超重与失重定量计算试卷

超重与失重定量计算试卷一、选择题（每题5分，共30分）质量为50kg的人站在电梯内的体重计上，当电梯以2m/s²的加速度匀加速上升时，体重计的示数为（g取10m/s²）A.400NB.500NC.600ND.700N某物体在竖直方向运动过程中，其对水平支持面的压力为重力的1.2倍，则物体的加速度方向和大小为（g取10m/s²）A.竖直向上，2m/s²B.竖直向下，2m/s²C.竖直向上，12m/s²D.竖直向下，12m/s²一质量为m的小球用轻绳悬挂在升降机天花板上，当升降机以加速度a（a<g）匀减速下降时，绳的拉力大小为A.m(g+a)B.m(g-a)C.maD.mg某人站在体重计上，在电梯运动过程中发现体重计示数是其实际体重的0.8倍，则电梯可能的运动状态是A.匀加速上升，加速度大小为0.2gB.匀减速上升，加速度大小为0.2gC.匀加速下降，加速度大小为0.8gD.匀减速下降，加速度大小为0.8g质量为2kg的物体静止在台秤上，现用竖直向上的力F=10N作用于物体，则台秤的示数变为（g取10m/s²）A.10NB.20NC.30ND.40N在完全失重的空间站中，下列实验不能完成的是A.用弹簧测力计测量拉力B.用天平测量物体质量C.用打点计时器研究匀变速直线运动D.用单摆测定重力加速度二、填空题（每空4分，共24分）质量为m的物体放在电梯地板上，当电梯以加速度a竖直向上做匀减速运动时，物体对地板的压力大小为______；若电梯以加速度g竖直向下做匀加速运动，物体对地板的压力大小为______。某同学站在电梯中的体重计上，当电梯由静止开始向上做匀加速运动时，体重计示数为588N，已知该同学质量为50kg，g取9.8m/s²，则电梯的加速度大小为______m/s²，5s末电梯的速度大小为______m/s。一物体在竖直方向的升降机中处于超重状态，此时升降机可能的运动情况是：①______；②______。质量为10kg的物体在竖直向上的拉力作用下，以2m/s²的加速度匀加速上升，拉力的大小为______N（g取10m/s²）。三、计算题（共46分）（10分）质量为60kg的人站在竖直运动的电梯中，g取10m/s²。（1）若电梯以0.5m/s²的加速度匀加速下降，求人对电梯地板的压力大小；（2）若电梯以3m/s的速度匀速上升，求人对电梯地板的压力大小。（12分）如图所示，质量为M=5kg的木板放在水平地面上，木板上放置一质量为m=2kg的物块，现用竖直向上的力F作用于木板，使木板和物块一起以加速度a=1m/s²匀加速上升，g取10m/s²。求：（1）力F的大小；（2）物块对木板的压力大小。（12分）一弹簧测力计的量程为0~5N，下端悬挂一个质量为0.3kg的物体，当整个装置在竖直方向运动时，g取10m/s²。（1）若弹簧测力计示数为3.6N，判断装置的运动状态并求出加速度大小；（2）为使弹簧测力计不超量程，求装置向上运动的最大加速度。（12分）在升降机的水平地板上放有一质量为m=10kg的物体，物体与地板间的动摩擦因数μ=0.2，现用水平向右的力F=30N拉物体，使物体在地板上运动，g取10m/s²。（1）若升降机静止，求物体的加速度大小；（2）若升降机以a₀=4m/s²的加速度匀加速上升，求此时物体的加速度大小。四、附加题（10分）某同学在电梯中用手机APP测量加速度，当电梯从静止开始运动到停止的过程中，记录到电梯的加速度随时间变化的图像如图所示（取竖直向上为正方向）。已知该同学质量m=50kg，求在0~6s内，同学对电梯地板的最小压力和最大压力。参考答案及解析一、选择题C解析：对人受力分析，由牛顿第二定律得F_N-mg=ma，解得F_N=m(g+a)=50×(10+2)=600N，由牛顿第三定律知体重计示数为600N。A解析：压力大于重力，物体处于超重状态，加速度竖直向上，由F_N=m(g+a)得1.2mg=m(g+a)，解得a=0.2g=2m/s²。A解析：升降机匀减速下降时加速度竖直向上，由T-mg=ma得T=m(g+a)。B解析：示数为实际体重的0.8倍，物体处于失重状态，加速度竖直向下，可能为匀减速上升或匀加速下降，由mg-F_N=ma得a=0.2g。A解析：对物体受力分析，F+F_N=mg，解得F_N=mg-F=20-10=10N，台秤示数等于F_N。B、D解析：完全失重状态下，天平无法通过重力平衡测量质量，单摆周期公式中g=0，无法测定重力加速度；弹簧测力计可测量拉力，打点计时器不受重力影响。二、填空题7.m(g-a)；0解析：匀减速上升时加速度向下，F_N=m(g-a)；加速度为g向下时完全失重，压力为0。8.1.96；9.8解析：F_N=m(g+a)得588=50×(9.8+a)，解得a=1.96m/s²；v=at=1.96×5=9.8m/s。9.匀加速上升；匀减速下降解析：超重状态的加速度方向竖直向上，对应两种运动状态。10.120解析：由F-mg=ma得F=m(g+a)=10×(10+2)=120N。三、计算题11.（1）570N；（2）600N解析：（1）电梯匀加速下降，加速度向下，由mg-F_N=ma得F_N=m(g-a)=60×(10-0.5)=570N；（2）匀速运动时F_N=mg=600N。（1）77N；（2）22N解析：（1）对整体受力分析：F-(M+m)g=(M+m)a，解得F=(5+2)×(10+1)=77N；（2）对物块：F_N-mg=ma，解得F_N=2×(10+1)=22N，由牛顿第三定律知物块对木板压力为22N。（1）匀加速上升或匀减速下降，2m/s²；（2）6.67m/s²解析：（1）示数F=3.6N>mg=3N，处于超重状态，加速度向上，由F-mg=ma得a=(3.6-3)/0.3=2m/s²；（2）最大拉力F_m=5N，由F_m-mg=ma_m得a_m=(5-3)/0.3≈6.67m/s²。（1）1m/s²；（2）0.25m/s²解析：（1）摩擦力f=μmg=0.2×10×10=20N，加速度a=(F-f)/m=(30-20)/10=1m/s²；（2）升降机加速上升时，支持力F_N=m(g+a₀)=10×(10+4)=140N，摩擦力f'=μF_N=0.2×140=28N，加速度a'=(F-f')/m=(30-28)/10=0.2m/s²。四、附加题15.最小压力300N，最大压力700N解析：由a-t图像知，0~2s加速度a₁=4m/s²（超重），2~4s加速度a₂=0（平衡），4~6s加速度a₃=-2m/s²（失重）。最小压力对应失重阶段：F_min=m(g+a₃)=50×(10-2)=400N；最大压力对应超重阶段：F_max=m(g+a₁)=50×(10+4)=700N。命题说明考查范围：本试卷涵盖超重与失重的概念辨析、牛顿运动定律的应用、多物体系统分析、摩擦力与支持力的关联等核心知识点，难度梯度从基础计算到综合应用，适合高中物理必修一第三章复习使用。命题特点：结合生活场景（如电梯、体重计）和实验情境（弹簧测力计、打点计时器）