2022-2023学年高一物理突破重难点（人教版2019必修一）06加速度瞬时问题（原卷版）

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人教版新教材高中物理必修第一册第四章运动和力的关系牛顿运动定律---加速度瞬时性专题（题组分类训练）题组特训特训内容题组一力、加速度和速度的关系题组二轻弹簧瞬时问题模型题组三刚性绳瞬时问题模型（杆、细线、接触面等）题组四超重和失重现象的理解及应用基础知识清单一、变力作用下加速度和速度的分析1．加速度与合力的关系由牛顿第二定律F＝ma，加速度a与合力F具有瞬时对应关系，合力增大，加速度增大，合力减小，加速度减小；合力方向变化，加速度方向也随之变化．2．速度与加速度(合力)的关系速度与加速度(合力)方向相同或夹角为锐角，物体做加速运动；速度与加速度(合力)方向相反或夹角为钝角，物体做减速运动．3．合力、加速度、速度的关系（1）物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系．（2）合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速．（3）a＝是加速度的定义式，a与v、Δv无直接关系；a＝是加速度的决定式．题组特训一：力、加速度和速度的关系1.一个做直线运动的物体受到的合外力的方向与物体运动的方向相同，当合外力减小时，物体运动的加速度和速度的变化是(　　)A．加速度增大，速度增大B．加速度减小，速度减小C．加速度增大，速度减小D．加速度减小，速度增大2.(多选)雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关．一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴下落过程中所受重力保持不变，其速度－时间图像如图所示，则雨滴下落过程中(　　)学科网（北京）股份有限公司

1A．速度先增大后减小B．加速度先减小后不变C．受到的合力先减小后不变D．受到的空气阻力不变3.如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是(　　)A．加速度越来越大，速度越来越小B．加速度和速度都是先增大后减小C．速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上D．速度一直减小，加速度大小先减小后增大4.有一轻质橡皮筋下端挂一个铁球，手持橡皮筋的上端使铁球竖直向上做匀加速运动，若某时刻手突然停止运动，则下列判断正确的是(　　)A．铁球立即停止上升，随后开始向下运动B．铁球立即开始向上做减速运动，当速度减到零后开始下落C．铁球立即开始向上做减速运动，当速度达到最大值后开始下落D．铁球继续向上做加速运动，当速度达到最大值后才开始做减速运动5.一质点受多个力的作用，处于静止状态．现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小．在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是(　　)A．a和v都始终增大B．a和v都先增大后减小C．a先增大后减小，v始终增大D．a和v都先减小后增大基础知识清单1.加速度瞬时问题的两种关键模型①轻弹簧模型（轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等）明显形变产生的弹力，在两端连接有物体时，形变恢复需较长时间，其弹力不能突变。②刚性绳模型（细钢丝、细线、接触面等）微小形变产生的弹力，其形变可瞬时产生或消失，在瞬时问题中，其弹力发生突变。学科网（北京）股份有限公司

22.求解瞬时加速度的三步骤(1)对原状态下物体的受力分析利用力的合成法或正交分解法求出各力大小（若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；若处于加速状态则利用牛顿运动定律）。(2)对状态变化后的物体的受力分析当状态变化时（烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等），哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失（被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失）。(3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。3.解决连接体模型中的瞬时加速度问题方法总结如果系统中有力发生突变，分析预测接下来两物体的运动状态会怎样：1、两物体有共同的运动状态，说明两物体瞬时加速度相同，可以整体考虑；2、两物体运动状态不同，说明两物体瞬时加速度不同，需对两物体分别隔离分析。题组特训二：轻弹簧瞬时问题模型1．如图所示，质量均为m的木块A和B用一劲度系数为k的轻弹簧相连，竖直放置在光滑的水平面上，木块A上放有质量为2m的木块C，三者均处于静止状态，现将木块C迅速移开，若重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）A．木块C移开的瞬间，地面对木块B的支持力为2mgB．木块C移开的瞬间，木块A的加速度大小为3gC．木块A向上运动的距离为时，A的动量最大D．木块B可能离开地面向上运动2．如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻弹簧恰好处于水平状态，则下列计算正确的是（　　）A．A、B所受弹簧弹力大小之比为∶B．A、B的质量之比为mA∶mB＝∶1C．悬挂A、B的细线上拉力大小之比为1∶D．同时剪断两细线的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为3∶学科网（北京）股份有限公司

33．如图所示，质量为m的小球一端用水平轻弹簧系住，另一端用与竖直方向成θ=30°的轻质细线连接，恰好处于静止状态，细线被烧断的瞬间，小球所受合力大小为（已知重力加速度大小为g=10m/s2）（　　）A．2B．mgC．D．4.(多选)在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量为m＝2kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零．当剪断轻绳的瞬间，取g＝10m/s2，下列说法正确的是(　　)A．此时轻弹簧的弹力大小为20NB．小球的加速度大小为8m/s2，方向向左C．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10m/s2，方向向右D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为零5.(多选)如图所示，三个质量均为m的物块a、b、c，用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上，处于静止状态．现将b、c之间的轻绳剪断，下列说法正确的是(　　)A．在刚剪断轻绳的瞬间，b的加速度大小为gB．在刚剪断轻绳的瞬间，c的加速度大小为2gC．剪断轻绳后，a、b下落过程中，两者一直保持相对静止D．剪断轻绳后，a、b下落过程中加速度相等的瞬间，两者之间的轻弹簧一定处于原长状态题组特训三：刚性绳瞬时问题模型（杆、细线、接触面等）1.如图甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1学科网（北京）股份有限公司

