高三物理总复习巩固练习超重和失重基础.

【巩固练习】

一、选择题

1、在升降机中挂一个弹簧秤，下吊一个小球，如图，当升降机静止时，弹簧伸长5cm．当升降机运动时弹簧伸长3cm，若弹簧秤质量不计，，则升降机的运动情况可能是（   ）  

  A．以6 的加速度加速下降     

  B．以4 的加速度加速下降

  C．以6 的加速度加速上升

D．以4 的加速度加速上升

2、如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计阻力）。下列说法正确的是（  ）

A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零

B. 上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力

3、如图，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一个小球，升降机静止时弹簧伸长10cm，运动时伸长5cm，则升降机的运动状态可能是（ ）
  A．以1m/s2的加速度加速下降
　B．以1m/s2的加速度加速上升
　C．以4.9m/s2的加速度减速上升
　D．以4.9m/s2的加速度加速下降

4、直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是（ ）
　A．箱内物体对箱子底部始终没有压力
　B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大
　C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大
　D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”

5、（2016 合肥一模）如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重。她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。关于她的实验现象，下列说法正确的是（  ）

    A. 只有“起立”过程，才能出现超重现象

    B. 只有“下蹲”过程，才能出现超重现象

C. “下蹲”过程，先出现超重现象后出现失重现象

D. “起立”、“下蹲”过程，都能出现超重和现失重现象

6、电梯顶上悬挂一根劲度系数是200N/m的弹簧，弹簧的原长为20cm。在弹簧下端挂一个质量为0.4kg的砝码。当电梯向上运动时，测出弹簧长度变为23cm。g=10m/s2。则电梯的运动是（    ）

A.加速上升, =7.5 m/s2          B.加速上升, =5 m/s2

C.减速上升, =2.5 m/s2          D.匀速上升, =0           

7、（2015  浙江模拟）物体与水平伸长弹簧相连，静止在木箱地板上。现发现物体突然动了起来，由此可判断，此时木箱的运动可能是（  ABD  ）

A．加速右移         B．加速左移  

C．加速上升         D．加速下降

8、（2016 广东 潮州二模）电梯超载，一人走下电梯，电梯正常下行。轿厢中一人议论道：“电梯太小，能乘的人太少，还好电梯是下去，如果电梯上去，能乘的人更少了。”根据你学过的知识下列分析判断正确的是（  ）

    A. 该说法是正确的，因为上行时，人对轿厢底板的压力大于人的重力

B. 该说法是正确的，因为下行时，电梯钢绳受到的拉力比电梯上行时小

C. 该说法是错误的，因为上行时，人对轿厢底板的压力大于底板对人的支持力

D. 该说法是错误的，因为下行时，人对轿厢底板的压力也会大于人的重力

9、如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg的物块，在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10N。当小车作匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8N，这时小车运动的加速度大小是（   ）

A．2m/s2  B．4m/s2  C．6m/s2     D．8m/s2

10、下列关于超重和失重的说法中，正确的是（　 ）
　　A.物体处于超重状态时，其重力增加了
　　B.物体处于完全失重状态时，其重力为零
　　C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
　　D.物体处于超重或失重状态时，其质量和所受的重力都没有变化

二、填空题

1、某人在地面上最多能举起60 kg的重物，当此人站在以5 m/s2的加速度加速上升的升降机中，最多能举起____千克的重物。（g取10 m/s2）

2、一质量为60kg的人，站在质量为30kg的底板上，用绳和滑轮连接如图。设滑轮、绳的质量及轴处的摩擦可以忽略不计，绳子不可伸长。欲使人和底板能以1m/s2的加速度上升，人对绳子的拉力为_______N; 人对底板的压力为______ N。（取g = 10m/s2）

3、在电梯上有一个质量为100kg的物体放在地板上，它对地板的压力随时间的变化曲线如图所示、电梯从静止开始运动，在头两秒内的加速度的大小为______，在4s末的速度为______，在7s内上升的高度为_____(g=10m／s2)。

