高三物理复习同步练习:超重与失重、瞬时问题

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失重超重高中物理练习题及讲解

失重超重高中物理练习题及讲解

失重超重高中物理练习题及讲解# 失重超重现象的高中物理练习题及讲解## 练习题一:失重状态下的物体题目:在一次太空旅行中,宇航员在失重状态下将一个质量为2kg的物体从舱内抛出。

假设物体在抛出时的速度为5m/s,求物体在失重状态下的动能。

解答:失重状态下,物体不受重力影响,动能的计算公式为:\[ KE = \frac{1}{2}mv^2 \]其中,\( m \) 是物体的质量,\( v \) 是物体的速度。

将题目中的数据代入公式,得:\[ KE = \frac{1}{2} \times 2 \times 5^2 = 25 \, \text{J} \] 所以,物体在失重状态下的动能为25焦耳。

## 练习题二:超重状态下的电梯题目:一个质量为60kg的人站在电梯内,电梯以2m/s²的加速度向上加速。

求此时人所感受到的重力。

解答:在超重状态下,人所感受到的重力等于其真实重力加上由于加速度产生的额外力。

真实重力为:\[ F_{\text{real}} = mg \]其中,\( m \) 是人的质量,\( g \) 是重力加速度(约9.8m/s²)。

代入数据得:\[ F_{\text{real}} = 60 \times 9.8 = 588 \, \text{N} \]由于电梯向上加速,人会感受到额外的力,这个力的计算公式为:\[ F_{\text{extra}} = ma \]代入数据得:\[ F_{\text{extra}} = 60 \times 2 = 120 \, \text{N} \]所以,人所感受到的总重力为:\[ F_{\text{total}} = F_{\text{real}} + F_{\text{extra}} =588 + 120 = 708 \, \text{N} \]## 练习题三:失重与超重的转换题目:一个质量为50kg的物体在自由落体过程中,从10m的高度开始下落。

高考物理一轮复习专题训练:3-3 超重与失重 瞬时问题.pdf

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3-3 超重与失重 瞬时问题 一、选择题 1.游乐园中,乘客乘坐能加速或减速运动的升降机,可以体会超重或失重的感觉,下列描述正确的是( ) A.当升降机加速上升时,游客是处在失重状态 B.当升降机减速下降时,游客是处在超重状态 C.当升降机减速上升时,游客是处在失重状态 D.当升降机加速下降时,游客是处在超重状态 [答案] BC [解析] 当物体的加速度方向向上时,处于超重状态,而加速度方向向下时,处于失重状态,由此判断选项B、C正确。

2.为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。

无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。

一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。

那以下列说法中正确的是( ) A.顾客始终受到三个力的作用 B.顾客始终处于超重状态 C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下 D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下 [答案] C [解析] 当电梯匀速运转时,顾客只受两个力的作用,即重力和支持力,故A、B都不对;由受力分析可知,加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力,故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方,而匀速时没有摩擦力,此时方向竖直向下,故选C。

3. (2013·北京海淀期中)如图所示,将物体A放在容器B中,以某一速度把容器B竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器B的底面始终保持水平,下列说法正确的是( ) A.在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零 B.上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力 C.下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力 D.在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力 [答案] A [解析] 把容器B竖直上抛,物体处于完全失重状态,在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零,选项A正确。

4. (2013·西南师大附中高三测试)细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示,以下说法正确的是(已知cos53°=0.6,sin53°=0.8)( ) A.小球静止时弹簧的弹力大小为mg B.小球静止时细绳的拉力大小为mg C.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g D.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g [答案] AD [解析] 细绳烧断前对小球进行受力分析如图所示,其中F1为弹簧的弹力,F2为细绳的拉力。

4.6 超重和失重 -同步练习(含答案)—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册

4.6 超重和失重  -同步练习(含答案)—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册

4.6 超重和失重-同步练习一、单选题1.2019年5月21日,中国选手王宇在国际田联世界挑战赛南京站跳高比赛中,以2米31的优异成绩夺得冠军。

如图所示,跳高运动员离开地面后,在空中经历了上升和下落两个过程,则运动员()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.上升和下落过程均处于超重状态D.上升和下落过程均处于失重状态2.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.荡秋千的小孩通过最低点时对秋千板的压力小于其重力3.湖南省张家界武陵源风景区内有一座建造在悬崖上的观光电梯,如图所示,该电梯垂直高度达335米,是目前世界上最高的双层户外观光电梯,同时也是载重最大、速度最快的客运电梯,被誉为“世界第一梯”。

假如你站在该观光电梯内,某段时间内你感觉到双脚“很受力”,下列说法正确的是()A.一定是你的重力变大了B.你可能正处于失重状态C.电梯可能处于下行阶段D.电梯一定正在加速运行4.如图所示,在教室里某同学在体重计上研究超重与失重.她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程.关于她的实验现象,下列说法中正确的是()A.只有“起立”过程,才能出现失重的现象B.只有“下蹲”过程,才能出现超重的现象C.“下蹲”的过程,先出现超重现象后出现失重现象D.“起立”“下蹲”的过程,都能出现超重和失重的现象5.如图所示,物块在水平放置的台式弹簧秤上保持相对静止,弹簧秤的示数为15N。

下列说法正确的是()A.若该装置此时正放在加速上升的电梯中,则物块的实际重力小于15NB.若该装置此时正放在经过拱桥最高点的汽车中,则物块的实际重力小于15NC.若该装置此时正放在月球的星球表面上,则物块的实际重力小于15ND.若该装置此时正放在匀速旋转的水平转台上并与水平转台保持相对静止,则物块的实际重力小于15N6.某同学找了一个用过的“易拉罐”,在靠近底部的侧面打了一个洞,用手指按住洞,向罐中装满水,然后将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,则()A.易拉罐上升的过程中,洞中射出的水速度越来越快B.易拉罐下降的过程中,洞中射出的水速度越来越快C.易拉罐上升、下降的过程中,洞中射出的水速度都不变D.易拉罐上升、下降的过程中,水不会从洞中射出7.晓玲同学在某次乘电梯过程中感觉到地板对自己的作用力变大了,则此时()A.她受的重力变大了B.她对电梯的压力变大了C.电梯一定在向上加速运动D.电梯可能向上减速运动8.如图所示为水上摩天轮的照片.假如乘客在轿箱中,随转轮始终不停地匀速转动,环绕一周需18分钟.试判断下列关于轿箱中乘客的说法正确的是()A.乘客受到的合外力为零B.乘客在乘坐过程中速度保持不变C.乘客对座椅的压力大小不变D.从最低点到最高点的过程中,乘客先超重后失重9.撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成三个阶段:持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落.撑杆跳高的过程中包含很多物理知识,下列说法正确的是()A.持杆助跑过程,重力的反作用力是地面对运动员的支持力B.撑杆起跳上升阶段,弯曲的撑杆对人的作用力大于人对撑杆的作用力C.撑杆起跳上升阶段先处于超重状态后处于失重状态D.最高点手已离开撑杆,运动员还能继续越过横杆,是因为受到了一个向前的冲力二、多选题10.在升降机内,一个人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,于是他做出了下列判断中正确的是()A.升降机以0.8g的加速度加速上升B.升降机以0.2g的加速度加速下降C.升降机以0.2g的加速度减速上升D.升降机以0.8g的加速度减速下降11.在厦门一中第60届校运会上,高二男生林子涵以“背越式“成功地跳过了1.96m的高度,成为校运会跳高冠军,创造了厦门一中跳高新记录。

高中物理(新人教版)必修第一册同步习题:超重和失重(同步习题)【含答案及解析】

高中物理(新人教版)必修第一册同步习题:超重和失重(同步习题)【含答案及解析】

第四章运动和力的关系6超重和失重基础过关练题组一对超重、失重现象的理解1.(2019宁夏银川一中高一上期末)如果说一个人在电梯中“超重”了,是指()A.人的重力减小B.人的重力增大C.人对电梯的压力减小D.人对电梯的压力增大2.(2019吉林长春外国语学校高一上期末)一个人站在电梯内的测力计上,若他发现体重变大了,则()A.电梯一定在加速下降B.电梯一定在减速上升C.电梯可能在加速上升D.只要电梯减速运动就会出现这种现象3.(2019辽宁沈阳育才中学高一上期中)关于超重和失重,下列说法正确的是()A.超重指的是物体的重力增加,失重指的是物体的重力减少,完全失重是指物体重力完全消失的现象B.站在减速下降的升降机中的人处于失重状态C.被踢出去的足球(忽略空气阻力)在飞行过程中处于失重状态D.举重运动员双手举住杠铃不动时,杠铃处于超重状态4.(2019福建厦门高一上期末)(多选)厦门海底世界的“海狮顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。

