高中物理第六节 失重和超重综合训练题

这是一份高中物理第六节 失重和超重综合训练题，共7页。




A级 合格达标


1.（多选）某一兴趣小组在课外实践活动中研究电梯中的超重和失重现象.在电梯水平底板上放一体重计，一同学站在上面观察体重计的示数，小组共同分析数据得出下列结论，其中正确的是（ ）


A.超重现象一定出现在上升过程中


B.超重现象中一定存在竖直向上的加速度


C.失重现象可以出现在上升过程中，也可以出现在下降过程中


D.若电梯做自由落体运动，体重计的示数为零


解析：超重现象是指物体对支持面的压力或对悬线的拉力大于重力的现象，产生超重现象的条件是物体具有竖直向上的加速度，超重时物体可能向上加速，也可能向下减速，因此选项A错误，B正确；失重现象产生的条件是物体具有竖直向下的加速度，物体可能向下加速，也可能向上减速，选项C正确；电梯做自由落体运动时，具有竖直向下的加速度g，完全失重时对体重计无压力，选项D正确.


答案：BCD


2.用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，下列四种情况下，细绳最容易被拉断的是（ ）


A.电梯匀速上升 B.电梯匀速下降


C.电梯加速上升 D.电梯加速下降


答案：C


3.一个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出.现使杯自由下落，则杯中的水（ ）


A.会比静止时射得更远些


B.会比静止时射得更近些


C.与静止时射得一样远


D.不会射出


解析：此时完全失重没有压力，杯中的水不会射出.


答案：D


4.如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力.下列说法正确的是（ ）





A.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零


B.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力


C.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力


D.在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力


解析：据题意，降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，B、C错误；降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有：T－mg＝ma，即T＝mg＋ma＞mg，故D错误.


答案：A


5.2016年4月11日，中国航天中心宣布，今年发射的“神舟十一号”宇宙飞船携有两名航天员.航天员在正常绕地飞行的飞船中可以完成下列哪个实验（ ）


A.用天平称量物体的质量


B.做托里拆利实验


C.验证阿基米德定律


D.用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律


解析：飞船处于完全失重状态，一切由重力引起的现象不再发生，工作原理涉及重力的仪器不能再使用，弹簧测力计的原理是胡克定律，完全失重情况下也可以使用.


答案：D


6.如图所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v-t图像，则（ ）





A.物体在0～2 s内处于失重状态


B.物体在2～4 s内处于超重状态


C.物体在4～5 s内处于失重状态


D.由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态


解析：从加速度的角度看，0～2 s内加速度为正，表示方向竖直向上，物体处于超重状态，A错误；2～4 s内升降机匀速上升，加速度为零，物体即不超重也不失重，B错误；4～5 s内升降机做减速上升，加速度竖直向下，物体处于失重状态，C正确；不知道物体的质量，也可以通过加速度的方向来判断物体处于失重还是超重状态，D错误.


答案：C


B级 等级提升


7.在升降电梯内的地面上放一体重计，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，某一时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内（ ）





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晓敏的支持力


C.电梯一定在竖直向下运动


D.电梯的加速度大小为eq \f(g,5)，方向一定竖直向下


解析：在这段时间内晓敏处于失重状态，体重计示数变小，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而她的重力没有改变，A错误；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B错误；以竖直向下为正方向，有mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝eq \f(g,5)，加速度方向竖直向下，但运动方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C错误，D正确.


答案：D


8.如图所示，是某同学站在力传感器上，做下蹲—起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为牛顿），横坐标为时间（单位为秒）.由图可知，该同学的体重约为650 N，除此以外，还可以得到的信息有（ ）





A.该同学做了两次下蹲—起立的动作


B.该同学做了一次下蹲—起立的动作，且下蹲后约2 s起立


C.下蹲过程中人处于失重状态


D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态


解析：在3～4 s下蹲过程中，先向下加速再向下减速，故人先处于失重状态后处于超重状态；在6～7 s起立过程中，先向上加速再向上减速，故人先处于超重状态后处于失重状态，选项A、C、D错误，B正确.


答案：B


9.某人在以加速度a＝2 m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1＝75 kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起50 kg的物体，则此升降机上升的加速度是多大？（g取10 m/s2）





解析：设此人在地面上的最大“举力”为F，那么他在以不同加速度运动的升降机中最大的“举力”仍然是F.以物体为研究对象进行受力分析，物体的受力示意图如图所示，且物体的加速度与升降机相同.


当升降机以加速度a＝2 m/s2匀加速下降时，对物体有m1g－F＝m1a，


F＝m1（g－a）＝75×（10－2）N＝600 N，


设人在地面上最多可举起质量为m0的物体，


则F＝m0g，m0＝eq \f(F,g)＝eq \f(600,10) kg＝60 kg；


当升降机以加速度a′匀加速上升时，对物体，有


F－m2g＝m2a′，


得a′＝eq \f(F,m2)－g＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(600,50)－10))m/s2＝2 m/s2.


所以升降机匀加速上升的加速度为2 m/s2.


答案：60 kg 2 m/s2


10.一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75 m的高处，然后让座舱自由落下，落到离地面30 m高时，制动系统开始启动，座舱均匀减速，到地面时刚好停下.若座舱中某人用手托着m＝5 kg的铅球，g取10 m/s2，则：


（1）求从开始下落到最后着地经历的总时间.


（2）当座舱落到离地面35 m的位置时，手对球的支持力是多少？


（3）当座舱落到离地面15 m的位置时，球对手的压力大小是多少？


解析：（1）由题意可知，座舱先自由下落，下落的高度


h1＝75 m－30 m＝45 m，离地高度h2＝30 m.


由h1＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,1)，得t1＝ eq \r(\f(2h1,g))＝3 s，


下落45 m时的速度v1＝gt1＝30 m/s，


减速过程中的平均速度v2＝eq \f(v1,2)＝15 m/s，


减速时间t2＝eq \f(h2,v2)＝eq \f(30,15) s＝2 s，


从开始下落到最后着地经历的总时间t＝t1＋t2＝5 s.


（2）离地面35 m时，座舱自由下落，处于完全失重状态，所以手对球的支持力为0.


（3）设匀减速运动的加速度大小为a，由veq \\al(2,1)＝2ah2，得a＝15 m/s2；根据牛顿第二定律，得FN－mg＝ma，解得FN＝125 N；根据牛顿第三定律，可知球对手的压力大小为125 N.


答案：（1）5 s （2）0 （3）125 N