沪科版必修1 5.5超重与失重 作业 (1).docVIP

同步测控我夯基 我达标1.下面关于超重与失重的判断正确的是（ ）a.物体做变速运动时，必处于超重或失重状态b.物体向下运动，必处于失重状态c.做竖直上抛运动的物体，处于完全失重状态d.物体斜向上做匀减速运动，处于失重状态解析：判断物体是否处于超重或失重状态，就是看物体有没有竖直方向的加速度。若物体加速度向下，则处于失重状态；若系统加速度向上，则处于超重状态。a、b两项均未指明加速度方向，无法判定是否发生超重和失重。c、d两项物体加速度均向下，故处于失重状态，c项中ag，故完全失重。答案：cd2.关于超重和失重，下列说法正确的是（ ）a.物体处于超重状态时，是指物体的重力增大了b.物体处于失重状态时，是指物体的“视重”减小了c.物体在完全失重的条件下，对支持它的支承面压力为零d.物体处于完全失重时，地球对它的引力消失了解析：（1）所谓“超重”和“失重”，并非是指物体在同一位置的重力变大或变小，而是物体的“视重”变大或变小了，所谓“视重”是指人由弹簧测力计等量具上看到的读数，实际上物体所受的万有引力、重力并未变。（2）“完全失重”是一种视重等于零的现象，物体处于完全失重时，对水平支承面的压力或对竖直悬绳的拉力等于零。（3）物体处于超重状态时，“视重”大于实重（即物体的重力）；处于失重状态时，“视重”小于实重;处于完全失重状态时，“视重”等于零。答案：bc3.某人站在升降机的底板的台秤上，他从台秤的示数看到自己的体重仅是正常时的，则由此判断升降机的运动情况可能是（ ）a.以a=g匀减速上升 b.以a=g匀加速上升c.以a=g匀减速上升 d.以a=g匀加速上升解析：设人的质量为m,则台秤对人的支持力为：f=mg对人应用牛顿第二定律，得mg-n=ma即mg-mg=ma解得加速度a=g，方向竖直向下，即可以以a=g得加速度向上做匀减速运动或以a=g的加速度向下做匀加速运动，所以只有c、d正确。答案：a4.在静止的升降机中有一天平，将天平左边放物体，右边放砝码，调至平衡，则下列说法中正确的是（ ）如果升降机匀加速上升，则天平右倾；如果升降机匀加速上升，则天平仍保持平衡；如果升降机匀加速下降，则天平左倾；如果升降机匀减速下降，则天平仍保持平衡；a. b. c. d.解析：升降机静止时，根据天平的测量原理，砝码和物体对托盘压力相等，天平平衡；当升降机加速或减速时，物体和砝码对托盘压力同比例变化，故天平仍平衡。答案：c5.在托盘的盘内固定一个倾角为30的斜面，现将一个重4 n的物体放在斜面上让其自由下滑，如图5-5-3所示，那么磅秤示数比不放物体时增加（ ）图5-5-3a.2 n b.4 n c.3 n d.2 n解析：物体自由下滑时agsin5 m/s2ayasin5sin302.5 m/s2对物体竖直方向mgnmgynmgmgy4 n1 n3 n由相互作用原理fyfy3 n,故选c.答案：c6.重2 kg的物体用弹簧测力计挂在竖直升降的电梯里，读数为26 n，由此可知，该物体处于_状态，电梯做_运动，其加速度大小为_m/s2。(取g=10 m/s2)解析：重力gmg=20 n,知mgf。故物体处于超重状态，电梯做变速运动。由牛顿第二定律得：f-mg=ma。解得：a=3 m/s2。答案：超重 变速 37.如图5-5-4所示，表示某人站在一架与水平面成角的以加速度a向上运动的自动扶梯台阶上，人的质量为m，鞋底与阶梯的动摩擦因数为。求此时人所受的摩擦力。图5-5-4解析：如图所示，建立直角坐标系并将加速度沿已知力的方向正交分解。水平方向加速度为：a2=acos，由牛顿第二定律知：f=ma2=macos。答案：fmacos8.某人在一个以2.5 m/s2的加速度匀加速下降的电梯内最多能举起80 kg的物体，则此人在地面上最多能举起多重的物体?若他在一匀加速上升的电梯内能举起40 kg的物体，则此电梯的加速度为多大?（g取10 m/s2）解析：“人最多能举起80 kg的物体”的意思是这个人能施加给外界物体的最大举力恰能使80 kg的物体以2.5 m/s2的加速度匀加速下降，因此只要能计算出这个举力的大小，就能知道这个人在地面上及在匀加速上升的电梯中能举起多重的物体。由题意可知，物体受力分析如图所示。由牛顿第二定律可知：mgfma,fmgma80（102.5） n=600 n,即人最大的举力是600 n。在地面上，由平衡条件可知：mgf,m60 kg。即在地面上，人最多能举起60 kg的物体。