4、如图所示，矩形盒内用两根细线固定一个质量为m =1.0kg的均匀小球，a线与水平方向成53°角，b线水平。两根细线所能承受的最大拉力都是Fm=15N。当该系统沿竖直方向匀加速上升时，为保证细线不被拉断，加速度可取的最大值是_____m/s2；当该系统沿水平方向向右匀加速运动时，为保证细线不被拉断，加速度可取的最大值是_____m/s2。（取g=10m/s2）

三、计算题

1、放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。重力加速度。求：
　　（1）物块在运动过程中受到的滑动摩擦力的大小；
　　（2）物块在3～6s中的加速度大小；
　　（3）物块与地面间的动摩擦因数。    

2、一种能获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施中，用电梯把乘有10多人的座舱送到大约二十几层楼高的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76 m，当落到离地面28 m时开始制动.若某人手托着质量为5 kg的铅球进行这个游戏，问：

（1）当座舱落到离地高度40 m左右的位置时，托着铅球的手感觉如何？

（2）当座舱落到离地高度15 m左右的位置时，手要用多大的力才能托住铅球？（g取10 m/s2）

3、一位同学的家在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度.他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。在整个过程中，他记录了台秤在不同时间段内的示数，记录的数据如下表所示.但由于0～3.0 s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来。假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，重力加速度g取10 m/s2。

（1）电梯在0～3.0 s时间段内台秤的示数应该是多少?

（2）根据测量的数据，计算该座楼房每一层的平均高度。

【答案与解析】

一、选择题

1、B    

解析： 当升降机运动时，弹簧缩短了2厘米，说明失重，CD错。

静止时   运动时     解得    B正确。

2、A   

解析：无论怎样抛出，它们的加速度都等于重力加速度，处于完全失重，由重力产生的效果全部消失，所以两者之间的作用力为零。A正确。

3、CD  

提示：弹簧的伸长变为5cm时，其拉力变为原来的一半，为，物体所受合力为：

 ，由牛顿第二定律，方向竖直向下。物体可能有两种运动形式：向上减速或向下加速。

4、C 

解析：下落过程中对箱子（包括箱内物体）而言
　　    ①    　其中     ②
由①②得          
对箱内物体， 。由于，故，A错误。
对开始瞬间， ，   因而，故B错误。
随着v增大，从 可看出减小，结合，

看出， 在增大，故C正确。
若下落距离足够长，则有              
箱子做匀速运动（   ），此时箱内物体处于平衡状态。物体对箱子底部压力为，故D错误。

5、【答案】D

【解析】下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，实验先处于失重状态后处于超重状态；人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到家中状态，人先处于超重状态后处于失重状态，故ABC错，D正确。

故选D。

6、B

解析：解析：测出弹簧长度变长了，超重，加速度向上，CD错。弹力      解得加速度 =5 m/s2  B正确。

7、【答案】ABD 

【解析】A、加速向右运动时，物体由于惯性的作用会有向左的运动趋势；故A正确；B、加速向左运动时，物体相对于车厢有向右的运动趋势；摩擦力向左，若摩擦力不足以使物体与木厢一起运动，则A将向右运动；故B正确；C、加速上升物体具有向上的加速度，超重，增大了物体与地板间的最大静摩擦力，弹簧不会拉向右方，故C错误；D、加速下降时，升降机有向下的加速度，失重，物体对地板的正压力减小；这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力，而弹簧的弹力又未改变，故在这种情况下可能被拉向右方；故D正确；故选：ABD．

【思路点拨】对物体进行受力分析，可知物体在水平方向受弹力及摩擦力，只有摩擦力减小时物体才会向右运动，分析升降机的运动情况可得出摩擦力的变化是否符合题意．本题考查了超重和失重，关键是掌握：超重时具有向上加速度，失重时具有向下加速度．

