能力提升
1.2009年9月22日消息,据美国太空网报道,美国“发现”号航天飞机当地时间9月21日返回位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心,结束了为期两天的“回家之旅”。“发现”号航天飞机是被一架改装的波音747客机“背”回肯尼迪航天中心,如图所示的三幅图分别是波音747客机“背”着航天飞机在跑道上静止、在跑道上匀速行驶和在天空中匀速飞行。以下说法正确的是( )
A.波音747客机“背”着航天飞机在跑道上静止时,客机对航天飞机的支持力最大
B.波音747客机“背”着航天飞机在跑道上匀速行驶时,客机对航天飞机的支持力最大
C.波音747客机“背”着航天飞机在天空中匀速飞行时,客机对航天飞机的支持力最大
D.三种情况客机对航天飞机的支持力一样大
答案:D
解析:三种情况下,航天飞机都处于平衡状态,客机给航天飞机的支持力都等于航天飞机的重力,所以三种情况客机对航天飞机的支持力一样大。本题选D项。
2.(2012·济南六校联考)
人在平地上静止站立时,受到的支撑力等于人的重力。做原地纵跳时,在快速下蹲和蹬伸的过程中,人体受到的支撑力发生变化(如图,G为重力,F为支撑力)。下列曲线能正确反映该变化的是( )
答案:D
解析:人从静止站立快速下蹲,有向下的加速度,处于失重状态,FG,当速度最大到腾空之前,重力大于支撑力,腾空后,支撑力为零。D选项正确。
3.如图所示,一端可绕O点自由转动的长木板上方放一个物块,手持木板的另一端,使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢转动,则在物块相对于木板滑动前
( )
A.物块对木板的压力不变
B.物块所受的合力不变
C.物块对木板的作用力减小
D.物块受到的静摩擦力增大
答案:BD
解析:
木板沿顺时针方向缓慢转动,木板与水平面的夹角增大,物块相对于木板滑动前物块处于平衡状态,由平衡条件可知,物块所受的合力为零,即物块所受的合力保持不变,B正确;对物块受力分析如图所示,则:
沿板方向:Ff=mgsinθ
垂直板方向:FN=mgcosθ
所以D正确,A错误。木板对物块的作用力(支持力、摩擦力的合力)与重力等大反向,C错误。
4.在电梯中,把一重物置于台秤上,台秤与力的传感器相连,当电梯从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动;传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系图象,如图所示,则( )
A.电梯启动阶段约经历了2.5s的加速上升过程
B.电梯在启动阶段约经历了4s加速上升过程
C.电梯的最大加速度约为6.7m/s2
D.电梯的最大加速度约为16.7m/s2
答案:BC
解析:由图可看出:电梯在0~4s加速上升,4~18s匀速上升,18~22s减速上升,所以A错,B对;最大加速度a==m/s2=6.7m/s2,故C对D错。
5.
如图所示,两个完全相同的球,重力大小为G,两球与水平地面间的摩擦因数都为μ,一根轻绳两端固定在两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为α。问当F至少为多大时,两球将会发生滑动。
答案:
解析:该题应采用整体和隔离相结合的方法。
设绳子拉力为T,选其中某一个球为研究对象,球发生滑动的临界条件是:
Tsin=μN①
又因为 Tcos=②
取整体为研究对象,由平衡条件得:
F+2N=2G③
由式①、式②、式③联立解得:
F=
6.
滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力FN垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时(如图),滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg,试求(重力加速度g取10m/s2,sin37°取,忽略空气阻力):
(1)水平牵引力的大小;
(2)滑板的速率。
答案:(1)810N (2)5m/s
解析:
(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示
由共点力平衡条件可得
FNcosθ=mg①
FNsinθ=F②
由①、②联立,得
F=810N
(2)FN=mg/cosθ
FN=kv2
得v==5m/s
7.为了使航天员能适应在失重环境下的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练时需要创造出一种失重环境。航天员乘坐在总质量m=5×104kg的训练飞机上,飞机以200m/s的速度沿30°倾角匀速爬升到7000m高空时向上拉起,沿竖直方向以v0=200m/s的初速度向上做匀减速直线运动,匀减速的加速度大小为g。当飞机到最高点后立即掉头向下,沿竖直方向以加速度g做加速运动,在这段时间内创造出完全失重的环境。当飞机离地2000m高时,为了安全必须拉起,之后又可一次次重复为航天员提供失重训练。每次
飞机速度达到350m/s后必须终止失重训练(否则飞机可能失控)。求:
飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。(整个运动空间重力加速度g的大小均为10m/s2)
答案:55s
解析:上升时间t上==20s
上升高度h上==2000m
竖直下落当速度达到350m/s时,下落高度h下==6125m
此时离地高度Δh=h+h上-h下=7000m+2000m-6125m=2875m>2000m
所以t下==35s
飞机一次上下为航天员创造的完全失重时间为
t=t上+t下=20s+35s=55s
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