若它最多能举起40 kg的物体，此时由牛顿第二定律可知：fmgma，解得：a5 m/s2即物体的加速度为5 m/s2，方向竖直向上。答案：60 kg 5 m/s2 方向竖直向上9.一台起重机的钢索最大拉力为5104 n，起重最大时速为18 km/h，用它来吊起一个4 t的货物，为了安全，使货物达到最大速度的时间至少为多少秒？解析：对货物受力分析由牛顿第二定律得tmg=ma当钢索中的拉力t取极大值时，货物的加速度最大，达到最大速度的时间最短,代入数据可得amax=2.5 m/s2所以达最大速度的时间为tmin=max=2 s。答案：tmin=2 s10.如图5-5-5所示，竖直杆和它的底座的质量为m，杆上套一个质量为m的滑环，当滑环受到一个沿杆方向向上、大小为2mg的拉力作用时，环获得的加速度为g/2，此时底座对地面恰好无压力，试求m与m的关系。图5-5-5解析：对小环：f-mg-f=ma又f=2mga=对杆受重力mg和环对它向上的摩擦力f作用，两力平衡，据牛顿第三定律知：f=f=mg解得m=2m。答案：m=2m我综合 我发展11.在饮料瓶的下方戳一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶，小孔中有水喷出。放手让瓶自由下落，观察喷水的变化。解释这个现象。解析：当饮料瓶自由下落时，小孔没有水喷出。因为瓶和水均处于完全失重状态，瓶中各处的水（包括小孔处的水）的压强都是大气压强，故水不能从瓶中流出。答案：见解析12.请回答下列问题：（1）一斜面体放在粗糙的水平面上，把一物体以某一初速度抛出，使之沿斜面向上滑行，直到物体加速滑回出发点。在此过程中，如果斜面体始终相对水平面静止不动，则水平面对斜面体的支持力的大小比物体和斜面体总重力大还是小?（2）航天飞机在起飞阶段和返回大气层后下落阶段，机内的宇航员是处于超重状态还是处于失重状态?解析：（1）物体从斜面底端向上滑行时，或向下加速返回时，加速度总是沿斜面向下的，有竖直向下的加速度分量，物体处于失重状态。所以斜面体对物体的向上作用力小于物体的重力，进而可知，地面对斜面体的支持力总小于两者的重力之和。（2）航天飞机起飞阶段具有向上的加速度，返回大气层的下落阶段，是减速的阶段，所以加速度方向也向上，可见，在起飞和降落阶段，宇航员都处于超重状态。答案：（1）小 （2）超重13.如图5-5-6所示，一台升降机的地板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦因数为，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一根劲度系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上，开始时弹簧的伸长为x，弹簧对物体有水平向右的拉力，求：升降机怎样运动时，物体才能被弹簧拉动？图5-5-6解析：物体开始没有滑动是由于弹簧的拉力小于最大静摩擦力。这里fn，只有减小地面对物体的压力才能减少最大静摩擦力，当fnkx时物体开始滑动。取物体为研究对象，受力如图，当物体做向下的加速运动或向上的减速运动时，才能使地面对物体的压力减小，即gnma。联立两式得：a（gn）/m（mgkx/）/mgkx/m即升降机做agkx/m的向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，物体可以在地面上滑动。答案：做agkx/m的向下的加速运动或向上的匀减速运动14.一质量为m=40 kg的小孩在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6 s内体重计示数f的变化如图5-5-7所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10 m/s2。图5-5-7解析：由图可知，在02 s的时间内，体重计的示数大于mg，故电梯应做向上的加速运动。设在这段时间内体重计作用于小孩的力为f1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得：f1mgma1在这段时间内电梯上升的高度h1a1t12在25 s的时间内，体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻的电梯的速度，即v1a1t1在这段时间内电梯上升的高度h1=v1t2在