8、【答案】D

【解析】电梯向上的过程，先向上加速，再匀速，最后减速；向下运动的过程中先向下加速，再匀速，最后减速；当减速向下运动时，加速度的方向向上，根据牛顿第二定律可知，向下减速的过程中人也处于超重状态，人对轿厢的压力也会大于人的重力。所以如果电梯上去，能乘的人更少了的说法是错误的。所以ABC错，D正确。

故选D。

9、 B

解析： 匀速直线运动时，两弹簧秤的示数相等，匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8N，物体受力       解得 B正确。

10、D　

解析：本题考查得是对超重和失重现象本质的理解问题。超重或失重现象是物体在竖直方向上有加速度时其视重将不再与物体受到的重力相同，外在表现为其视重会随加速度的不同而变化。但本质上物体受到的重力始终等于其质量与g的乘积，即，不随物体的运动状态而改变。

二、填空题

1、40 kg   

解析：本题属于超重的问题，分析时要抓住一点，即在不同的环境下人的最大上举力（人对物体的推力）是不变的.这一点想明白了之后列方程求解就简单了.某人在地面上能举起60 kg的重物，则他的最大举力为F=600 N.设在加速上升的升降机中最多能举起质量为m的物体.取物体m为研究对象，它只受重力mg和举力F的作用，由牛顿第二定律可得：F－mg=ma

所以= kg=40 kg.

2、247.5N，412.5N　 　

解析：整体为研究对象，4T2－（M+m）g=（M+m）a　 可得T2为247.5N；
以人为研究对象，T2+N－mg=ma　 可得N=412.5N，由牛三，得压力大小为412.5N

3、      

解析：在头两秒内的加速度       

2秒末的速度 

2-5秒还是匀速运动， 4秒末的速度还是

头2秒上升的高度 

2-5秒上升的高度  

5-7秒匀加速的加速度   

停下所需时间 

5-7秒上升的高度  

在7s内上升的高度为 

4、     

解析：当该系统沿竖直方向匀加速上升时，，线先达到最大拉力，

线拉力的竖直分力为，

在竖直方向应用牛顿第二定律         

解得 

当系统沿水平方向向右匀加速运动时，线先达到最大拉力，

在水平方向应用牛顿第二定律          其中

解得

三、计算题

1、（1）（2）（3）

解析：（1）由图象可知，物块在6～9 s内做匀速运动，由F－t图象知，6～9s的推力 ，故  
　（2）由图象可3～6s内做匀加速运动，由  得 
　（3）在3～6s内，由牛顿第二定律有   
　且     　解得 

2、（1）铅球对手无压力  （2）135.7 N

解析：（1）座舱在40 m处正自由下落，故铅球处于完全失重状态，对手无压力.

（1）          座舱自由下落的末速度为减速运动的初速度，则有

（2）          故        

（3）          对铅球由牛顿第二定律得       

（4）         

3、5.8 kg     2.9 m

解析：（1）由图象知，电梯先匀加速运动，再匀速运动，最后匀减速运动到停止，由表中数据可知，物体的质量为5.0 kg，电梯匀加速运动的时间为3.0 s，匀速运动的时间为10.0 s，匀减速运动的时间为6.0 s，此时台秤对物体的支持力为46 N，由牛顿第二定律可求得电梯匀减速运动的加速度为

由于电梯匀加速运动的时间是它匀减速运动时间的一半，而速度变化量相同，故电梯匀加速运动的加速度是它匀减速运动加速度的2倍，即  

由牛顿第二定律得           

即电梯在0～3.0 s时间段内台秤的示数为5.8 kg。

（2）电梯匀速运动的速度为：

则电梯上升的总位移为

则每层楼高为   

说明：本题中电梯加速上升时，物体处于超重状态；电梯减速上升时，物体处于失重状态.物体是处于超重状态还是处于失重状态，与物体的运动速度大小及方向无关，仅与加速度方向有关，当加速度方向向上时，物体处于超重状态；当加速度方向向下时，物体处于失重状态.无论物体处于超重状态还是处于失重状态，其重力都没有变化.