如图所示为一海狮把球顶向空中,并等其落下。

下列说法正确的是(忽略空气阻力)()A.球在最高点时受到重力和海狮对它的顶力作用B.球在最高点时速度为零,但加速度不为零C.球在上升过程中处于超重状态D.球在下落过程中处于失重状态5.(2019黑龙江哈尔滨三中高一上期末)在下列几种情况中,升降机绳索对同一悬挂物体拉力最小的是()A.以很大的速度匀速上升B.以很小的速度匀速下降C.以较小的加速度减速下降D.以较小的加速度加速下降题组二应用牛顿第二定律解决超重和失重问题6.(多选)在升降机内,一人站在体重计上,发现自己的体重减轻了20%,则下列判断可能正确的是(g取10m/s2)()A.升降机以8m/s2的加速度加速上升B.升降机以2m/s2的加速度加速下降C.升降机以2m/s2的加速度减速上升D.升降机以8m/s2的加速度减速下降7.(2019天津南开高一上期末)在以加速度a匀加速上升的电梯里,有一个质量为m 的人,下列说法正确的是(重力加速度大小为g)()①人的重力为m(g+a)②人的重力为mg③人对电梯的压力为m(g+a)④人对电梯的压力为m(g-a)A.①③B.①④C.②③D.②④8.(2019四川眉山高一上期末)如图所示,将小球用轻绳悬挂在升降机内,当升降机以2m/s2的加速度加速向上运动时轻绳拉力为12N,当升降机以2m/s2的加速度加速向下运动时轻绳拉力为(g取10m/s2)()A.8NB.10NC.12ND.14N9.(2020北京二中高一上期中)(多选)北京欢乐谷游乐场天地双雄是双塔太空梭。

必修一《超重和失重》同步练习与答案解析

必修一《超重和失重》同步练习与答案解析

《4.6超重和失重》同步练习一、选择题1.下列说法中正确的是( )A.只有正在向上运动的物体,才有可能处于超重状态B.超重就是物体所受的重力增大C.物体处于超重状态时,地球对它的引力变大D.超重时物体所受的重力不变2、.(多选)在升降机内,一人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,则下列判断可能正确的是(g取10 m/s2) ( )A.升降机以8 m/s2的加速度加速上升B.升降机以2 m/s2的加速度加速下降C.升降机以2 m/s2的加速度减速上升D.升降机以8 m/s2的加速度减速下降3. 如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是( )A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力4.(多选)一兴趣小组做了一次实验,实验时让某同学从桌子上跳下,自由下落H后双脚触地,他顺势弯曲双腿,他的重心又下降了h后停住,利用传感器和计算机显示该同学受到地面的支持力F随时间变化的图象如图所示。

根据图象提供的信息,以下判断正确的是( )A.在0至t2时间内该同学处于失重状态B. t2时刻该同学的加速度为零C. t3时刻该同学的速度达到最大D.在t3至t4时间内该同学处于超重状态5、下列关于超重、失重现象的说法正确的是()A.汽车驶过拱形桥顶端时处于失重状态,此时质量没变,重力减小了B.荡秋千的小孩通过最低点时处于失重状态,此时拉力小于重力C.宇航员在飞船内处于完全失重状态,而正在进行太空行走的宇航员在飞船外则处于平衡状态D.电梯加速上升时,电梯中的人处于超重状态,受到的支持力大于重力6、实验小组利用DS系统,观察超重和失重现象。

他们在学校电梯房内做实验,某次实验得到电梯内一物体的v-t图象如图所示,取竖直向上为正方向,下列说法错误的是A.物体在前38内的位移约为2.3mB.在0≤t<3s这段时间内,电梯内的物体处于超重状态C.在3s≤t≤8s这段时间内,电梯内物体的速度和加速度都在减小D.在3s<t<8s这段时间内,电梯内的物体受到的支持力小于重力7、撑杆跳是一种田径运动项目。

七(超重与失重,瞬时加速度问题)

七(超重与失重,瞬时加速度问题)

A 超重与失重 1.超重和失重产生的原因 超重和失重产生的原因是系统在竖直方向有了加速度.无论超重还是失重都是由竖直方向的加速度的方向决定的,与物体速度方向无关.2.对超重和失重现象的定量分析①超重物体具有向上的加速度,根据牛顿第二定律有:F -mg =ma 可解得F =m (g +a )>mg ②失重物体具有向下的加速度,根据牛顿第二定律有: mg -F =ma 可解得F =m (g -a )<mg ,当a =g 时,F =0.此时为完全失重状态.3.不论是超重,还是失重或完全失重,物体所受的重力 没有发生 改变,发生超重、失重或完全失重与物体运动的速度 无关,仅决定于物体运动的 加速度.在完全失重的状态下,平时一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力,液体柱不再产生向下的压强等.1如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量为m 的小球.小球上下振动时,框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间,小球的加速度大小为 ( )A.g B .g m m M - C .0 D .g m m M +2. 游乐园中,乘客乘坐能加速或减速运动的升降机,能够体会超重或失重的感觉,下列描述准确的是 ( )A .当升降机加速上升时,游客是处在失重状态B .当升降机减速下降时,游客是处在超重状态C .当升降机减速上升时,游客是处在失重状态D .当升降机加速下降时,游客是处在超重状态 3.原来做匀速直线运动的升降机内,有一被伸长的弹簧拉住的.具有一定质量的物体A 静止在地板上,如图所示.现发现A 突然被弹簧拉向右方,由此可判断,此时升降机的运动可能是 ( )A .加速上升B .减速上升C .加速下降D .减速下降4.如图所示,小球B 放在真空正方体容器A 内,球B 的直径恰好等于A 的内边长,现将它们以初速度v 0竖直向上抛出,下列说法中准确的是 ( )A .若不计空气阻力,上升过程中,A 对B 有向上的支持力B .若不计空气阻力,下落过程中,A 对B 没有压力C .若考虑空气阻力,下落过程中,A 对B 的压力向下D .若考虑空气阻力,上升过程中,A 对B 的压力向下5.若货物随升降机运动的v t -图像如题5图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图像可能是M m6.如图所示,兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况,在电梯地板上放置了一个压力传感器,将质量为4kg 的物体放在传感器上。

高中物理-超重和失重练习(含解析)

高中物理-超重和失重练习(含解析)

