－教科版必修1 3.6 超重与失重 作业.DOC

3.6超重与失重 作业一、选择题1.人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中人和物体都处于完全失重状态。这种状态下，能做的实验是（ ）a.液体的表面张力实验b.用测力计测物体的重力c.用托里拆利管测舱内的气压d.用天平测物体的质量解析：在太空舱内处于完全失重状态，所以任何物体将不再对它的支持面有压力和对悬挂它的物体有拉力。所以，测力计不能用来测物体重力，天平也不能测物体的质量，托里拆利管也不能测气压，密度大的物体将不能下沉，密度小的也不能上浮，但液体的表面张力仍然存在。选项b、c、d中不能做，a项中能做。答案：a2.有关超重和失重的下列说法正确的是（ ）a.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态b.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态c.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态d.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态解析：由超重、失重和完全失重的概念可知，在加速度向下时处于失重状态，在加速度向上时处于超重状态，而相对地面静止不动时既不超重也不失重。答案：b3.在升降机中，一小球系于弹簧下端，如图所示，升降机静止时，弹簧伸长4 cm。升降机运动时，弹簧伸长2 cm，则升降机的运动情况可能是（ ）a.以1 m/s2的加速度加速下降b.以4.9 m/s2的加速度减速上升c.以1 m/s2的加速度加速上升d.以4.9 m/s2的加速度加速下降解析：弹簧伸长量减小为静止的一半，说明物体处于失重状态，系统具有向下的加速度且ag。故b、d项说法正确。答案：bd4.质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，现在升降机以加速度a在竖直方向上做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则（ ）a.升降机加速度方向竖直向下b.台秤示数减少mac.升降机一定向上运动d.升降机一定做加速运动解析：物体处于失重状态，加速度方向一定竖直向下，但速度方向可能向上，也可能向下，故a对，c、d错。由mgnma可知台秤示数减少ma，选项b对。答案：ab5.一水桶侧壁上不同高度处有两个小孔，把桶装满水，水从孔中流出，用手将桶提至高处，然后松手让桶落下，在水桶下落的过程中（ ）a.水仍以原速度从孔中流出b.水仍从孔中流出，但流速变快c.水几乎不从孔中流出d.水仍从孔中流出，但两孔流速相同解析：由题可知，桶内的水处于完全失重状态，水与桶之间无压力作用，选项c正确。答案：c6.如图所示，在原来静止的升降机的水平地板上放着一物体a，被一伸长的弹簧拉住而静止，突然发现物体a被弹簧拉回，则此可判断升降机的运动情况是（ ）a.匀速上升 b.加速上升c.减速上升 d.加速下降解析：物体受的摩擦力变小，才能被弹簧拉回，所以物体一定是处于失重状态，由于升降机原来静止，所以应加速下降，选项d正确。答案：d7.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图像如图乙所示。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t4，物块处于失重状态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：从ft图像可以看出，0t1，fmg，电梯可能处于静止状态或匀速运动状态；t1t2，fmg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上运动或减速向下运动；t2t3，fmg，可能静止或匀速运动；t3t4，fmg，电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能加速向下运动或减速向上运动。综上分析可知，b、c正确。答案：bc8.某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 n。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图3所示，电梯运行的vt图可能是(取电梯向上运动的方向为正)（ ）图3图4解析：由图可知，在t0t1阶段，弹簧秤示数小于实际重力，则处于失重状态，此时具有向下的加速度；在t1t2阶段，弹簧秤示数等于实际重力，说明电梯匀速运行或静止；在t2t3阶段，弹簧秤示数大于实际重力，则处于超重状态，具有向上的加速度，a、d正确。答案：ad二、非选择题9.质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，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。解析：(1)当升降机匀速上升时，人受到的支持力为n，由牛顿第二定律得：nmg0。故nmg6010 n600 n。根据牛顿第三定律，人对体重计的压力等于体重计对人的支持力。即体重计的示数，为600 n。(2)根据牛顿第二定律得nmgma，所以nmgma60(104)n840 n。根据牛顿第三定律，此时体重计的示数为840 n。(3)根据牛顿第二定律得mgnma，nmgma60(105)n300 n，根据牛顿第三定律，此时体重计的示数为300 n。答案：(1)600 n (2)840 n (3)300 n10.如图5所示是电梯上升的速度时间图像，若电梯地板上放一质量为20 kg的物体，则：(g取10 m/s2)图5(1)前2 s内和47 s内物体对地板的压力各为多少？(2)整个运动过程中，电梯通过的位移为多少？解析：(1)前2 s内的加速度a13 m/s2。由牛顿第二定律得f1mgma1。f1m(ga1)20(103) n260 n。47 s内电梯做减速运动，加速度大小a22 m/s2。由牛顿第二定律得mgf2ma2。f2m(ga2)20(102) n160 n。由牛顿第三定律得前2 s内和47 s内物体对地板的压力各为260 n和160 n。(2)7 s内的位移为x6 m27 m。答案：(1)260 n 160 n (2)27 m11.举重运动员在地面上能举起120 kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100 kg的重物，求升降机运动的加速度大小。若在以 2.5 m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g取10 m/s2)解析：运动员在地面上能举起120 kg的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力fm1g12010 n1 200 n。在运动着的升降机中只能举起10