【正文】 重狀態(tài) C．運(yùn)動(dòng)員與蹦床剛接觸的瞬間，是其下落過(guò)程中速度最大 的時(shí)刻 D．從與蹦床接觸到向下運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員做 先加速后減速的變速運(yùn)動(dòng) 解析： 運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過(guò)程，加速度均豎直向下，為失重狀態(tài)， A正確， B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員與蹦床接觸的瞬間，加速度向下，正在向下加速，隨運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng)蹦床的形變?cè)龃?，彈力增大，加速度變小到零后又向上增大，?C錯(cuò)誤， D正確． 答案： AD 2．美國(guó)“零重力公司”曾經(jīng)資助來(lái)自全美各地的大約 250 名物理教師體驗(yàn)了一把“零重力”旅游．在失重的那些 時(shí)間里，老師們將身體撞向墻壁、天花板和地板，或是 相互撞成一團(tuán)，還有人試圖吃點(diǎn)糖果，或是抓住三維的 水滴．有的老師甚至進(jìn)行了快速地稱物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)． 幾乎所有人還試圖扮成“超人”飛行的樣子，兩手往前 平伸，有 3名教師甚至穿上了“超人”服．“零重力” 旅游是一種新興的旅游項(xiàng)目，一架經(jīng)過(guò)特殊改裝的波音 727 飛機(jī)載著乘客在高空反復(fù)交替做爬升和俯沖的動(dòng)作，以制造 瞬間的“零重力”狀態(tài)，乘客可以在地球上體驗(yàn)身處太空的 美妙感覺(jué)．關(guān)于飛機(jī)上“零重力”的產(chǎn)生，下列說(shuō)法正確或 設(shè)想原理上可行的是 ( ) A．飛機(jī)在勻速爬升時(shí)處于完全失重狀態(tài)產(chǎn)生“零重力” B．飛機(jī)在經(jīng)過(guò)爬升到達(dá)弧形軌道最高點(diǎn)前后的一段時(shí)間內(nèi) 的運(yùn)動(dòng)，可視為是在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，所以這 段時(shí)間是“零重力”的產(chǎn)生階段 C．設(shè)想飛機(jī)通過(guò)最高點(diǎn)瞬間關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)、收起機(jī)翼，忽略 空氣阻力，讓飛機(jī)做平拋運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生“零重力” D．設(shè)想飛機(jī)豎直爬升時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)、收起機(jī)翼，忽略空氣 阻力，讓飛機(jī)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生“零重力” 解析： “零重力”狀態(tài)指的就是完全失重狀態(tài)，在此狀 態(tài)下，物體的加速度為 g，方向豎直向下， A選項(xiàng)飛機(jī)勻 速飛行，處于平衡狀態(tài)， A選項(xiàng)錯(cuò)誤， B、 C、 D選項(xiàng)中飛 機(jī)的加速度都可以為 g. 答案： BCD 3．如圖 3－ 3－ 7所示， A為電磁鐵，掛在支架 C上，放到臺(tái)秤 的托盤中，在它的正下方有一鐵塊 B，鐵塊 B靜止時(shí)，臺(tái)秤 示數(shù)為 G，當(dāng)電磁鐵通電后，在鐵塊被吸引上升的過(guò)程中， 臺(tái)秤的示數(shù)將 ( ) A．變大 B．變小 C．大于 G，但呈恒量 D．先變大，后變小 解析： 鐵塊被吸起上升的過(guò)程中，由于電磁鐵 A對(duì) B的吸引力越來(lái)越大， B做加速度變大的加速上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，處于超重現(xiàn)象越來(lái)越明顯的狀態(tài) (可以認(rèn)為系統(tǒng)重心也在做加速度變大的加速上升運(yùn)動(dòng) )，所以臺(tái)秤的示數(shù)應(yīng)大于 G，且不斷變大． A選項(xiàng)正確． 答案： A 4． (2020 角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，如圖 3－ 2－ 2所示．此時(shí)小球處于靜止平衡狀態(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零，當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，取 g＝ 10 m/s2.求： (1)此時(shí)輕彈簧的彈力大??