高中物理-超重和失重练习(含解析)[要点对点练]要点一:超重和失重1.下列关于超重与失重的说法中,正确的是( )A.超重就是物体的重力增加了B.失重就是物体的重力减少了C.完全失重就是物体的重力没有了D.不论是超重、失重,还是完全失重,物体所受的重力总是不变[解析]物体处于超重或者失重是指视重与重力的关系,并不是重力发生变化,A错误;物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力小于重力叫失重,但重力并不改变,B错误;当物体处于完全失重状态是指重力完全充当合外力,重力大小不变,C错误;不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的,D正确.[答案] D2.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的说法正确的是( ) 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]上升和下落的过程中,都是只受到向下的重力的作用,加速度的大小为重力加速度g,都处于完全失重状态,所以A、B、C错误,D正确.[答案] D3.一物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的上端固定在电梯的天花板上,在下列哪种情况下弹簧测力计的读数最小( )A.电梯匀加速上升,且a=g 3B.电梯匀加速下降,且a=g 3C.电梯匀减速上升,且a=g 2D.电梯匀减速下降,且a=g 2[解析]电梯匀加速上升,且a1=g3时,F1-mg=ma1,F1=43mg,电梯匀加速下降,且a2=g3时加速度方向向下,mg-F2=ma2,F2=23mg,电梯匀减速上升,且a3=g2时,加速度方向向下,mg-F3=ma3,F3=12mg,电梯匀减速下降,且a4=g2,加速度方向向上,F4-mg=ma4,F4=32mg,C正确.[答案] C要点二:超重与失重问题的求解方法4.如图所示,A为电磁铁,C为胶木盘,A和C(包括支架)总质量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于弹簧测力计的挂钩上,给电磁铁通电,在铁片被吸引上升的过程中,弹簧测力计的示数大小F为( )A.F=MgB.F=(M+m)gC.mg<F<(M+m)gD.F>(M+m)g[解析]电磁铁未通电时,弹簧测力计的示数等于A、B、C三者的重力之和,通电后,B将加速上升,系统处于超重状态,F>(M+m)g,故D正确.[答案] D5.在升降电梯内的地面上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,如图甲所示.电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计如图乙所示,在这段时间内下列说法中正确的是( )A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为g/5,方向一定竖直向下[解析]晓敏在这段时间内处于失重状态,是由于晓敏对体重计的压力变小了,而晓敏的重力没有改变,A错误;晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力,大小一定相等,B错误;以竖直向下为正方向,有:mg-F=ma,解得a=g5,方向竖直向下,但速度方向可能是竖直向上,也可能是竖直向下,C错误、D正确.[答案] D6.(多选)如右图所示,A、B两物体叠放在一起,当把A、B两物体同时竖直向上抛出时(不计空气阻力),则( )A.A的加速度大小小于gB.B的加速度大小大于gC.A、B的加速度大小均为gD.A、B间的弹力为零[解析] 对于A、B的整体,在抛出之后,只受重力作用,其加速度必然为g,方向竖直向下.假定A、B之间的弹力不为零,设A对B的压力为F AB、对B进行受力分析,如图所示,由牛顿第二定律得F+m B g=m B g,则F AB=0AB所以A、B之间无弹力作用,A、B两物体各自只受重力作用,加速度均为g.选项A、B错误,选项C、D正确.[答案]CD[综合提升练]7.(多选)悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子挂着质量为m的物体,电梯静止时弹簧测力计的示数为G=mg,下列说法中,正确的是( )A.当电梯匀速上升时,弹簧测力计的示数增大,电梯匀速下降时,弹簧测力计的示数减小B.只有电梯加速上升时,弹簧测力计的示数才会增大,只有电梯加速下降时,弹簧测力计的示数才会减小C.不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向上,弹簧测力计的示数一定增大D.不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向下,弹簧测力计的示数一定减小[解析]超重是加速度方向向上,示数大于重力;失重是加速度方向向下,示数小于重力,与运动方向无关,因此选项A、B错误、C、D正确.[答案]CD8.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.举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于超重状态C.跳高运动员到达空中最高点时处于平衡状态D.蹦床运动员跳离蹦床在空中上升与下降时均处于失重状态[解析]游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于平衡状态,不是失重状态,选项A错误;举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于平衡状态,选项B错误;跳高运动员到达空中最高点时,加速度为g,没有处于平衡状态,选项C错误;蹦床运动员跳离蹦床在空中上升与下降时,加速度均为g,故均处于失重状态,选项D正确.[答案] D9.(多选)如图所示,小敏正在做双脚跳台阶的健身运动.若忽略空气阻力,小敏起跳后,下列说法正确的是( )A.上升过程处于超重状态B.下降过程处于超重状态C.上升过程处于失重状态D.下降过程处于失重状态[解析]若忽略空气阻力,小敏起跳后,在空中运动的过程中只受重力,加速度就是重力加速度,则小敏起跳后,上升过程与下降过程均处于失重状态,故C、D两项正确.[答案]CD10.杂技表演魅力无穷,给人美的视觉享受,两位同学在观看空中吊绳表演时,关于吊绳拉着演员在竖直方向运动时的物理问题展开讨论,下列说法中正确的是( ) A.在向上匀速运动时,吊绳对演员的拉力大于演员的重力B.在向上加速运动时,吊绳对演员的拉力大于演员的重力C.在向上匀速运动时,吊绳对演员的拉力大于演员对吊绳的拉力D.在向上加速运动时,吊绳对演员的拉力大于演员对吊绳的拉力[解析]向上匀速运动时,演员处于平衡状态,吊绳对演员的拉力等于演员的重力,故A错误;在向上加速运动时,演员处于超重状态,吊绳对演员的拉力大于演员的重力,故B正确;吊绳对演员的拉力与演员对吊绳的拉力是一对相互作用力,总是大小相等,方向相反,故C、D错误.[答案] B11.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,则此升降机上升的最大加速度为多大?(取g=10 m/s2)[解析]设此人在地面上的最大“举力”是F,那么他在以不同的加速度运动的升降机中最大“举力”仍为F,以物体为研究对象:当升降机以加速度a1=2 m/s2匀加速下降时,对物体有:m 1g-F=m1a1,即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.m 0=Fg=60010kg=60 kg.当升降机以a2匀加速上升时,对物体有:F-m2g=m2a2,a 2=Fm2-g=⎝⎛⎭⎪⎫60050-10 m/s2=2 m/s2.故升降机匀加速上升的加速度为2 m/s2.[答案]60 kg 2 m/s212.某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验,实验装置如图1所示.将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上,实验员站在健康秤上,相对健康秤静止.电动扶梯由静止开始斜向上运动,整个运动过程可分为三个阶段,先加速、再匀速、最终减速停下.已知电动扶梯与水平方向夹角θ=37°.重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系如图2所示.(1)画出加速过程中实验员的受力示意图;(2)求该次测量中实验员的质量m;(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2.[解析](1)加速过程中实验员受到重力mg、静摩擦力F f、支持力F,如图所示.(2)3~6 s电梯做匀速运动,实验员受力平衡F2=mg=600 N,m=60 kg.(3)加速阶段,竖直方向F1-mg=ma1sin37°解得a1=59m/s2=0.56 m/s2减速阶段,竖直方向mg-F3=ma2sin37°解得a2=0.42 m/s2.[答案](1)图见解析(2)60 kg (3)0.56 m/s2 0.42 m/s2。

高考物理-超重、失重训练习题

高考物理-超重、失重训练习题

超重 失重 每日一练(一)1.如图,两轻质弹簧和质量均为m 的外壳组成甲、乙两个弹簧测力计。

将挂有质量为M 的重物的乙秤倒钩在甲的挂钩上,某人手提甲的提环,向下做加速度a =0.25g 的匀减速运动,则下列说法正确的是( )A.甲的示数为1.25(M+m )gB.甲的示数为0.75(M+m )gC.乙的示数为1.25MgD.乙的示数为0.75Mg2.一个容器装了一定量的水,容器中有空气,把这个容器带到绕地球运转的宇宙飞船中,则容器中的空气和水的形状应如图中的( )A B C D 3.如图所示,升降机的地板上放有重力为的物体,它受升降机地板的支持力大小为,它对升降机地板的压力大小为,下列说法正确的是( )A.不管升降机怎样运动,总有 B. 当升降机自由下落时,C. 当时,升降机一定处于加速上升状态D. 当时,物体超重,升降机的加速度一定向上4.如图所示,A 、B 两个带异种电荷的小球,分别被两根绝缘细线系在木盒内的一竖直线上,静止时,木盒对地的压力为F N ,细线对B 的拉力为F ,若将系B 的细绳断开,下列说法中正确的是( )A.刚断开时,木盒对地压力仍为F NB.刚断开时,木盒对地压力为(F N +F )C.刚断开时,木盒对地压力为(F N -F )D.在B 上升过程中,木盒对地压力逐渐变大5. “天地双雄”是欢乐谷的一项游乐设施,它的两座高度均为五十多米的高塔竖直矗立在游乐场上,塔的四周安装有可以上下运动的座椅,乘客坐在座椅上随着座椅运动,若在下降过程中加速度a 随时间t 变化的图线如图2所示,以竖直向下为a 的正方向,则( )A. 人对座椅的压力在t 1时刻最大B. 人对座椅的压力在t 4时刻最大C. 在t 1~t 2时间内,人处于超重状态D. 在t 3~t 4时间内,人处于失重状态6.(北师大附属实验中学2012届高三上学期期中试卷)如图所示,在高为L 的木箱abcd 的底部放有一个小物体Q (可视为质点),现用力F 向上拉绳,使木箱由静止开始运动,若保持拉力的功率不变,经过t 时间,木箱达到最大速度,这时让木箱突然停止,小物体由于具有惯性会继续向上运动,且恰能..达到木箱顶端。

