1、超重与失重一、选择题1.跳水运动员从10 m跳台腾空跃起,先向上运动一段距离达到最高点后,再自由下落进入水池,不计空气阻力,关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有()A.上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态B.上升过程处于失重状态,下落过程处于超重状态C.上升过程和下落过程均处于超重状态D.上升过程和下落过程均处于完全失重状态解析:跳水运动员在空中时无论上升还是下落,加速度方向均向下,由于不计空气阻力,故均为完全失重状态,故选D。答案:D2.如图所示,A、B两物块叠放在一起,当把A、B两物块同时竖直向上抛出(不计空气阻力)()A.A的加速度小于gB.A的加速度大于gC.B的加
2、速度大于gD.A、B的加速度均为g解析:先整体,整体受到重力作用,加速度为g,然后隔离任一物体,可知物体只能受到重力作用加速度才是g,所以两物体间没有相互作用力。答案:D3.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处于失重状态B.物体在28 s处于超重状态C.物体在810 s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:从加速度的角度判断,由题意知02 s物体的加速度竖直向上,则物体处于超重状态;28 s物体的加速度为零,物体处于平衡状态;810 s物体的加速度竖直向下,则物体处于失重状态,故C选项正确。答案:C4.(多选)
3、在以加速度a=13g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.人的重力仍为mgB.人的重力为23mgC.人对电梯的压力为23mgD.人对电梯的压力为43mg解析:当人随电梯加速上升时,人处于超重状态,但重力不变,设人受电梯支持力为N,则N-mg=ma,得N=43mg,由牛顿第三定律知人对电梯的压力为43mg。答案:AD5.一个同学站在体重计上称体重,当该同学静止时体重计示数为600 N,现在该同学突然下蹲,则从开始下蹲到静止全过程中体重计的示数()A.一直大于600 NB.一直小于600 NC.先是大于600 N后小于600 N,最后等于600 ND.先是小于600 N后大于
4、600 N,最后等于600 N解析:该同学下蹲全过程中,他先是加速向下后又减速向下运动,最后静止,故他先是处于失重状态,体重计示数小于重力600 N,后又处于超重状态,体重计示数大于600 N,最后处于平衡状态,体重计示数为600 N,D正确。答案:D6.导学号63994130某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一个弹簧测力计,使其测量挂钩向下,并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码。弹簧测力计示数随时间变化的规律可通过一传感器直接得出,如图所示。则下列分析错误的是()A.从t1到t2,钩码处于失重状态B.从t3到t4,钩码处于超重状态C.电梯可能开始在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上
5、,最后停在3楼D.电梯可能开始在3楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼解析:从t1到t2,由图像可知钩码对传感器的拉力小于钩码的重力,钩码处于失重状态,加速度向下,电梯向下加速运动或向上减速运动,选项A正确;从t3到t4,由图像可知钩码对传感器的拉力大于钩码的重力,钩码处于超重状态,加速度向上,电梯向下减速运动或向上加速运动,选项B正确;综合得出,选项C错误,选项D正确。答案:C二、非选择题7.甲图甲是我国某运动员在蹦床比赛中的一个情景。设这位蹦床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,如图乙所示
6、。g取10 m/s2,根据F-t图像求:乙(1)运动员的质量。(2)运动员在运动过程中的最大加速度。解析:(1)由图像可知,刚站上去的时候弹力等于重力,故运动员所受重力为500 N,设运动员质量为m,则m=Gg=50 kg。(2)由图像可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm=2 500 N,设运动员的最大加速度为am,则Fm-mg=mamam=Fm-mgm=2 500-50050 m/s2=40 m/s2。答案:(1)50 kg(2)40 m/s2能力素养拓展一、选择题1.(多选)原来做匀速运动的升降机内,有一被拉长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上,如图所示。现发现A突然被弹簧拉向右方,
7、由此可判断,此时升降机的运动情况可能是()A.加速上升B.减速上升C.加速下降D.减速下降解析:升降机匀速运动时,物体静止在地板上,说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡,即弹簧的拉力不大于最大静摩擦力,物体突然被拉动,说明拉力要大于最大静摩擦力,物体被拉动前,弹簧弹力是不变的,所以最大静摩擦力变小,其原因是物体与地板间的正压力减小了,物体处于失重状态,故应有向下的加速度,B、C对,A、D错。答案:BC2.导学号63994131某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N。他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内弹簧测力计的示数如图所示,则电梯运行的v-t图像可能是(取电梯向上运
8、动的方向为正方向)()解析:t0t1时间段内,人失重,应向上减速或向下加速,B、C错;t1t2时间段内,人匀速或静止;t2t3时间段内,人超重,应向上加速或向下减速,A对,D错。答案:A3.(多选)如图所示,斜面体M始终处于静止状态,当物体m沿斜面下滑时,下列说法正确的是()A.匀速下滑时,M对地面的压力等于(M+m)gB.加速下滑时,M对地面的压力小于(M+m)gC.匀减速下滑时,M对地面的压力大于(M+m)gD.M对地面的压力始终等于(M+m)g解析:物体加速下滑时整个系统有竖直向下的加速度分量而出现失重现象,故B正确。物体匀减速下滑时系统存在竖直向上的加速度分量,处于超重状态,故C正确。
9、匀速下滑时系统处于平衡状态,故A正确。答案:ABC4.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,某一段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15g,方向一定竖直向下解析:晓敏在这段时间内处于失重状态,晓敏对体重计的压力变小了,而晓敏的重力没有改变,A选项错;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选项错;以竖直向下为正方向,有mg-F=ma,即50g-4
10、0g=50a,解得a=15g,方向竖直向下,但速度方向可能是竖直向上,也可能是竖直向下,C选项错,D选项正确。答案:D二、非选择题5.导学号63994132举重运动员在地面上能举起120 kg的重物,而在运动着的升降机中却只能举起100 kg的重物,求:(1)升降机运动的加速度。(2)若在以2.5 m/s2的加速度加速下降的升降机中,此运动员能举起质量多大的重物?(g取10 m/s2)解析:运动员在地面上能举起m0=120 kg的重物,则运动员能发挥的向上的最大支撑力F=m0g=1 200 N。(1)在运动着的升降机中只能举起m1=100 kg的重物,可见该重物超重了,升降机应具有向上的加速度,设此加速度为a1,对物体由牛顿第二定律得:F-m1g=m1a1,解得a1=2 m/s2。(2)当升降机以a2=2.5 m/s2的加速度加速下降时,重物失重,设此时运动员能举起的重物质量为m2,对物体由牛顿第二定律得:m2g-F=m2a2,解得:m2=160 kg。答案:(1)2 m/s2(2)160 kg
