重状态,A不会有相对斜面的运动,故选项D错误.