4的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．(1)现将线L2剪断，求剪断L2的瞬间物体的加速度；(2)若将图甲中的细线L1换成长度相同(接m后)，质量不计的轻弹簧，如图3－2－4乙所示，其他条件不变，求剪断L2的瞬间物体的加速度．2．如图所示，物块1、2间用竖直刚性轻质杆连接，物块3、4间用竖直轻质弹簧相连，物块1、3的质量为m，物块2、4的质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度为g，则有(　　)A．a1＝a2＝a3＝a4＝0B．a1＝a2＝a3＝a4＝gC．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝gD．a1＝g，a2＝，a3＝0，a4＝g3.如图所示，甲、乙两球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板下，丙、丁两球通过细绳连接后也用绳悬挂于天花板下．若都在A处剪断绳，在剪断瞬间，关于各球的受力情况，下面说法中正确的是(　　)A．甲球只受到重力作用B．乙球只受到重力作用C．丙球受到重力和细绳的拉力作用D．丁球只受到重力作用4．如图甲所示是海上吊塔施工的实拍图片，图乙是重物正在被竖直向上匀速吊起的放大图。先将该情景简化为如图丙所示的示意图，绳子CD和CE共同挂着质量为m1的重物A，绳子FG和FH共同挂着质量为m2的重物B，F点拴在重物A的下方。不计绳子质量和空气阻力，下列说法一定正确的是（　　）学科网（北京）股份有限公司

5A．绳子CD和CE对重物A的作用力的合力大于（m1＋m2）gB．绳子FG和FH对重物A的作用力的合力大小为m2gC．若绳子FG和FH的夹角为锐角，则绳子FG上的力小于m2gD．若拴接点F与重物A脱离，则该瞬间重物A的加速度大小为5．如图所示，A、B、C三球质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，开始系统处于静止状态。在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　）A．A球的受力情况未变，加速度为零B．C球的加速度沿斜面向下，大小为gC．A、B之间杆的拉力为D．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为基础知识清单1.判断超重和失重的方法（1）从受力的角度判断当物体所受向上的拉力（或支持力）大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态.（2）从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态.2.对超重和失重现象的理解学科网（北京）股份有限公司

6（1）发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力（或拉力）变大或变小了（即“视重”变大或变小了）.（2）物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关，而与速度方向无关.（3）物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定，其大小等于ma.（4）在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等.题组特训四：超重和失重现象的理解及应用1.体育课上某同学做引体向上。他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠（身体无摆动）；然后使身体下降，最终悬垂在单杠上。下列说法正确的是（　　）A．若增大两手间的距离，最终悬垂时手掌受到单杠的弹力变大B．若增大两手间的距离，最终悬垂时手掌受到单杠的弹力不变C．在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力D．在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力2.2020年12月17日，嫦娥五号的返回舱采用“打水漂”的技术来减速并成功着陆在预定区域。返回舱第一次进入大气层时减速下降到距离地面约60公里时，利用弓形激波让其加速向上跃起，弹出大气层之后再次进入大气层，实施二次减速，整个过程就像“打水漂”一样(如图)。返回舱在减速下降和加速跃起时分别处于(　　)A．失重状态，超重状态　B．超重状态，失重状态C．超重状态，超重状态D．失重状态，失重状态2.（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则下列说法中正确的是（　　）学科网（北京）股份有限公司

7A．t=2s时人对地板的压力最大B．t=5s时人对地板的压力为0C．t=5s时人对地板的压力最大D．t=8.5s时人对地板的压力最小3.（多选）如图，某一处于松弛状态的弹性绳，上端拴在O点，下端拴一重物，从O点正下方的A点开始自由下落，至图中B点时的弹性绳正好完全伸直且没有弹力，D点是重物所能到达的最低点且到达D点时未超过弹性绳的弹性限度，C点时重物静止悬吊时的平衡位置，不计空气阻力，则重物在从A点下落的过程中（　　）A．在AB段做自由落体运动，处于完全失重状态B．BC段绳的拉力在增大，重物先失重再超重C．CD段绳的拉力大于重物的重力，重物处于超重状态D．D点时重物的速度为零，处于平衡状态4.飞行背包是一种可以让使用者通过穿戴该产品后飞上天空的飞行器。消防员利用飞行背包在某次高楼火灾观测时，竖直飞行的v-t图像如图所示，下列说法正确的是(　)A．消防员上升的最大高度为225mB．消防员在2.5～3.0min内加速度最大C．消防员在3.5～4.25min内处于失重状态D．消防员在2.5～4.25min，平均速度大小约为6.43m/s5.2019年11月，在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中，某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军，如图所示。则下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　）学科网（北京）股份有限公司

8A．王鑫宇在上升阶段重力变大了B．王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态C．王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力D．王鑫宇在助跑过程中，地面对他的支持力大于他对地面的压力6.(多选)如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员(　)A．在第一过程中始终处于失重状态B．在第二过程中始终处于超重状态C．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态D．在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态学科网（北京）股份有限公司