1、课后素养落实(二十)失重和超重力学单位(建议用时：40分钟)题组一失重和超重1应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如，平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出对此现象分析正确的是()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度D本题考查牛顿第二定律的应用，重在物理过程的分析，根据加速度方向判断超重和失重现象手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失
2、重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，所以选项D正确2(新情境题)(多选)某海洋馆中的“海豚顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱如图所示为一海豚把球顶向空中，并等其落下下列说法正确的是()A球在最高点时受到重力和海豚对它的顶力作用B球在最高点时速度为零，但加速度不为零C球在上升过程中处于超重状态D球在下落过程中
3、处于失重状态BD竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，球在最高处只受到重力，故A错误；球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为g，故B正确；竖直上抛运动上升和下落过程都是只受到重力的作用，加速度大小为g，方向竖直向下，处于失重状态，故C错误，D正确3(多选)如图所示，小球A放在真空容器B内，小球的直径恰好等于正方体B的边长，将它们以初速度v0竖直上抛，A、B一起上升的过程中，下列说法正确的是()A若不计空气阻力，A、B间一定没有弹力B若不计空气阻力，A、B间一定有弹力C若考虑空气阻力，A对B的上板一定有压力D若考虑空气阻力，A对B的下板一定有压力AC若不计空气阻力，整体做竖
4、直上抛运动，处于完全失重状态，则A对B没有压力，B对A也没有支持力，故A正确，B错误；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：上升过程加速度大于g，再以球A为研究对象，根据牛顿第二定律分析：A受到的合力大于重力，A除受到重力外，还应受到向下的压力因此B对A的压力向下，即A对B的上板一定有压力，C正确，D错误4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，下列说法中正确的是()A只有“起立”过程，才能出现失重的现象B只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象C“下蹲”的过程，
5、先出现超重现象后出现失重现象D“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象D“起立”的过程，先加速向上后减速向上运动，加速向上运动时加速度方向向上，出现超重现象，减速向上运动时加速度方向向下，出现失重现象，即“起立”过程先出现超重现象后出现失重现象，整个“起立”过程能出现超重和失重现象；“下蹲”的过程，先加速向下后减速向下运动，加速向下运动时加速度方向向下，出现失重现象，减速向下运动时加速度方向向上，出现超重现象，即“下蹲”过程先出现失重现象后出现超重现象，整个“下蹲”过程能出现超重和失重的现象，选项D正确题组二力学单位5在国际单位制中，属于选定的物理量和基本单位的是()A力的单位牛顿B热
6、力学温度的单位开尔文C路程的单位米D电压的单位伏特B牛顿不是基本单位，故A错误；开尔文是国际单位制中温度的基本单位，故B正确；路程不是基本物理量，长度才是基本物理量，单位是米，故C错误；电压不是基本物理量，伏特也不是基本单位，故D错误6雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即FfkSv2，则比例系数k的单位是 ()Akg/m4 Bkg/m3 Ckg/m2 Dkg/mB将FfkSv2变形得k，采用国际单位制，式中Ff的单位为N，即kgm/s2，S的单位为m2，速度的二次方的单位可写为(m/s)2，将这些单位代入上式得，即比例系数k的单位
7、是kg/m3，B正确7一物块在10 N恒力作用下，产生50 cm/s2的加速度，以下在求物体质量的计算中，运算正确、简捷而又规范的是()Am kg0.2 kgBm2020 kgCm kg20 kgDm20 kgCA中单位没有统一，A错误；B项正确，但太繁琐，故不选；C既正确又简捷，故C正确；D漏写单位，故D错误8(多选)用国际单位制验证下列表达式，可能正确的是()Asat(s为位移、a为加速度、t为时间)Bag(a为加速度、为动摩擦因数、g为重力加速度)CFm(F为作用力、m为质量、v为速度、R为半径)Dv(v为速度、R为半径、g为重力加速度)BD将等式两边各物理量的国际单位制单位代入后进行单