瞬时问题——超重失重 练习题

瞬时问题——超重失重  练习题

3.4超重与失重瞬时问题---当堂训练:
1、下列关于超重、失重现象的描述中,正确的是()
A.荡秋千时当秋千摆到最低位置时,人处于失重状态
B.列车在水平直轨道上加速行驶,车上的人处于超重状态
C.在国际空间站内的宇航员处于完全失重状态,因为这时候宇航员不受重力了
D.电梯正在减速下降,人在电梯中处于超重状态
2、如图3-2-9所示,A、B质量均为m,中间有一轻质弹簧相连,A 用绳悬于O点,当突然剪断OA绳时,关于A物体的加速度,下列说法正确的是()
A.0
B.g
C.2g
D.无法确定
3.(2010年山东潍坊质检)压敏电阻的阻值会随
所受压力的增大而减小.一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置,如图3-3-10甲所示,将压敏电阻平放在升降机内,受压面朝上,在上面放一物体m,升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示,则在此过程中()
A.物体处于失重状态
B.物体处于超重状态
C.升降机一定向上做匀加速运动
D.升降机可能向下做匀减速运动
4、(2010年广东江门调研)如图3-7所
示,两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接.两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则()
图3-7
A.弹簧秤的示数是10 N
B.弹簧秤的示数是50 N
C.在突然撤去F2的瞬间,弹簧秤的示数不变
D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变
1、D
2、C
3、BD. 4C。

1超重和失重同步练习

1超重和失重同步练习

超重和失重同步练习(答题时间:30分钟)1. 下列实例属于超重现象的是()A. 汽车驶过拱桥顶端时B. 火箭点火后加速升空时C. 跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动时D. 体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时2. 有关超重和失重,以下说法中正确的是()A. 物体处于超重状态时,所受重力增大,处于失重状态时,所受重力减小B. 竖直上抛的木箱中的物体处于完全失重状态C. 在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,升降机必定处于下降过程D. 站在月球表面的人处于失重状态3. 伦敦第三十届夏季奥运会于北京时间2012年7月28日开幕,关于各项体育运动的解释,下列说法正确的是()A. 蹦床运动员在空中上升到最高点时处于超重状态B. 跳高运动员在越杆时处于平衡状态C. 举重运动员在举铃过头停在最高点时,铃处于平衡状态D. 跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性,以便跳得更远4. 如图所示为跳水运动员最后踏板的过程:运动员从高处落到处于自然状态的跳板A位置上,同跳板一起向下运动到最低点B位置。

运动员从A运动到B的过程中,下列说法正确的是()A. 运动员到达A位置时处于失重状态B. 运动员到达B位置时处于超重状态C. 运动员的速度一直在增大D. 运动员的加速度一直在增大5. (北京西城模拟)一座大楼中有一部直通高层的客运电梯,电梯的简化模型如图1所示。

已知电梯在t=0时由静止开始上升,电梯的加速度a随时间t的变化如图2所示。

一质量为M的乘客站在电梯里,电梯对乘客的支持力为F。

根据图2可以判断,力F大小不变,且F<Mg的时间段为()A. 1~8 s内B. 8~9 s内C. 15~16 s内D. 16~23 s内6. 一位同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中,其v -t 图象如图所示。

下列说法正确的是( )A. 前2 s 内该同学处于超重状态B. 前2 s 内该同学的加速度是最后1 s 内的2倍C. 该同学在10 s 内的平均速度是1 m/sD. 该同学在10 s 内通过的位移是17 m7. 关于超重和失重的下列说法中,正确的是 ( )A. 超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了B. 物体做自由落体运动时处于完全失重状态,所以做自由落体运动的物体不受重力作用C. 物体具有向上的速度时处于超重状态,物体具有向下的速度时处于失重状态D. 物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在且不发生变化8. 下列说法正确的是( )A. 体操运动员双手握住单杠吊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. 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态9. 在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg ,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示。

高三物理总复习 3-3超重与失重 瞬时问题同步练习 新人教版

高三物理总复习 3-3超重与失重 瞬时问题同步练习 新人教版

3-31.0m1.0m0.5m0.5m g-F N=ma⇒F N=F N′=mg-a;当电梯匀加速上升或匀减速下降时,电梯处于超重状态,设人受到体重计的支持力为F N1,人对体重计的压力F N1′,由牛顿第二、第三定律可得:F N1-mg=ma⇒F N1=F N1′=mg +a,代入具体数据可得B正确.4.2022·西宁模拟如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为g inθB.B球的受力情况未变,瞬时加速度为零C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2g inθD.弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为零[答案]BC[解析] 线烧断瞬间,弹簧弹力与原来相等,B球受力平衡,a B=0,A球所受合力为mg inθ+=2mg inθ,故a A=2g inθ5.如图所示,A为电磁铁、C为胶木秤盘,A和C包括支架的总质量为m1,B为铁片,质量为m2,整个装置用轻绳悬挂于O点,当电磁铁通电,铁片被吸引加速上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为A.F=m1g B.m1gm1+m2g[答案] D[解析] 对整体应用牛顿运动定律.取A、B、C为系统,B向上加速,整体处于超重状态,F>m1+m2g,选D的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的劲度系数为的轻质弹簧,如图所示.当物块与弹簧接触且向右运动的过程中,下列说法正确的是A.物块在接触弹簧的过程中一直做减速运动B.物块接触弹簧后先加速后减速,当弹力等于F时其速度最大C.当弹簧处于压缩量最大时,物块的加速度等于F/mD.当物块的速度为零时,弹簧的压缩量等于F/[答案] B[解析] 物块接触弹簧后,弹簧形变量逐渐增大,开始一段时间弹力小于F,所以物块会继续向右加速,直到弹力等于F,此时加速度为0,但速度达到最大;物块继续向右运动,弹簧形变量继续增大,弹力大于F,加速度方向变为向左,开始减速,直到速度为零,故A 错,B对;由于无法得到物块接触弹簧时的速度,弹簧的最大形变量无法得知,故加速度不能确定,故C错;物块速度为零时,弹簧压缩量必大于F/,故D错.7某同学为了研究超重和失重现象,将重为50N的物体带进竖直升降的电梯中,放置在压力传感器的水平载物面上.电梯由启动到停止的过程中,测得压力F—时间t变化的图象如图所示.设在t1=3和t2=8时电梯的速度分别为v1和v2,由此他做出判断A.电梯在上升,v1>v2B.电梯在上升,v1v2[答案] B[解析] 在0~4内,F>mg,故物体处于超重状态,电梯具有向上的加速度,电梯一定加速上升,而且在t=3时电梯正在加速,而t=8时的电梯的速度与电梯在t=4时的速度相等,故有v1<v2,所以只有B正确.8.2022·苏北四市二调在探究超重和失重规律时,一位体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作.传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象,则下列图象中可有正确的是[答案] D[解析] 发生超重和失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向,当加速度向上时就超重,当加速度向下时就失重.完成一次下蹲动作,它包括的物理过程是:先加速向下运动,然后减速向下运动,对应的加速度方向是先向下,后向上,即先失重后超重,对应的选项是D二、非选择题9.一个质量是50kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤,弹簧秤下面挂着一个质量为m A=5kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧秤的示数为取10m/2,求此时人对地板的压力.[答案]400N 方向竖直向下[解析] 以A为研究对象,对A进行受力分析如图所示,选向下的方向为正方向,由牛顿第二定律可得m A g-F T=m A a,所以a=错误!=错误!m/2=2m/2再以人为研究对象,他受到向下的重力m人g和地板的支持力F N仍选向下的方向为正方向,同样由牛顿第二定律可得m人g-F N==m人g-m人a=50×10-50×2 N=400N由牛顿第三定律可知,人对地板的压力为400N,方向竖直向下.10.完整的撑秆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段,持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落.运动员从静止开始以加速度a=1.25m/2匀加速助跑,速度达到v=9.0m/时撑杆起跳,到达最高点时过杆的速度不计,过杆后做自由落体运动,重心下降h2=4.05m时身体接触软垫,从接触软垫到速度减为零的时间t=已知运动员的质量m=65kg,重力加速度g 取10m/2,不计空气的阻力,求:1运动员起跳前的助跑距离;2假如运动员从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动,求软垫对她的作用力大小.[答案]132.4m 21300N[解析] 1设助跑距离为,由运动学公式v2=2a解得:=错误!=2运动员过杆后做自由落体运动,设接触软垫时的速度为v′,由运动学公式有:v′2=2gh2设软垫对运动员的作用力为F,由牛顿第二定律得F-mg=ma′由运动学公式a′=错误!解得:F=1300N11.2022·北京东城区检测杂技中的“顶竿”是由两个演员共同表演,站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿,另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑.若竹竿上演员自竿顶由静止开始下滑,滑到竹竿底部时速度正好为零.已知竹竿底部与下面顶竿人肩部之间有一传感器,传感器显示竿上演员自竿顶滑下过程中顶竿人肩部的受力情况如图所示.竹竿上演员质量为m1=40kg,竹竿质量m2=10kg,g=10m/21求竹竿上的人下滑过程中的最大速度v1;2请估测竹竿的长度h[答案]14m/ 212m[解析] 1在演员下滑的前4内,顶竿人肩部对竹竿的支持力为F1=460N,竹竿和上面的演员总重力为500N,人匀加速下滑,加速度为a1, a1=错误!=1m/2演员由静止下滑,下滑4后达到最大速度v1,有v1=a1t1=4m/2在演员下滑的前4,为匀加速下滑,下滑距离为h1h1=错误!t1=8m在演员下滑的4~6,为匀减速下滑,下滑距离为h2h2=错误!t2=4m,竹竿的长度h=h1+h2=12m12如图所示,台秤上有一装水容器,容器底部用一质量不计的细线系住一个空心小球,体积为×10-3m3,1kg;剪断细线后,在小球上升的过程中,台秤的读数是多少ρ水=1×103kg/m3.[答案][解析] 剪断细线后,空心小球加速上升,处于超重状态,根据牛顿第二定律得ρ水gV-mg=ma解得空心小球的加速度为a=错误!-g=错误!g=错误!×10m/2=2m/2在空心小球加速上升的同时,同体积的“水球”以同样大小的加速度向下流动填补小球原来占据的空间.处于失重状态,该“水球”的质量为m′=ρ水V=这时台秤对容器的支持力为F=40N+ma-m′a=40N+1×2N-×2N=根据牛顿第三定律,台秤所受的压力即台秤的读数为F′=40N+ma-m′a=。

