备战2013物理高考与模拟题目分类解析专题目06超重和失重运动平衡问题目 9页

备战2013物理高考与模拟题分类解析 专题06 超重和失重 运动平衡问题 一．2012高考题 ‎1.（2012·新课标理综）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。‎ （1） 若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。‎ （2） 设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。‎ ‎2．（19分）（2012·重庆理综）‎ 某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为S。比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如题25图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g。‎ ‎（1）求空气阻力大小与球速大小的比例系数；‎ ‎（2）求在加速跑阶段球拍倾角随速度变化的关系式；‎ ‎（3）整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求β应满足的条件。‎ 二．2012模拟题 ‎1.游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉。下列描述正确的是 ‎ A．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态 ‎ B．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态 ‎ C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态 D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态 ‎2.下列说法正确的是：‎ A． 游泳运动员漂浮在水面上属于失重状态 B． 举重运动员将350kg的杠铃举起时属于超重状态 C． 荡秋千是经过最低点人处于失重状态 D． 荡秋千是经过最高点人处于失重状态 ‎3.如图所示，当小车水平向右加速运动时，物块M相对车厢静止于车厢后竖直壁上，当小车的加速度增大时，‎ A． M所受静摩擦力增大 B． M对车厢壁的压力增大 C． M仍相对于车厢静止 D． M在竖直方向上所受合外力为零 ‎4．（2012‎ 河南百所名校联考）高层住宅与写字楼已成为城市中的亮丽风景，电梯是高层住宅与写字楼必配的设施。某同学将一轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，如图所示。在电梯运行时，该同学发现轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了，这一现象表明（ ）‎ A．电梯一定是在下降 ‎ B．该同学可能处于超重状态 C．电梯的加速度方向一定是向下 ‎ D．该同学对电梯地板的压力小于其重力 ‎5．（2010青岛模拟） 一体重为500N的同学站在体重计上，在升降机中研究超重与失重现象，升降机在上升过程中经历了加速、匀速和减速三个阶段，则比较符合实际情况的体重计的示数依次应为 A．520N、500N、480N B．480N、500N、520N C．480N、520N、500N D．500N、500N、500N ‎5．答案：A,解析：加速上升，加速度方向向上，超重，体重计示数大于体重；匀速，体重计的示数等于体重；减速上升，加速度方向向下，失重，体重计示数小于体重，所以选项A正确。‎ ‎6．（2012山东淄博模拟）关于超重、失重现象的描述，下列说法正确的是 A．荡秋千时，当秋千摆到最低位置时，人处于失重状态 图2‎ ‎0‎ ‎1‎ v/m·s-1‎ t/s ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎2‎ ‎25‎ ‎7．（2010北京海淀模拟）某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，图2所示的v-t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（向上为正方向）。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）‎ A．在0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态 B．在5s～10s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 C．在10 s～20s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态 D．在20 s～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态 ‎8．（2012安徽合肥名校联考）如图所示，A、B两木块质量分别是mA、mB，与水平地面的摩擦因数分别为μ1、μ2。两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样。先后用相同的水平力F拉着A、B一起匀速运动，则μ1、μ2之比是 （ ）‎ ‎ A．1∶1 B．mA∶mB ‎ C．mB∶mA D．无法确定 ‎9.（2012广东联考）当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度。已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v且正比于球半径r，即阻力f=krv，k是比例系数。对于常温下的空气，比例系数k=3.4×10-4Ns/m2。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，取重力加速度g=10m/s2。试求半径r=0.10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vr。（结果取两位数字）‎ ‎10.（2012·上海联考）风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。‎ ‎（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小班干部所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数。‎ ‎（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）‎ ‎ ‎ ‎11．（13分）（2012年5月湖北武汉模拟）21世纪，对战场信息的掌控程度主导着战争的成败，集侦察、情报传输和火力打击于一身的无人机已成为信息化战场的“新宠”。在第八届珠海航展上，中国最先进的无人机隆重登场，首次展现了中国的无人作战体系。‎ 某无人机竖直向上飞行时，最大速度为v1；竖直向下飞行时，最大速度为v2。已知无人机的最大牵引力的大小恒定，无人机所受到的空气阻力大小与飞行的速度成正比，方向与飞行方向相反。求无人机水平飞行的最大速度。‎