1、第5节超重与失重基础巩固1.我国长征火箭能把载人“神舟号”飞船送上太空。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程均要经受超重与失重的考验,下列说法正确的是()A.火箭加速上升时,宇航员处于失重状态B.飞船加速下落时,宇航员处于失重状态C.飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力小于其重力D.火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力小于其重力解析只要火箭或飞船的加速度向上,宇航员就处于超重状态;加速度向下,宇航员就处于失重状态,选项A、C、D错误,B正确。答案B2.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02 s内处于失重状态B.物体在24 s内处于超重状态C.物
2、体在45 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,02s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;24s内升降机匀速上升,加速度为零,物体既不超重也不失重,B错误;45s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。故选C。答案C3.如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。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
3、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物体受到的重力解析对于A、B整体只受重力作用,做竖直上抛运动,处于完全失重状态,不论上升还是下降过程,A对B均无压力,选项A正确。答案A4.如图所示,一木箱内装一铁球,木箱的内宽与高恰好与铁球的直径相等,当木箱自由下落时,下列说法正确的是()A.不计空气阻力时,铁球对木箱下壁有压力B.不计空气阻力时,铁球对木箱上壁有压力C.有空气阻力时,铁球对木箱上壁有压力D.有空气阻力时,铁球对木箱下壁有压力解析若不计空气阻力,整体只受到重力作用,加速度为g,隔离铁球,可知铁球只受重力作用,对木箱上、下壁均无压力,A、B错误;若受到空气阻力,整体加速
4、度将小于g,隔离铁球,分析受力可知,铁球要受到木箱向上的作用力,其加速度才会小于g,由此可知铁球受到下壁的支持力,C错误,D正确。答案D5.在电梯中,把一重物置于水平台秤上,台秤与力传感器相连,电梯先从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动;传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(F-t)图像,如图所示,则:(1)电梯在启动阶段经历了s加速上升过程。(2)电梯的最大加速度是多少?(g取10 m/s2)解析(1)由题图可知:04s内,FG,重物处于超重状态,电梯在启动阶段经历了4s加速上升过程。(2)由牛顿第二定律可知:F-mg=maam=m/s26.7m/s2。答案(1)4(
5、2)6.7 m/s26.一个质量是50 kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶端悬挂了一个弹簧测力计,弹簧测力计下面挂着一个质量为m=5 kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧测力计的示数为40 N,g取10 m/s2,求此时人对地板的压力大小。解析以A为研究对象,对A进行受力分析如图所示。选向下的方向为正方向,由牛顿第二定律可得mg-FT=ma所以a=m/s2=2m/s2再以人为研究对象,他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN。仍选向下的方向为正方向,同理由牛顿第二定律可得m人g-FN=m人a所以FN=m人g-m人a=400N由牛顿第三定律可知,人对地板的压力大小为400N。答案40
6、0 N能力提升1.某同学找了一个用过的易拉罐,在靠近底部的侧面打了一个小孔。用手指按住小孔的同时往罐里装满水,然后将易拉罐向上抛出,运动过程中罐底始终向下,空气阻力不计()A.在易拉罐上升过程中,小孔中有水射出,水射出比罐静止时慢B.在易拉罐下降过程中,小孔中有水射出,水射出比罐静止时快C.在易拉罐上升、下降过程中,小孔中射出水的快慢都和罐静止时相同D.在易拉罐上升、下降过程中,水都不会从小孔中射出解析易拉罐在上升和下降过程中均处于完全失重状态,水对易拉罐没有力的作用,不会流出。答案D2.为了让乘客乘车更为舒适,研究人员设计了一种新型交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保
7、持水平,如图所示。当此车减速上坡时,乘客()A.处于失重状态B.处于超重状态C.受到向前的摩擦力作用D.所受力的合力沿斜面向上解析当此车减速上坡时,整体的加速度沿斜面向下,乘客具有向下的分加速度,所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态,故A正确,B错误;对乘客进行受力分析,乘客受重力、支持力,由于乘客加速度沿斜面向下,而静摩擦力必沿水平方向,由于乘客有水平向左的分加速度,所以受到向后(水平向左)的摩擦力作用,故C错误。由于乘客加速度沿斜面向下,根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下,故D错误。答案A3.某同学站在装有力传感器的轻板上做“下蹲起立”的动作。如图所示为记录的力随时间变化的图像,
8、由图像可以得到以下信息正确的是()A.下蹲过程中该同学一直处于失重状态B.起立过程中该同学一直处于超重状态C.该同学做了两次下蹲起立的动作D.该同学做了四次下蹲起立的动作解析下蹲过程中,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,故下蹲过程中先失重再超重。同理可知,起立过程中先超重再失重。对应图像可知,该同学做了两次“下蹲起立”的动作,故C正确,A、B、D错误。答案C4.某运动员在蹦床比赛时,运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图所示。g取10 m/s2,根据F-t图像求:(1)运动员的质量。(2)运
9、动员在运动过程中的最大加速度。(3)在不计空气阻力情况下,运动员离开蹦床上升的最大高度。解析(1)由题图可知,刚站上去的时候弹力等于重力,故运动员所受重力为500N,设运动员质量为m,则m=50kg。(2)由题图可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm=2500N,设运动员的最大加速度为am,则Fm-mg=mamam=m/s2=40m/s2。(3)由题图可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动,离开蹦床的时刻为6.8s或9.4s,再下落到蹦床上的时刻为8.4s或11s,它们的时间间隔均为1.6s。根据竖直上抛运动的对称性,可知其自由下落的时间为0.8s。设运动员上升的最大高度为H,则H=gt2=100.82m=3.2m。答案(1)50 kg(2)40 m/s2(3)3.2 m
