沪科版必修1 5.5 超重与失重 作业 (2).doc

5.5 超重与失重 作业1.前苏联时期在空间站建立了一座实验室，不过现已坠毁于太平洋已知在这座空间站中所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验()a用天平称量物体质量b做托里拆利实验c验证阿基米德定律d用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律答案：d2下列哪个说法是正确的()a体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态b蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态c举重运动员在举起杠铃后的那段时间内处于超重状态d游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态解析：当物体具有向上的加速度时，即向上做加速运动或向下做减速运动时，物体处于超重状态；当物体具有向下的加速度时，即向下做加速运动或向上做减速运动时，物体处于失重状态只有选项b中运动员的加速度为重力加速度，方向竖直向下，处于失重状态，而且处于完全失重状态；在其他的选项中，运动员处于静止状态，即处于平衡状态答案： b3如图556所示，a为电磁铁，c为胶木秤盘，a和c(包括支架)的总质量为m，b为铁块，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于o点当电磁铁通电，铁块被吸引上升的过程中，轻绳上拉力f的大小为 ()afmgbmgf(mm)g答案： d4.如图所示，某人站在台秤上，向下蹲的过程中，台秤示数的变化情况是 ()a先变大后变小，最后等于他的重力b先变小后变大，最后等于他的重力c变大，最后大于他的重力d变小，最后小于他的重力解析：人下蹲开始阶段，有向下的加速度，处于失重状态，台秤示数小于人的重力，在人下蹲减速阶段，有向上的加速度，处于超重状态，台秤示数大于人的重力，当人下蹲过程结束，停下来时，人的加速度为零，台秤示数又等于人的重力，因此人下蹲的全过程中，台秤的示数先变小后变大，最后等于他的重力，只有b正确答案： b5如图所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长10 cm，运动时弹簧伸长 9 cm，则升降机的运动状态可能是(取g10 m/s2) ()a以a1 m/s2的加速度加速下降b以a1 m/s2的加速度加速上升c以a9 m/s2的加减度减速上升d以a9 m/s2的加速度加速下降解析：设物体的质量为m，弹簧的劲度系数为k，升降机静止时：kx1mg，升降机运动时：kx2mg，物体受的合外力向下，弹簧的拉力小于物体重力，物体处于失重状态，有向下的加速度，取向下为正方向，由牛顿第二定律得：mgkx2ma，将k代入上式得：ag1 m/s2可见升降机正以a1 m/s2的加速度加速下降或减速上升，只有a正确答案： a6.如图所示，用一根绳吊起金属小桶，在桶的下部钻两个小孔a、b，当桶内盛水时，水从a、b孔喷出当剪断绳，让小桶自由下落，如果空气阻力可以忽略，则在下落过程中 ()a水继续以相同速度喷出b水将不再从小孔中喷出c水将以更大速度喷出d水将以较小速度喷出答案：b7.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置，人在从p点落下到最低点c的过程中 ()a人在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态b在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态c在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态d在c点，人的速度为零，其加速度为零解析：判断人是处于超重状态还是失重状态，只要看人的加速度方向pa段人做自由落体运动，加速度为g，人处于完全失重状态；人从a到b的过程中，人的重力大于弹力，合力方向向下，加速度方向向下，人处于失重状态；b点，人的重力等于弹力，加速度为零；由b到c，人的重力小于弹力，合力方向向上，加速度方向向上，人处于超重状态当弹性绳伸长到c点时，物体处于最大超重状态答案：ab8如图，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降，加速度方向均向下，由于不计空气阻力，故均为完全失重，故选d.答案： d9一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量m15 kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m10 kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示，不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为(g10 m/s2)()a25 m/s2 b5 m/s2c10 m/s2 d15 m/s2答案： b10.如图所示，浸在水中的小球密度小于水的密度，固定在轻弹簧的一端，弹簧的另一端固定在容器的底部，当整个系统自由下落时，弹簧长度将 ()a变化b不变c恢复原长d条件不足，无法确定答案：c11质量是60 kg的人站在升降机的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取10 m/s2)(1)升降机匀速上升(2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升(3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降(4)升降机以重力加速度g加速下降(5)升降机以加速度a12 m/s2加速下降解析：以人为研究对象，作受力分析，如右图所示，人只受重力和支持力由牛顿第三定律知，人受到的支持力跟人对体重计的压力大小相等，所以体重计的读数即为支持力的大小(1)匀速上升时，a0，故nmg0，nmg6010 n600 n.(2)加速上升时，a向上，取向上为正，则 nmgma，故 nmgma(6010604)n840 n.(3)加速向下时，a向下，取向下为正，则mgnma，故 nmgma(6010605) n300 n.(4)ag向下时，取向下为正，则mgnma，故n0(完全失重)(5)当a12 m/s2，方向向下时，取向下为正，则mgnma，故nmgma(60106012) n120 n“”表示人已离开体重计，故此时体重计读数为零答案：(1)600 n(2)840 n(3)300 n(4)0(5)012美国密执安大学五名学航空航天工程的大学生曾经搭乘nasa的“vomit comet”飞机，参加了“低重力学生飞行机会计划(reduced gravity student flight opportunities program)”飞行员将飞机开到空中后，让其自由下落，以模拟一种无重力的环境每次上升下落过程中，可以获得持续25 s之久的零重力状态，这样，大学生们就可以进行不受引力影响的实验(如图)若实验时飞机离地面的高度不得低于500 m，大学生们最大可以承受两倍重力的超重状态，则飞机的飞行高度至少应为多少米？(重力加速度g取10 m/s2)解析：飞机的下落过程分为自由落体和匀减速运动两个过程，在匀减速运动过程中，大学生承受的最大支持力为两倍重力，故向上的加速度ag下落的高度h2gt210252 m6 250 m飞机飞行高度hh500 m6 750 m.答案：6 750 m13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)，图为杨利伟在船舱内(1)当飞船在起飞前杨利伟在船舱内平躺时，他对身体下面物体的压力多大？(2)假设飞船以加速度 8.6 m/s2竖直上升，这时他对座椅的压力多大？(3)杨利伟训练时承受的压力可达到8个g，这表示什么意思？(4) 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)当飞船在起飞前时，杨利伟在船舱内处于平衡状态，由力的平衡条件可得，他受的支持力为fnmg639.8 n617.4 n由牛顿第三定律得他对身体下面物体的压力为fnfn617.4 n(2)当飞船加速上升时，宇航员处于超重状态杨利伟在座椅弹力fn和自身重力的作用下产生向上的加速度a86 m/s2.由牛顿第二定律得fnmgma解得f