高中物理 第5章 力与运动 第4节 超重与失重课后训练 鲁科版必修1.doc

第4节超重与失重课后训练案巩固提升a组(20分钟)1.(多选)下列实例属于超重现象的是()a.游客乘坐升降机减速上升时b.游客乘坐升降机减速下降时c.跳水运动员被跳板弹起后,离开跳板向上运动的过程d.火箭点火后加速升空解析:当物体具有竖直向上的加速度时,物体处于超重状态。游客乘坐升降机减速上升时,加速度方向向下,处于失重状态,选项a错误;游客乘坐升降机减速下降时,加速度方向向上,处于超重状态,选项b正确;跳水运动员被跳板弹起后,离开跳板向上运动的过程中,只受重力和向下的阻力作用,加速度方向向下,处于失重状态,选项c错误;火箭点火后加速升空具有竖直向上的加速度,处于超重状态,选项d正确。答案:bd2.如图所示,一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动,且忽略空气阻力,则()a.容器自由下落时,小孔向下漏水b.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水c.将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水d.将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水解析:水与容器均处于完全失重状态,水不会从小孔漏出。答案:d3.(多选)在处于完全失重状态的电梯中,仍能进行正常测量的仪器有()a.天平b.弹簧测力计c.杆秤d.水银温度计解析:水银温度计是根据水银的热胀冷缩原理制成的,弹簧测力计是根据胡克定律做成的,跟重力的作用无关,所以在完全失重状态下仍可使用。需要特别说明的是弹簧测力计,在完全失重的情况下,虽然不能用来测量重力,但却可以用来测量拉力等。天平和杆秤不能发挥它们的功能,因为两物体对盘的压力总为零,与物体质量大小无关。答案:bd4.在“神舟”7号载人飞船顺利进入环绕轨道后,人们注意到这样一个画面:航天英雄翟志刚放开了手中的飞行手册,绿色的封面和白色的书页在失重的太空中飘浮起来。假设这时宇航员手中有一铅球,下面说法不正确的是()a.宇航员可以毫不费力地拿着铅球b.快速运动的铅球撞到宇航员,宇航员可以毫不费力地将其抓住c.快速运动的铅球撞到宇航员,宇航员仍然能感受到很大的撞击力d.投出铅球,宇航员可以观察到铅球做匀速直线运动解析:在太空中物体处于完全失重状态,宇航员可以毫不费力地拿着铅球,选项a正确;快速运动的铅球撞到宇航员时,铅球的运动状态会改变,这时宇航员与铅球之间会产生一个很大的相互作用力,故选项b错误,选项c正确;铅球被扔出后将做匀速直线运动,选项d正确。故选b。答案:b5.(多选)甲、乙两位同学组成研究性学习小组,在运动着的一升降机内做“研究物体超重和失重现象”实验,站在测力计上的甲同学发现自己的体重“增加”了20%,重力加速度为g,于是乙同学对该过程中升降机的运动情况作出了如下判断,其中可能正确的是()a.升降机以0.2g的加速度加速下降b.升降机以0.8g的加速度加速上升c.升降机以0.2g的加速度减速下降d.升降机以0.8g的加速度减速上升解析:根据牛顿第三定律可知,人的体重“增加”20%,也就是测力计对人的支持力增加20%。对人,由牛顿第二定律得120%mg-mg=ma,解得a=0.2g,所以升降机以0.2g的加速度加速上升或减速下降。答案:c6.(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,故选项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,故选项c正确。匀速下滑时系统处于平衡状态,故选项a正确。答案:abc7.在电梯中,把一重物置于水平台秤上,台秤与力的传感器相连,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(n-t)图象,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)由题中图象可知:电梯在启动阶段经历了4 s加速上升过程。(2)由牛顿第二定律可知n-mg=maam= m/s2=6.7 m/s2。答案:(1)4(2)6.7 m/s28.导学号93960095某人在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m2=50 kg的物体,则此升降机上升的加速度为多大?(g取10 m/s2)解析:当升降机以加速度a1=2 m/s2匀加速下降时,对物体有m1g-f=m1a1,f=m1(g-a1),得f=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= kg=60 kg。当升降机以a2匀加速上升时,对物体有f-m2g=m2a2,a2=-g= 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 kg2 m/s2b组(15分钟)1.(2014北京理综)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解析:物体在手掌的推力作用下,由静止竖直向上加速时,物体处于超重状态。当物体离开手的瞬间,只受重力作用,物体的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,故选项a、b、c错误;物体离开手的前一时刻,手与物体具有相同的速度,物体离开手的下一时刻,手的速度小于物体的速度,即在物体离开手的瞬间这段相同的时间内,手的速度变化量大于物体的速度变化量,故手的加速度大于物体的加速度,也就是手的加速度大于重力加速度,故d正确。答案:d2.如图所示,台秤上放置盛水的杯,杯底用细线系一木质小球,若细线突然断裂,则在小木球上浮到水面的过程中,台秤的示数将()a.变小b.变大c.不变d.无法判断解析:将容器和木球视为整体,整体受台秤垂直向上的支持力和竖直向下的重力。当细线被断裂后,其实际效果是在木球向上加速运动的同时,木球上方与该木球等体积的水球,将以同样大小的加速度向下加速流动,从而填补了木球占据的空间,由于水木,水球的质量大于木球的质量,故木球和水组成系统的质心有向下的加速度,整个系统将处于失重状态,故台秤的示数将变小。故选项b、c、d错误,正确选项为a。答案:a3.(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,如下图所示。现发现a突然被弹簧拉向右方,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:bc4.(多选)如图所示,圆环质量为m,经过环心的竖直杆ab上套有一质量为m的小环,今将小环沿杆ab以初速度v0竖直向上抛出(设杆ab足够长,小环不能达到a点),致使大圆环对地恰无作用力,则下列说法正确的是()a.小环上升时的加速度大小为b.小环上升时的加速度大小为gc.小环能上升的最大高度为d.小环上升到最高点后,在下降的过程中,大圆环对地一定有作用力解析:在上升过程中,小环受力如图所示。由牛顿第二定律得mg+f=ma大圆环受力如图所示:由平衡条件得f=mg联立两式可得a=g故选项a正确,选项b错误。小环向上做匀减速运动,有0-=-2ah上升最大高度为h=,选项c错误。小环下落过程中,小环对大圆环的摩擦力是向下的,故大圆环对地一定有作用力,选项d正确。答案:ad5.如图所示,倾斜索道与水平方向成37角,当载人车厢加速向上运动时,人对车厢底板的压力为人体重的1.25倍,这时人与车厢仍然是相对静止。则车厢对人的静摩擦力是人体重的多少倍?解析:对人受力分析如图所示,建立如图所示的直角坐标系,沿x方向:f=macos 。沿y方向:n-mg=masin ,n=1.25mg。由以上各式联立可得f=mg,即车厢对人的静摩擦力是人体重的。答案:6.导学号93960096一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,试求:(1)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,球对手的压力是多少?解析:(1)由题意可知,座舱先自由下落h1=75 m-30 m=45 m由h1=得t1=3 s下落45 m时的速度v1=gt1=30