物理高考复习第2讲 牛顿第二定律应用(一)——瞬时、超重和失重及临界极值问题课时限时练

物理高考复习第2讲 牛顿第二定律应用(一)——瞬时、超重和失重及临界极值问题课时限时练

课时限时练(限时:30分钟)对点练1 瞬时问题1.(2020·福建龙岩市期末质量检查)如图1所示,在倾角为θ=30°的光滑固定斜面上,物块A 、B 质量均为m 。

物块A 静止在轻弹簧上端,物块B 用细线与斜面顶端相连,A 、B 靠在一起,但A 、B 之间无弹力。

已知重力加速度为g ,某时刻将细线剪断,下列说法正确的是( )图1A.细线剪断前,弹簧的弹力为mgB.细线剪断前,细线的拉力为mgC.细线剪断瞬间,弹簧的弹力发生变化D.细线剪断瞬间,物块B 的加速度大小为14g答案 D解析 细线剪断前,由于A 、B 之间无弹力,对A 分析可以得到弹簧的弹力F =mg sin θ=12mg ,对B 分析可以得到F T =mg sin θ=12mg ,故A 、B 错误;细线剪断瞬间,弹簧的弹力不变,故C 错误;细线剪断瞬间,对A 、B 系统,加速度大小a =2mg sin θ-F 2m=14g ,故D 正确。

2.如图2所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量均为m ,2、4质量均为m 0,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。

现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a 1、a 2、a 3、a 4。

重力加速度大小为g ,则有( )图2A.a 1=a 2=a 3=a 4=0B.a 1=a 2=a 3=a 4=gC.a 1=a 2=g ,a 3=0,a 4=m +m 0m 0g D.a 1=g ,a 2=m +m 0m 0g ,a 3=0,a 4=m +m 0m 0g 答案 C解析 在抽出木板的瞬间,物块1、2与轻杆接触处的形变立即消失,物块1、2受到的合力大小均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a 1=a 2=g ;物块3、4间轻弹簧的形变还没改变,此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为F =mg ,因此物块3满足F -mg =0,即a 3=0;对物块4由牛顿第二定律得a 4=F +m 0g m 0=m 0+m m 0g ,故C 正确,A 、B 、D 错误。

高中物理高考复习《牛顿运动定律:超重与失重问题》练习题

高中物理高考复习《牛顿运动定律:超重与失重问题》练习题

3-4 超重与失重问题1.(08山东卷)直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物质的箱子,如下图。

设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子着落速度的平方成正比,且运动过程中箱子一直保持图示姿态。

在箱子着落过程中,以下说法正确的选项是A.箱内物体对箱子底部一直没有压力B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体遇到的支持力最大C.箱子靠近地面时,箱内物体遇到的支持力比刚投下时大D.若着落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”2、( 10 浙江卷)如下图, A、B 两物体叠放在一同,以同样的初速度上抛(不计空气阻力)。

以下说法正确的选项是 b5E2RGbCAPA. 在上涨和降落过程中 A 对 B 的压力必定为零B. 上涨过程中 A 对 B 的压力大于 A 对物体遇到的重力C. 降落过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体遇到的重力D. 在上涨和降落过程中 A 对 B 的压力等于 A 物体遇到的重力O3.某人站在一台秤上,当他忽然下蹲的过程中,台秤读数(不考虑台秤惯性)()A A.先变大后变小,最后等于他的重力B.变大,最后等于重力B C.先变小后变大,最后等于他的重力D.变小,最后等于他的重力C图 3-4-2 4.图 3-4-2 中 A为电磁铁, C为胶木盘, A和 C(包含支架)的总质量为M, B为铁片,质量为 m,整个装置用轻绳挂于 O点.当电磁铁通电,铁片被吸引上涨的过程中,轻绳上拉力F的大小为() p1EanqFDPw A.F=mg B.Mg <F<(M+m)gC. F=(M+m)g D. F>(M+m)g5.一物体搁置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加快上涨的电梯中,加快度为a,如图 3-4-3 所示,在物体相对于斜面静止的条件下,以下说法中正确的选项是() DXDiTa9E3dA.当θ一准时, a越大,斜面对物体的正压力越小a B.当θ一准时, a越大,斜面对物体的摩擦力越大θC.当 a一准时,θ越大,斜面对物体的正压力越小图 3-4-3 D.当 a一准时,θ越大,斜面对物体的摩擦力越小6.如图 3-4-4所示,一质量为 M 的楔形木块放在圆滑水平桌面上,它的顶角为90°,两a b底角为α和β;a 、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块.已知全部接触面都是M 圆滑的.现发现 a 、b沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌βα面的压力等于()RTCrpUDGiTA. Mg +mg B. Mg +2mg 图 3-4-4 C. Mg +mg(sin2α+sin2β) D.Mg +mg(cos2α+cos2β)7.如图 3-4-5 所示,装水容器中有一木块用线连结在底部,整个装置的重力为G,并静止放在桌面上.假如水中的线忽然断了,则在木块上调过程中,对于容器对桌面的压力 W,有()5PCzVD7HxA图 3-4-5A. W>G B. W=G C.W<G D.条件不足没法判断8.轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,电梯中有质量50kg 的乘客,如图3-4-6 所示,在电梯运转时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止轻质弹簧伸长量的一半,这一现象表示( g=10m/s2)() jLBHrnAILgA.电梯此时可能正以1m/s 2大小的加快度加快上涨,也可能是以1m/s 2大小的加快度减速降落B.电梯此时不行能以1m/s2大小的加快度减速上涨,只好是以 5m/s 2大小的加速度加快降落C.电梯此时正以 5m/s 2 大小的加快度加快上涨,也可能是以 5m/s 2大小的加快图 3-4-6 度减速降落D.不论电梯此时是上涨仍是降落,也不论电梯是加快仍是减速,乘客对电梯地板的压力大小必定是250N9.质量为m=5kg 的物体,置于一粗拙的斜面上,如图3-4-7 所示,用一平行于斜面的大小为40N 的力 F 拉物体,使物体沿斜面向上以2m/s 2的加快度为加快运动,斜面静止,已知斜面的倾角θ=30°,斜面的质量为M =10kg ,取g=10m/s2,求地面对斜面的支持力和摩擦力. xHAQX74J0X FmMθ图 3-4-710.如图 3-4-8所示,托盘测力计放一重5N的倾角α=37 °的斜木块,现将一个重 5N的小木块无摩擦地从斜面上滑下,在木块下滑过程中,测力计示数为多大?LDAYtRyKfEα图 3-4-811.一位同学为研究磁悬浮列车的运动,将一个盛着水的玻璃方口杯放在车内的水平台面上,如图 3-4-9 所示,方口杯内水面 AB 边长 8 cm,列车在做直线运动中的某一时辰,他发现电子信息屏上显示的车速为 72 km/h ,杯中的前侧水面降落了0.5cm,此现象向来稳固到车速为288 km/h 时,前侧水面才开始上涨,则在前述稳固阶段时列车的位移为多少?若该列车总质量为4 23×10 kg,所受阻力 f = k v (已知 k =2Ns2 /m 2, v 为速率、单位 m/s),试写出前述稳固阶段列车电动机牵引力对于时间B t 的表达式.Zzz6ZB2LtkA图3-4-912、( 2009 年江苏卷) 13.航模兴趣小组设计出一架遥控飞翔器,其质量m =2 ㎏,动力系统供给的恒定升2 力 F =28 N。