； (2)小球的加速度大小和方向； (3)在剪斷彈簧的瞬間小球的 加速度的大?。? [思路點(diǎn)撥 ] 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)當(dāng)其他力變化時(shí)，彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生變化； (2)當(dāng)其他力變化時(shí)，細(xì)繩上的拉力可以在瞬間發(fā)生變化． [課堂筆記 ] (1)水平面對(duì)小球的彈力為零，小球在繩沒(méi)有斷時(shí)受到繩的拉力 FT、重力 mg和彈簧的彈力 FN作用而處于平衡狀態(tài)，依據(jù)平衡條件得 豎直方向有： FTcosθ＝ mg， 水平方向有： FTsinθ＝ FN， 解得彈簧的彈力為： FN＝ mgtanθ＝ 10 N (2)剪斷繩后小球在豎直方向仍平衡，水平面支持力與重力平衡 FN′＝ mg， 由牛頓第二定律得小球的加速度為： a＝ ＝ 8 m/s2，方向向左． (3)在剪斷彈簧的瞬間，小球立即受地面支持力和重力，且二力平衡，加速度為 0. [答案 ] (1)10 N (2)8 m/s2 方向向左 (3)0 利用牛頓第二定律求瞬時(shí)加速度時(shí)，關(guān)鍵是分析此時(shí)物體的受力情況，同時(shí)注意細(xì)繩和彈簧的區(qū)別 . 如圖 3－ 2－ 3所示，一質(zhì)量為 m的物塊放在水平地面上，現(xiàn)在對(duì)物塊施加一個(gè)大小為 F的水平恒力，使物塊從靜止開(kāi)始向右移動(dòng)距離 x后立即撤去 F，物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ： (1)撤去 F時(shí)，物塊的速度大小； (2)撤去 F后，物塊還能滑行多遠(yuǎn)？ [思路點(diǎn)撥 ] 分析物塊在撤去 F前后的受力情況，由牛頓第二定律求出物塊的加速度，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解． [課堂筆記 ] (1)設(shè)撤去 F時(shí)物塊的速度大小為 v，根據(jù)牛頓第二定律，物塊的加速度 a＝ 又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 v2＝ 2ax 解得 v＝ (2)撤去 F后物塊只受摩擦力，做勻減速運(yùn)動(dòng)至停止，根據(jù)牛頓第二定律，物塊的加速度 a′＝ ＝ μg 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 v′2－ v2＝－ 2a′x′，且 v′＝ 0 解得 x′＝ ( － 1)x [答案 ] (1) 在解決兩類動(dòng)力學(xué)的基本問(wèn)題時(shí)，不論哪一類問(wèn)題， 都要進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析，如果物體的運(yùn)動(dòng)加速 度或受力情況發(fā)生變化，則要分段處理，此時(shí)加速度或受 力改變時(shí)的瞬時(shí)速度即是前后過(guò)程的聯(lián)系量． (14分 )飛船返回艙返回時(shí)，打開(kāi)降落傘后進(jìn)行豎直減速下降，這一過(guò)程若返回艙所受空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)為 ，返回艙的 v－t圖象如圖 3－ 2－ 4所示，圖中 AE是曲線在 A點(diǎn)的切線，切線交橫軸于一點(diǎn) E，其坐標(biāo)為 (8,0)， CD是 AB的漸近線，返回艙質(zhì)量 M＝ 400 kg， g取 10 m/： (1)返回艙在這一階段做什么運(yùn)動(dòng)？ (2)設(shè)在初始時(shí)刻 vA＝ 120 m/s， 此時(shí)它的加速度多大？ (3)寫出空氣阻力系數(shù) k的表達(dá)式并計(jì)算其值． [思路點(diǎn)撥 ] 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)AE切線斜率的含義； (2)漸近線 CD的含義； (3)返回艙受力情況分析． [解題樣板 ] (1)由題中圖象可以看出曲線切線的斜率逐漸減小，說(shuō)明這一階段返回艙做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng)． ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (4分 ) (2)在初始時(shí)刻， vA＝ 120 m/s，過(guò) A點(diǎn)的切線的斜率即為此時(shí)的加速度大小， a＝ ＝ 15 m/s2┄┄┄┄┄ (2分 ) (3)返回艙最終做勻速運(yùn)動(dòng)，選向下為正方向．根據(jù)平衡條件得 Mg－ ＝ 0┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ ① (3分 ) 在 A點(diǎn)時(shí)有 Mg－ ＝－ Ma┄┄┄┄┄┄┄┄┄ ② (3分 ) 由①②兩式得 k＝ 代入數(shù)據(jù)解得 k≈ kg/m.┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ (2分 ) 2BKv[答案 ] (1)見(jiàn)解題樣板