1、6.4超重与失重每课一练011.（4分）游乐园中，游客乘坐能加速或减速上升的升降机，可以体会超重和失重的感觉，下列描述正确的是（）A.当升降机加速上升时，机内游客处于失重状态B.当升降机减速下降时，机内游客处于失重状态C.当升降机减速上升时，机内游客处于失重状态D.当升降机加速下降时，机内游客处于超重状态【解析】选C.A、B项升降机具有向上的加速度，游客处于超重状态.C、D项中升降机具有向下的加速度，游客处于失重状态，故A、B、D错误，C正确.2.(4分)某实验小组，利用DIS系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为20 N的物块，如图
2、1甲所示，实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系，如图乙所示.以下根据图象分析得出的结论中正确的是()A.从时刻t1到t2，物块处于失重状态B.从时刻t3到t4，物块处于超重状态C.电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层D.电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层【解析】选C.由图可知在0t1、t2t3及t4之后，传感器所受压力大小等于物块的重力大小；t1t2时间段内，传感器所受压力大小大于物块重力，处于超重状态，加速度向上；t3t4时间段内，压力小于物块重力，处于失重状态，加速度向下.综上所述选项C
3、正确.3.（4分）直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图2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”【解析】选C.对箱子及箱内物体整体分析,由牛顿第二定律得(M+m)g-kv2=(M+m)a,刚投放箱子时,v=0,a=g,物体对箱底压力为零,随着下落速度的增大,空气阻力增大,加速度a减小,
4、对箱内物体mg-N=ma,则N=m(g-a)将逐渐增大,当a=0时N=mg,故物体不会“飘起来”,故C正确,A、B、D错误.4.（4分）姚明成为NBA的一流中锋，给中国人争得了更多的荣誉和更多的尊敬，让更多的中国人热爱上篮球这项运动.姚明的跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，如图3所示，下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是（设蹬地的力为恒力）（）A.两个过程中姚明都处在超重状态B.两过程中姚明都处在失重状态C.前一过程为超重，后一过程不超重也不失重D.前一过程为超重，后一过程为完全失重【解析】选D.用力蹬地获得一个向上的大于重力的支持力，故蹬地过程是一个向上加速的过程，属
5、超重现象；空中上升过程只受重力作用，有向下的加速度g，属完全失重现象，所以D项正确.5.（4分）下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是（）A.用天平测量物体的质量B.用弹簧测力计测物体的重力C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体的压强【解析】选C.绕地球飞行的太空实验舱处于完全失重状态，处于其中的物体也处于完全失重状态，物体对水平支持物没有压力，对悬挂物没有拉力.用天平测量物体质量时，利用的是物体和砝码对盘的压力产生的力矩，压力为0时，力矩也为零，因此在太空实验舱内不能完成.同理，水银气压计也不能测出舱内气体压强.物体处于失重状态时，对悬挂物没有拉力，因此弹簧测力计不
6、能测出物体的重力.温度计是利用了热胀冷缩的性质，因此可以测出舱内温度.故只有选项C正确.6.质量为60 kg的人，站在升降机内的台秤上，测得体重为480 N，则升降机的运动应是（）A.匀速上升或匀速下降 B.加速上升C.减速上升 D.减速下降【解析】选C.人对台秤的压力小于人的重力，处于失重状态，可能加速下降或减速上升，C正确，A、B、D错误.7. 图6-4-5是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景，宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中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
7、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】选B.当物体具有竖直向上的加速度时，处于超重状态，弹力大于重力，故A、C、D错误；当物体具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态，故B正确.8.(10分)学校教学大楼安装了电梯,为了测定电梯在启动时(视为匀加速运动)的加速度,可在电梯内放一台磅秤.当一人站在磅秤上时,发现电梯启动前后磅秤的示数增加了5 kg,试估算电梯运动的加速度为多少.(当地的重力加速度为9.73 m/s2,人的体重约为60 kg)【解析】磅秤的示数增加了m=5 kg,说明在电梯启动加速时,人对电梯的压力就增大了mg,即N=mg+mg.设人的质量
8、为m,则在电梯静止时,人对电梯的压力大小为mg.由题意可知,当电梯做加速运动时,磅秤的示数变为mg+mg,此值即为电梯在加速时人对电梯的压力N.此时对人进行受力分析,如图所示.由牛顿第二定律得:N-mg=ma,即:(mg+mg)-mg=ma,mg=ma,a=mg/m=5 m/s2=0.81 m/s2.9.(10分)据报载，我国航天第一人杨利伟的质量为63 kg（装备质量不计）.求：（1）假设飞船以8.6 m/s2的加速度竖直上升，这时他对坐椅的压力多大？（2）杨利伟训练时承受的压力可达到8个G，这表示什么意思？（3）当飞船返回地面，减速下降时，请你判断一下杨利伟应该有什么样的感觉.【解析】（1
9、）以杨利伟为研究对象，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得：N-mg=ma,N=mg+ma=1 159.2 N.由牛顿第三定律可知：他对坐椅的压力与坐椅对他的支持力大小相等，方向相反，即N=N=1 159.2 N.（2）杨利伟训练时承受压力可达8个G，即N=8G=8mgmg,处于超重状态.此时加速度：N-mg=ma， 即：8mg-mg=ma，a=7g.因此，杨利伟可承受以7g的加速度加速上升或减速下降时的压力.（3）当飞船返回地面时，减速下降,加速度方向向上，处于超重状态.地面对脚的支持力增大，由牛顿第三定律知，脚对地面压力增大.故双脚有明显压迫感,由于处于超重状态,头部血压降低,因此可能出现头晕等现象.10.（10分）法国人劳伦特菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演，他从30 m 高的塔上竖直跳下并准确地落入水池中.已知水对他的阻力（包括浮力）是他所受重力的3.5倍，设他起跳速度为零，在空中下落的加速度为8 m/s2，g取10 m/s2.试问：需要准备一个至少多深的水池？【解析】当人在空中运动时，由运动学规律有v2=2a1s1当人在水中运动时，由牛顿第二定律和运动学规律有mg-3.5mg=ma2 -v2=2a2s2联立以上各式，代入数据解得水池的深度至少为s2=9.6 m