[精]高考物理专题-超失重、瞬时性问题-例题详解全

[精]高考物理专题-超失重、瞬时性问题-例题详解全

高考物理专题-超失重、瞬时性问题-例题详解全
【题型解码】
1.解决动力学两类基本问题的思路
(1)做好受力分析,分析出物体受到的各个力,判断合力的方向,表示出合力与各力的关系;
(2)做好运动过程分析,分析物体的运动性质,判断加速度的方向,并表示出加速度与运动各量的关系;
(3)求解加速度是解决问题的关键;
(4)力的处理方法一般用合成法或正交分解法.
2.瞬时加速度的两种模型
(1)刚性绳(或接触面):发生明显形变就产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢时间
(2)轻弹簧(或弹性绳):两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要较长
时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小通常可以看做保持不变.
3. 超重和失重
(1)超重现象:当物体具有加速度a向上时,即物体所做的运动为加速上升或者减速下降.物体对支持物的压力
(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象,称为超重现象.
(2)失重现象:当物体具有加速度a向下时,即物体所做的运动为加速下降或者减速上升. 物体对支持物的压力
(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象,称为失重现象.
(3)完全失重:当物体具有加速度a向下且a=g时,即物体所做的运动为自由落体或者竖直上抛等抛体运动.
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零,称为完全失重现象.。

逝捡学校高中物理超重和失重 同步练习1

逝捡学校高中物理超重和失重 同步练习1

捐损州都哲市逝捡学校超重和失重同步练习1.关于超重和失重,下列说法中正确的是()A.超重就是物体受的重力增加了B.失重就是物体受的重力减小了C.完全失重就是物体一点重力都不受了D.不论超重或失重物体所受重力是不变的【答案】 D2.前苏联时期在空间建立了一座实验室,至今仍在地球上空运行.已知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.用天平称量物体的质量B.做托里拆利实验C.验证阿基米德定律D.用两个弹簧秤验证牛顿第三定律【答案】 D3.如图3—7—5,A、B两物体叠放在一起,质量m A>m B,以相同的初速度竖直上抛.不计空气阻力,下面结论正确的是 ( )A.上升、下降过程中A、B都不会分离B.上升过程中A、B间弹力逐渐增大C.下降过程中A、B间弹力逐渐减小,最后分离D.上升、下降整个过程中A、B间均无弹力【答案】AD4.用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上.在下列四种情况中,绳的拉力最大的是()A.电梯匀速上升B.电梯匀速下降C.电梯加速上升D.电梯加速下降【答案】 C5.升降机以0.2 m/s2的加速度竖直加速上升,站在升降机里质量为60 kg的人对升降机地板的压力为N;如果升降机以相同大小的加速度减速上升,人对地板的压力又为N.(g取10 m/s2)【答案】 612 5886.某人在地面上最多能举起60 kg的重物,当此人站在以5 m/s2的加速度加速上升的升降机中,最多能举起 kg的重物.(g取10 m/s2)【答案】 407.如图3—7—6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5 cm,则升降机的运动状态可能是()A.以a=1 m/s2的加速度加速下降B.以a=1 m/s2的加速度加速上升C.以a=4.9 m/s2的加速度减速上升图3-7-6D.以a=4.9 m/s2的加速度加速下降【答案】 CD8.在一升降机内,一人站在体重计上,发现自己的体重减小了20%,于是他作出了下列判断,你认为正确的是 ( )A.升降机以O.8g的加速度加速上升B.升降机以O.2g的加速度加速下降C.升降机以O.2g的加速度减速上升D.升降机以O.8g的加速度减速下降【答案】BC9.在空中竖直向上发射一枚小,其v—t图象如图3—7—7所示,内的水平支承面上放有质量为0.2 kg 的物体,则物体对支承面的最大压力为 N,物体对支承面的最小压力为 N(g=10 m/s2).图3—7—7【答案】 6 010.升降机中斜面的倾角为θ,上面放着质量为m的物体,如图3-7-8所示,当升降机以a向上加速运动时,物体在斜面上保持静止.求物体所受斜面作用的摩擦力和支持力分别为多大?【答案】F f=m(g+a)sinθF N=m(g+a)cosθ11.质量为M的人站在地面上,用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下,如图3-7—9所示,若重物以加速度a下降(a<g=,则人对地面的压力为()图3—7—9A.(M+m)g-maB.M(g-a)-maC.(M-m)g+maD.Mg-ma【答案】 C12.如图3-7-10所示,匀速上升的升降机中有一光滑斜面,通过水平线绳使匀质球A静止在斜面上,这时线绳中的拉力F T1,斜面对球的支持力为F N1,当升降机竖直向上做匀减速运动时,线绳的拉力为F T2,斜面对球的支持力为F N2.则 ( )A.F T1= F N1,F T1> F N1B.F T1= F N1,F T1< F N1,C.F T1< F N1,F T1> F N1D.F T1> F N1,F T1> F N1【答案】D13.用力F提拉用细绳连在一起的A、B两物体,如图3—7—11以4.9 m/s2的加速度匀加速竖直上升,已知A、B的质量分别为1 kg和2 kg,绳子所能承受的最大拉力是35 N,则(1)力F的大小是多少?(2)为使绳不被拉断,加速上升的最大加速度是多少?【答案】(1)44.1 N (2)7.7 m/s2。

