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1、名校名 推荐 6.超重与失重基础巩固1 下面关于超重与失重的判断正确的是()A. 物体做变速运动时,必处于超重或失重状态B.物体向下运动 ,必处于失重状态C.做竖直上抛运动的物体,处于超重状态D.物体斜向上做匀减速运动,处于失重状态解析 判断物体是否处于超重或失重状态,就看物体有没有竖直方向的加速度,若物体加速度向下 ,则处于失重状态 ,若加速度向上 ,则处于超重状态 .A、 B 两项未指明加速度方向 ,无法判断;C 、 D 两项加速度方向均向下处于失重状态,故选项 D 正确 .答案 D2 下列关于超重、失重现象的描述正确的是()A. 人随升降机以加速度a 加速下降时 ,人处于超重状态B.列车
2、在水平直轨道上加速行驶,车上的人处于超重状态C.在国际空间站内的宇航员处于完全失重状态,因为这时候宇航员不受重力了D.电梯正在减速下降,人在电梯中处于超重状态解析 A 项中人的加速度向下 ,处于失重状态 ,选项 A 错误 ;B 项中列车竖直方向加速度为零,不发生超重现象 ,选项 B 错误 ;C 项中宇航员处于完全失重状态,但仍受重力 ,选项 C 错误 ;D 项中人的加速度向上 ,处于超重状态 ,选项 D 正确 .答案 D3(多选 )在以加速度 a= g 匀加速上升的电梯里,有一质量为 m 的人 ,下列说法正确的是()A. 人的重力为 mgB.人的重力仍为 mgC.人对电梯的压力为mgD.人对电
3、梯的压力为mg解析 超、失重时人所受重力不变,故选项 A 错误 ,B 正确 ; 对人由牛顿第二定律N-mg=ma ,故人所受的支持力 N= mg,人对电梯的压力大小也是mg,故选项 C 错误 ,D 正确 .答案 BD4(多选 )人造卫星、 宇宙飞船、 航天飞机等航天器进入轨道后,其中人和物体都处于完全失重状态 .这种状态下 ,不能做的实验是 ()A. 液体的对流实验B.用弹簧测力计测力1名校名 推荐 C.用托里拆利管测舱内的气压D.用天平测物体的质量解析 在太空舱内处于完全失重状态,所以任何物体将不再对它的支持面有压力和对悬挂它的物体有拉力 .所以 ,弹簧测力计不能用来测物体重力 ,但是仍可以
4、用来测力 ;天平不能测物体的质量 ;托里拆利管不能测气压 ;密度大的物体将不能下沉 ,密度小的物体也不能上浮 ,所以对流实验也不能进行 .选项 A 、C、 D 符合题意 .答案 ACD5在电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时 ,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中 ,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示,关于这段时间的描述,下列说法正确的是 ()A. 晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为,且加速度的方向一定竖直向下答案 D6 在索契冬奥会自由滑雪女子空中技巧比赛中,中国选手徐梦桃以
5、83.50 分夺得银牌 .比赛场地可简化为如图所示的助滑区、弧形过渡区、着陆区、减速区等组成.若将运动员看作质点,且忽略空气阻力,下列说法正确的是()A. 运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态B.运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态C.运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前的过程中处于完全失重状态D.运动员在减速区减速过程中处于失重状态答案 C7 一把弹簧测力计最多能挂5.4 kg 重的物体 ,在以 1 m/s2 的加速度下降的电梯里 ,它最多能挂上多重的物体 ?如果在电梯内弹簧测力计最多能挂上4.0 kg 的物体 ,此刻电梯在做什么运动 ?加速度的大小为多大 ?(g 取 10 m/s2)解析
6、 弹簧测力计的最大拉力F=m 0g= 5.410 N= 54 N.当 a1= 1 m/s2、方向向下时 ,m1g-F=m 1a,则 m1=-kg= 6 kg.若最多能挂4.0 kg 的物体 ,说明物体处于超重状态 ,加速度方向向上 ,即电梯做向上加速运动或向下减速运动.由 F-m2 g=m2a2 得a2=-m/s2= 3.5 m/s2.2名校名 推荐 答案 6 kg向上加速运动或向下减速运动3.5 m/s2能力提升1 关于超重和失重,下列说法正确的是()A. 超重就是物体所受的重力增加了B.失重就是物体所受的重力减少了C.完全失重就是物体一点重力都没有了D.不论超重、失重或完全失重,物体所受的