8、位运算，经过验证可知选项B、D可能正确9竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一只弹簧测力计，如图所示弹簧测力计的钩上悬挂一个质量m4 kg的物体，试分析下列各种情况下电梯具体的运动(g取10 m/s2)：(1)当弹簧测力计的示数T140 N，且保持不变；(2)当弹簧测力计的示数T232 N，且保持不变；(3)当弹簧测力计的示数T344 N，且保持不变(弹簧均处于伸长状态)解析(1)当T140 N时，根据牛顿第二定律T1mgma1，解得此时电梯的加速度a1 m/s20由此可见电梯处于静止或匀速直线运动状态(2)当T232 N时，根据牛顿第二定律T2mgma2，这时电梯的加速度a2 m/s22 m/s
9、2即电梯的加速度方向竖直向下，电梯加速下降或减速上升(3)当T344 N时，根据牛顿第二定律T3mgma3，这时电梯的加速度a3 m/s21 m/s2即电梯的加速度方向竖直向上，电梯加速上升或减速下降答案(1)静止或匀速直线运动状态(2)加速下降或减速上升(3)加速上升或减速下降10(多选)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像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t
10、4，物块处于失重状态C电梯可能开始停在低楼层，先加速上升，接着匀速上升，再减速上升，最后停在高楼层D电梯可能开始停在高楼层，先加速下降，接着匀速下降，再减速下降，最后停在低楼层BC在t1t2时间段内，物块超重，应向上加速或向下减速，t2t3时间段内，物块匀速或静止，t3t4时间段内，物块失重，应向上减速或向下加速，故选项B、C正确11(新情境题)如图甲所示，阿联酋迪拜哈利法塔，原名迪拜塔，塔高828 m，也被称为世界第一高楼楼层总数162层，配备56部电梯，最高速可达17.4 m/s游客乘坐观光电梯大约1 min就可以到达观光平台若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t0时由静止开始上升，
11、其加速度a与时间t的关系如图乙所示下列相关说法正确的是()甲乙At6 s时，电梯处于失重状态B753 s时间内，绳索拉力最小Ct59 s时，电梯处于超重状态Dt60 s时，电梯速度恰好为0D根据at图像可知当t6 s时刻电梯的加速度向上，电梯处于超重状态，故A错误；5355 s时间内，加速度的方向向下，电梯处于失重状态，绳子的拉力小于重力；而753 s时间内，a0，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小，故B错误；t59 s时，电梯减速向上运动，a0，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误；根据at图像与坐标轴所围的面积表示速度
12、的变化量，由几何知识可知，60 s内at图像与坐标轴所围的面积的代数和为0，所以速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以t60 s时，电梯速度恰好为0，故D正确12质量为10 g的子弹，以300 m/s的水平初速度射入一块竖直固定的木板，把木板打穿，子弹射出的速度为200 m/s若木板厚度为10 cm，求木板对子弹的平均作用力小明同学的解法如下，你同意他的解法吗？由运动学公式v2v2as得a m/s22.5103 m/s2由牛顿第二定律Fma10(2.5103)N2.5104 N解析不同意，原因是单位未统一到同一单位制中，正确解法如下：s10 cm0.1 m，m10 g102 kga m/s
13、2.5105 m/s2Fma102(2.5105)N2.5103 N，负号表示方向与速度方向相反答案2.5103 N方向与速度方向相反13如图甲所示，物体的质量m10 kg，放在升降机的底板上升降机由静止开始从底楼上升到顶楼过程中的vt图像如图乙所示，不计空气阻力，g取10 m/s2，求在这12 s内：甲乙(1)物体上升的高度；(2)物体对升降机底板压力的最大值；(3)物体对升降机底板压力的最小值解析(1)用面积表示位移，则物体上升的高度为h(312)6 m45 m(2)t0至t3 s内，物体加速上升，处于超重状态，加速度大小a12 m/s2，方向竖直向上由牛顿第二定律得F1mgma1，底板对物体支持力的最大值F1mgma1120 N根据牛顿第三定律，物体对底板压力的最大值为120 N(3)t6 s至t12 s内，物体减速上升，处于失重状态，加速度大小a21 m/s2，负号表示方向竖直向下由牛顿第二定律得F2mgma2，底板对物体的支持力的最小值为F2mgma290 N，根据牛顿第三定律，物体对底板压力的最小值为90 N答案(1)45 m(2)120 N(3)90 N