2022版高考物理专题18超重失重问题瞬时问题练习含解析

2022版高考物理专题18超重失重问题瞬时问题练习含解析

高考物理专题练习:专题18 超重失重问题瞬时问题1.当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态.2.轻绳、轻杆和接触面的弹力能跟随外界条件发生突变;弹簧(或橡皮绳)的弹力不能突变,在外界条件发生变化的瞬间可认为是不变的.1.(2020·山东济南市一模)如图1所示为运动员跳高时的精彩瞬间,下列说法正确的是( )图1A.运动员在最高点处于平衡状态B.运动员在下降过程中处于超重状态C.运动员起跳以后在上升过程中处于失重状态D.运动员起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力答案 C解析运动员在最高点合力不为零,不是处于平衡状态,选项A错误;运动员在下降过程中加速度向下,处于失重状态,选项B错误;运动员起跳以后在上升过程中加速度向下,处于失重状态,选项C正确;运动员起跳时加速上升,则地面对他的支持力大于他所受的重力,选项D错误.2.(2019·浙江绍兴市模拟)如图2所示,橡皮膜包住空心塑料管的底端,细线将橡皮膜固定密封,用手竖直握住塑料管保持静止状态,先将水从塑料管顶端倒入并灌至整管的三分之二处,然后在管顶处加一个带孔的瓶盖,此时橡皮膜突出成半球状,现用力将塑料管向上加速提升一段距离,再减速上升直至速度为零,则( )图2A.加速上升时塑料管处于失重状态B.加速上升时橡皮膜底部进一步向下突出C.减速上升时塑料管处于超重状态D.减速上升时塑料管内的水面将下降答案 B解析加速上升时,塑料管的加速度向上,处于超重状态,故A错误;对塑料管中的水受力分析可知,加速上升时,由于液体超重,液体受到的支持力变大,由牛顿第三定律可知,液体对橡皮膜的压力增大,故橡皮膜底部进一步向下突出,故B正确;减速上升时,加速度向下,故塑料管处于失重状态,故C错误;减速上升时,管中液体处于失重状态,塑料管内的水面将上升,故D错误.3.如图3所示,水平面上放有三个木块A、B、C,质量均为m=1 kg,A、C与地面间的接触面光滑,B与地面间的动摩擦因数μ=0.1,A、B之间用轻弹簧相连,B、C之间用轻绳相连,现在给C一个水平向右、大小为4 N的拉力F,使A、B、C三个木块一起以相同的加速度向右做匀加速直线运动,某一时刻撤去拉力F,则撤去力F的瞬间,轻绳中的张力F T为(重力加速度g取10 m/s2)( )图3A.0 B.1 N C.2 N D.3 N答案 B解析在拉力作用下,对整体,由牛顿第二定律可得F-μmg=3ma,解得a=1 m/s2,对A,由牛顿第二定律可得F′=ma=1×1 N=1 N,当撤去外力后,把B、C作为整体,由牛顿第二定律可知F′+μmg=2ma′,解得a′=1 m/s2,方向向左,对C受力分析,由牛顿第二定律可知F T=ma′=1 N,故B正确.4.(多选)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4所示,电梯运行的v-t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )图4答案AD解析t0~t1时间内,弹簧秤的示数小于人的重力,人处于失重状态,有向下的加速度,t1~t2时间内,弹簧秤的示数等于人的重力,人处于静止或匀速运动状态,t2~t3时间内,弹簧秤的示数大于人的重力,人处于超重状态,有向上的加速度.综上,A、D正确,B、C错误.5.如图5所示,质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上,在斜面顶端将一质量为m的物体,以一定的初速度从A点沿平行于斜面的方向推出,物体m沿斜面向下做减速运动,在减速运动过程中,下列说法中正确的是(重力加速度为g)( )图5A.地面对木楔的支持力大于(M+m)gB.地面对木楔的支持力小于(M+m)gC.地面对木楔的支持力等于(M+m)gD.地面对木楔的摩擦力为0答案 A解析物体m沿斜面向下做减速运动,加速度方向沿斜面向上,则其沿竖直向上的方向有分量,物体与木楔组成的系统处于超重状态,故A正确,B、C错误;物体加速度沿水平方向的分量向右,说明地面对木楔的静摩擦力方向水平向右,故D错误.6.(2020·湖南长沙市长沙县六中月考)如图6所示,物体a、b用一根不可伸长的轻细绳相连,再用一根轻弹簧和a相连,弹簧上端固定在天花板上,已知物体a、b的质量相等,重力加速度为g.当在P点剪断绳子的瞬间( )图6A.物体a的加速度大小为零B.物体b的加速度大小为零C.物体b的加速度与物体a的加速度大小相同D .物体b 的加速度大小为2g答案 C解析 设a 、b 物体的质量均为m ,剪断细线前,对a 、b 整体受力分析,受到总重力和弹簧的弹力而平衡,故弹簧弹力:F =2mg ;再对物体a 受力分析,受到重力、细线拉力和弹簧的拉力;剪断细线后,重力和弹簧的弹力不变,细线的拉力减为零,根据牛顿第二定律得a 的加速度为:a a =F -mg m =2mg -mg m=g ,方向竖直向上,故A 项错误;对物体b 受力分析,受到重力、细线拉力,剪断细线后,重力不变,细线的拉力减为零,根据牛顿第二定律得b 的加速度为a b =mg m =g ,方向竖直向下,故B 、D 项错误;物体b 的加速度与物体a 的加速度大小相同,方向相反,故C 项正确.7.(2020·山东济宁市鱼台县一中月考)如图7所示,质量分别为m 和2m 的A 、B 两物块,用一轻弹簧相连,将A 用轻绳悬挂于天花板上,用一木板托住物块B .调整木板的位置,当系统处于静止状态时,悬挂A 物块的悬绳恰好伸直且没有拉力,此时轻弹簧的形变量为x .突然撤去木板,物体运动过程中,弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是(重力加速度为g )( )图7A .撤去木板瞬间,B 物块的加速度大小为gB .撤去木板瞬间,B 物块的加速度大小为0.5gC .撤去木板后,B 物块向下运动3x 时速度最大D .撤去木板后,B 物块向下运动2x 时速度最大答案 C解析 撤去木板瞬间,B 物块受到的合力为3mg ,由牛顿第二定律可知:a B =1.5g ,故A 、B 错误;当B 物块受到的合外力为零时,速度最大,此时F T2=2mg =kx 2,又mg =kx ,所以弹簧此时的伸长量x 2=2x ,即B 物块向下运动3x 时速度最大,故C 正确,D 错误.8.(2020·百校联考)如图8所示,A 、B 、C 、D 四个小球质量分别为m 、4m 、2m 、3m ,用细线连着(在A 和C 之间细线上还串接有一段轻弹簧),悬挂在光滑轻质定滑轮的两边并处于静止状态.弹簧的形变在弹性限度内,重力加速度大小为g ,则下列说法正确的是( )图8A .剪断C 、D 间细线的一瞬间,小球C 的加速度大小为3gB .剪断C 、D 间细线的一瞬间,小球A 和B 的加速度大小均为37g C .剪断A 、B 间细线的一瞬间,小球C 的加速度大小为零D .剪断C 球上方细线的一瞬间,小球A 和B 的加速度大小均为零答案 C解析 开始时,弹簧的弹力为5mg ,剪断C 、D 间细线的一瞬间,弹簧的弹力不变,则小球C的加速度大小为a =5mg -2mg 2m=1.5g ,A 、B 的加速度为零,选项A 、B 错误;同理可知,剪断A 、B 间细线的一瞬间,小球C 的加速度大小为零,选项C 正确;剪断C 球上方细线的一瞬间,弹簧的弹力迅速减为零,因此小球A 和B 的加速度大小为g ,选项D 错误.。

高中物理超重和失重 同步练习(一)1

高中物理超重和失重 同步练习(一)1

德钝市安静阳光实验学校超重和失重同步练习(一)1、超重现象:物体对支持物的压力(或悬挂物的拉力)_____________物体所受重力的情况称为超重现象。

产生超重现象的条件是物体具有的加速度,与物体速度的大小和方向无关。

2、失重现象:物体对支持物的压力(或悬挂物的拉力)物体所受重力的情况称为失重现象。

3、关于超重和失重,下列说法正确的是()A、超重时物体的重力是增加了B、超重时物体的重力是不变的C、完全失重时物体的重力没有了D、完全失重时物体的重力全部用来产生加速度4、电梯内弹簧秤挂有一个质量为5kg的物体,电梯在运动时,弹簧秤的示数为39.2N,若弹簧秤示数突然变为58.8N,则可以肯定的是()A、电梯突然改变运动方向B、电梯加速度突然增加C、电梯加速度突然减小D、电梯突然改变加速度方向5、在升降机里,一个小球系于弹簧下端,如图所示,升降机静止时,弹簧伸长4cm。

升降机运动时,弹簧又伸长了2cm,则升降机运动情况是( )A、以1m/s2的加速度下降B、以4.9 m/s2的加速度上升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6、电梯内一物体,质量为m,用细绳挂在天花板上,当电梯以g/3的加速度竖直下降时,细绳对物体的拉力为()A、mg/3B、2mg/3C、4mg/3D、mg7、飞行与太空的宇宙飞船中,放置一株水平方向的幼苗,培养若干天后,茎生长的方向是()A、根向下生长,茎向下生长B、根向下生长,茎向下生长C、根向水平方向生长,茎向上生长E、根和茎都向水平方向生长8、人们在乘电梯上楼的过程中,电梯起动时有现象,电梯快要停止时有现象,人们在乘电梯下楼的过程中,电梯起动时有现象;电梯快要停止时有现象。