7、重力是不变的解析 超重和失重现象中物体所受的重力并没有改变,变化的是物体对支持物压力(或对悬挂物的拉力 ),选项 A 、B 、 C 错误 ,D 正确 .答案 D2如图所示 ,质量为 M 的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端挂一个质量为 m 的小球 ,小球上下振动时 ,框架始终没有跳起 ,当框架对地面的压力为零的瞬间,小球加速度的大小为 ()A. gB.-C.0D.解析 当框架对地面的压力为零的瞬间,说明弹簧处于压缩状态 ,且弹力 F=Mg ,对小球 :F 合=mg+F=ma得 a=,选项 D 正确 .答案 D3(多选 )质量为 m 的人站在升降机里 ,如果升降机的加速度的绝对
8、值为a,升降机底板对人的支持力 N=mg+ma ,则可能的情况是 ()A. 升降机以加速度a 向下加速运动B.升降机以加速度a 向上加速运动C.在向上运动中 ,以加速度 a 制动D.在向下运动中 ,以加速度 a 制动解析 升降机对人的支持力 N=mg+ma ,即人处于超重状态 ,具有向上的加速度,而选项 A 、 C 中加速度均向下 ,即处于失重状态 ,只有选项 B、 D 正确 .答案 BD4 若货物随升降机运动的v-t 图像如图所示(竖直向上为正 ),则货物受到升降机的支持力F与时间 t 关系的图像可能是()3名校名 推荐 解析 根据题图可知 ,对于时间轴下面的图像 ,电梯先向下做匀加速运动
9、,再匀速 ,后匀减速运动 , 则根据牛顿第二定律可知 ,货物随电梯先失重、 再处于平衡状态 ,后超重 ,则支持力先小于重力、再等于重力、后大于重力 ;对于时间轴上面的图像 ,电梯向上先做匀加速运动、再匀速、后匀减速运动时 ,同理可知支持力先大于重力、再等于重力、后小于重力,选项 B 正确 .答案 B5 用力 F 提起用细绳连在一起的 A、 B 两物体 ,并以 5.0 m/s2 的加速度匀加速竖直上升,如图所示 .已知 A、 B 的质量分别为1 kg 和 2 kg,g 取 10 m/s2,绳子所能承受的最大拉力是35 N,则:(1) 力 F 的大小是多大 ?(2) 为使绳不被拉断 ,作用在 A
10、物体上的拉力 F 的最大值是多大 ?解析 (1)对 A、 B 整体 ,由牛顿第二定律得F- (mA+m B) g= (mA+m B )a解得 F= 45 N.(2)当 A、 B 间的绳子的拉力恰为35 N 时 ,加速度最大 ,F 最大对 B:T-mBg=m Bamax对 A:F max-( mA+m B)g= (mA +m B)amax 联立解得 F max =52.5 N.答案 (1)45 N(2)52.5 N6 如图所示 ,表演 “顶竿 ”杂技时 ,一人站在地上(称为 “底人 ”),肩上竖直扛着一个质量为m= 5kg 的竹竿 ,一个质量为M= 40 kg 的演员 (可视为质点 )在竿顶端从
11、静止开始先匀加速再匀减速下滑 ,滑到竿底端时速度正好为零.为了研究该杂技的力学性质,研究人员在竿底部和“底人 ”肩膀之间安装一个力传感器,演员从竿顶端下滑的整个过程中,竿对传感器竖直向下压力大小随时间变化的关系如图乙所示.根据题中所给条件和图像中有关信息,重力加速度大小g 为 10m/s2.求 :(1) 演员在竿上匀加速下滑和匀减速下滑的过程中,竿受到的摩擦力大小;(2) 竿的长度 .解析 (1)设人与竿之间的摩擦力为f.由图乙可知 ,01 s 内 ,人加速下滑 ,对竿有F1=mg+f 14名校名 推荐 得 f1=F 1-mg= 290 N -510 N= 240 N 1 s3 s 内 ,人减
12、速下滑 ,对竿有F2=mg+f 2得 f2=F 2-mg= 480 N .(2)设人加速下滑的加速度大小为a1,减速下滑的加速度大小为 a2.则 01 s 内 ,Mg-f 1 =Ma 1x1= a1v1=a 1t11 s3 s 内f2-Mg=Ma 22 2= 2a xx=x 1+x 2联立以上各式得x= 6 m, 即竿的长度为 6 m.答案 (1)240 N 480 N (2)6 m7 美国某大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA 的飞艇参加了 “微重力学生飞行机会计划 ”,飞行员将飞艇开到 6 000 m 的高空后 ,让飞艇由静止下落,以模拟一种微重力的环境 .下落过程中飞艇所受空气阻
13、力为其重力的.这样可以获得持续25 s 之久的失重状态 ,大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动,若飞艇离地面的高度不得低于 500 m,g 取 10 m/s2,求:(1) 飞艇在 25 s 内下落的高度 ;(2) 在飞艇后来的减速过程中 ,大学生对座位的压力是其重力的多少倍?解析 (1)设飞艇在 25 s 内下落的加速度为 a1,根据牛顿第二定律得 mg-F 1=ma 1,解得a1=-= 9.6 m/s2.飞艇在 25 s 内下落的高度为 x1 = a1t2=3 000 m .(2)25 s 后飞艇做匀减速运动,开始减速时飞艇的速度为v=a 1t= 240 m/s.减速运动过程中下落的最大高度为 h2= (6 000-3 000-500) m= 2 500 m .减速运动过程中飞船的加速度大小a2 至少为 a2= 11.52 m/s2.设座位对大学生的支持力为N,则 N-mg=ma 2,N=m (g+a 2)= 2.152mg,即大学生对座位的压力是其重力的2.152 倍.答案 (1)3 000 m (2)2 .1525