C.人在bc段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态 D.人在c点,人的速度为零,其加速度为零 答案 AB
解析 人在Pa段只受重力作用,a=g,完全失重,A正确;人在ab段受重力和向上的拉力,拉力小于重力,合力向下,加速度向下,失重,B正确;人在bc段受重力和向上的拉力,拉力大于重力,合力向上,加速度向上,超重,C错误;人到c点时,拉力最大,合力最大,加速度最大,D错误.
9.某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490N.他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内弹簧测力计的示数如图7所示,则电梯运行的v-t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )
图7
答案 A
解析 t0~t1时间段内,人失重,应向上减速或向下加速,B、C错;t1~t2时间段内,人匀速或静止;t2~t3时间段内,人超重,应向上加速或向下减速,A对,D错.
10.一个质量是60kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计,弹簧测力计下面挂着一个质量为m=5kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧测力计的示数为40N,g取10m/s2,求: (1)此时升降机的加速度的大小; (2)此时人对地板的压力. 答案 (1)2m/s2 (2)480N
解析 (1)弹簧测力计对物体的拉力FT=40N 对物体由牛顿第二定律可得:FT-mg=ma FT-mg40-5×102
解得:a==m/s=-2 m/s2
m5
故升降机加速度大小为2m/s2,方向竖直向下. (2)设地板对人的支持力为FN
对人由牛顿第二定律可得:FN-Mg=Ma
解得FN=Mg+Ma=60×10N+60×(-2) N=480N 由牛顿第三定律可得人对地板的压力为480N 题组三 从动力学看自由落体和竖直上抛
11.以35m/s的初速度竖直向上抛出一个小球.不计空气阻力,g=10 m/s2,以下判断正确的是( )
A.小球到达最大高度时的速度为0 B.小球到达最大高度时的加速度为0 C.小球上升的最大高度为61.25m D.小球上升阶段所用的时间为3.5s 答案 ACD
解析 小球到达最大高度时的速度一定为零,否则该点不是最大高度,A正确;小球上抛过程中只受重力作用,故加速度始终为g,B错;由vv0
确;由v=v0-gt得t==3.5s,D正确.
g
12.竖直上抛的物体,初速度为30m/s,经过2.0 s、4.0 s,物体的位移分别是多大?通过的路程分别是多长?2.0 s、4.0 s末的速度分别是多大?(g取10 m/s2,忽略空气阻力) 答案 见解析
v23020
解析 上升的最大高度H==m=45m
2g2×101
由x=v0t-gt2得
2当t1=2.0s时,
1
位移x1=30×2.0m-×10×2.02m=40m,小于H,所以路程s1=40m
2速度v1=v0-gt1=30m/s-10×2.0 m/s=10m/s
1
当t2=4.0s时,位移x2=30×4.0m-×10×4.02m=40m,小于H,所以路程s2=45m+(45
2-40) m=50m
速度v2=v0-gt2=30m/s-10×4.0 m/s=-10m/s,负号表示速度方向与初速度方向相反. 13.图8甲是我国某运动员在蹦床比赛中的一个情景.设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图乙所示.取g=10m/s2,根据F-t图象求:
2
-v20=2(-g)h
v20
得h==61.25m,C正
2g
图8
(1)运动员的质量;
(2)运动员在运动过程中的最大加速度;
(3)在不计空气阻力情况下,运动员离开蹦床上升的最大高度. 答案 (1)50kg (2)40m/s2 (3)3.2m
解析 (1)由题图乙可知,刚站上去的时候弹力等于重力,故运动员所受重力为500N,设运G
动员质量为m,则m==50kg
g
(2)由题图乙可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm=2500N,设运动员的最大加速度为am,则 Fm-mg=mam am=
Fm-mg2 500-500
= m/s2=40 m/s2 m50
(3)由题图乙可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动,离开蹦床的时刻为6.8s或9.4s,再下落到蹦床上的时刻为8.4s或11s,它们的时间间隔均为1.6s.根据竖直上抛运动的对称性,可知其自由下落的时间为0.8s. 设运动员上升的最大高度为H,则 11
H=gt2=×10×0.82m=3.2m
22
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