(填“超重”或“失重”)9、质量为M=60kg的人通过光滑的定滑轮拉质量为m=20kg的物体,如图,当物体以加速度a=5 m/s2上升时,人对地面的压力为多大?(g取10 m/s2)10、某钢绳所能承受的最大拉力是4×104N,如果用这条钢绳使3.5t的货物匀加速上升,则物体在7s内发生的速度改变不能超过多少。

2024届高考物理微专题:超重、失重问题 瞬时问题

2024届高考物理微专题:超重、失重问题 瞬时问题

微专题18超重、失重问题瞬时问题1.当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态.2.轻绳、轻杆和接触面的弹力能跟随外界条件发生突变;弹簧(或橡皮绳)的弹力不能突变,在外界条件发生变化的瞬间可认为是不变的.1.(2023·黑龙江双鸭山市第一中学开学考试)如图所示,质量为m 的小球用绳AO 和轻弹簧OB 拉起吊在天花板上,平衡后AO 、OB 与天花板的夹角均为θ,重力加速度为g .若突然将绳AO 剪断,则剪断瞬间球的加速度的大小为()A.g2sin θ B.g sin θC.g 2cos θD .g cot θ答案A 解析剪断AO 前,由共点力平衡有F A sin θ+FB sin θ=mg ,F A cos θ=F B cos θ,可解得F A =mg 2sin θ,绳AO 剪断瞬间,小球受重力和弹簧弹力不变,合力与剪断前F A 等大反向,所以加速度的大小为a =F A m =g 2sin θ,故选A.2.(多选)(2023·四川广安市二中模拟)如图所示,套在动摩擦因数为0.4的水平细杆上的小球,上端与细绳相连、左端与轻弹簧相连,轻弹簧的左端固定在O 点.初始时刻小球静止在A 点,此时弹簧伸长了1.5cm ,绳子拉力为13.0N .已知弹簧劲度系数k =200N/m ,小球质量m =0.5kg ,取重力加速度g =10m/s 2.某时刻剪断轻绳,下列说法正确的是()A .小球初始时刻静止在A 点时受到摩擦力大小为3.0NB .剪断轻绳的瞬间,小球受力个数不变C .剪断轻绳的瞬间,小球加速度为2m/s 2D .剪断轻绳后小球向左做匀加速直线运动答案AC 解析小球初始时刻静止在A 点时受到静摩擦力,大小等于弹力大小,故F f =kx =3N ,故A 正确;剪断轻绳的瞬间,绳子拉力消失,小球受力个数变少,故B 错误;剪断轻绳的瞬间,弹簧弹力不变,支持力突变成5N ,最大静摩擦力变为F f ′=μF N =2N ,则小球受力不平衡,所以加速度为a =kx -F f ′m=2m/s 2,故C 正确;剪断轻绳后小球运动过程中弹簧弹力始终变化,所以做变加速直线运动,故D 错误.3.2021年7月30日,中国选手朱雪莹获2020东京奥运会女子蹦床冠军,对于比赛时运动员的分析,不计空气阻力,下列说法中正确的是()A .运动员在蹦床上上升阶段,一直处于超重状态B .运动员在蹦床加速上升阶段,加速度增大C .运动员离开蹦床在空中运动阶段,先处于超重状态后处于失重状态D .运动员离开蹦床在空中运动阶段,一直处于完全失重状态答案D 解析运动员在蹦床上上升阶段,先加速向上运动后减速向上运动,减速向上运动时,运动员的加速度向下,处于失重状态,选项A 错误;运动员在蹦床上加速上升阶段,蹦床对运动员的弹力方向向上,并且越来越小,运动员的加速度减小,选项B 错误;运动员离开蹦床在空中运动分为上升、下降阶段,由于不计空气阻力,运动员只受重力作用,一直处于完全失重状态,选项C 错误,D 正确.4.(2023·湖南省联考)如图所示,一个圆形水杯底部有一小孔.用手堵住小孔,往杯子里倒半杯水,现使杯子做以下几种运动,不考虑杯子转动及空气阻力,下列说法正确的是()A .杯子做自由落体运动,小孔中有水漏出B .杯子做平抛运动,小孔中没有水漏出C .用手握住杯子向下匀速运动,不堵住小孔也没有水漏出D .将杯子竖直向上抛出,向上运动时有水漏出,向下运动时无水漏出答案B 解析将杯子与水视为一整体,平抛运动、自由落体运动、竖直上抛运动时都只受重力,它们有共同的加速度g 竖直向下,处于完全失重状态,根据牛顿第二定律此时水与杯子无相互作用力,相对静止,不会有水漏出,所以B 正确,A 、D 错误;杯子匀速运动,处于平衡状态,水受重力且水与杯底有相互作用力,会漏出,C 错误.5.(多选)某同学站在力传感器上连续完成多次下蹲起立.某时刻作为计时起点,传感器与计算机连接,经计算机处理后得到力的传感器示数F 随时间t 变化的情况,如图所示.已知该同学质量m =60kg ,重力加速度g =10m/s 2.下列说法正确的是()A.0~4s完成了一次下蹲过程B.0~8s该同学向下的最大加速度约为4.7m/s2C.0~8s该同学向上的最大加速度约为5.3m/s2D.1.8s该同学向下速度达到最大答案AC解析人下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降过程失重,有F<mg=600N,到达一个最大速度后再减速下降过程超重,有F>mg=600N,故0~4s完成了一次下蹲过程,故A正确;由图像知,在1.8s时F最小,该同学向下的加速度最大,还在向下加速,由mg-F min=ma m,对应图像有F min=280N,代入解得a m≈5.3m/s2,故B、D错误;0~8s内当F最大时,该同学向上的加速度最大,由F max-mg=ma m′,对应图像有F max=920N,代入解得a m′≈5.3m/s2,故C正确.6.(2023·福建省漳平第一中学、永安第一中学联考)某工地上一塔吊通过一钢丝绳竖直向上提升一重物,若重物运动过程的v-t关系图像如图所示,则下列分析正确的是()A.0~45s内重物上升的高度为45mB.10~40s内钢丝绳最容易断裂C.0~40s内重物一直处于超重状态D.0~10s内重物的平均速度等于40~45s内的平均速度答案D解析由v-t图像与t轴所围面积表示位移大小可知其上升的高度为h= 30+45 ×12m=37.5m,故A错误;10~40s内重物匀速上升,钢绳对重物的拉力等于重物的重力;0~10s 内重物加速上升,拉力大于重力,所以0~10s内钢丝绳更容易断裂,故B错误;0~10s 内重物向上加速,钢绳对重物的拉力大于重物的重力,重物处于超重状态;10~40s内重物匀速上升,钢绳对重物的拉力等于重物的重力,故C错误;0~10s内的平均速度等于v1=12m/s,40~45s 内的平均速度v 2=12m/s ,可知0~10s 内重物的平均速度等于40~45s 内的平均速度,故D 正确.7.(多选)(2023·广东广州市增城中学开学考)引体向上是高中学生体质健康标准的测试项目之一,如图甲所示,质量为m =55kg 的某同学,双手抓住单杠做引体向上,在竖直向上运动过程中,其重心的速率随时间变化的图像如图乙所示,g 取10m/s 2,由图像可知()A .t =0.4s 时,他正处于超重状态B .t =0.5s 时,他的加速度约为0.3m/s 2C .t =1.1s 时,他受到单杠的作用力的大小为550ND .t =1.5s 时,他正处于超重状态答案ABC 解析t =0.4s 时他向上加速运动,加速度方向向上,他处于超重状态,故A 正确;根据速度-时间图线的斜率表示加速度可知,t =0.5s 时,他的加速度a =ΔvΔt ≈0.31.0m/s 2=0.3m/s 2,故B 正确;t =1.1s 时他的速度达到最大值,v -t 图线的斜率为零,表示加速度为0,他受到的单杠的作用力刚好等于重力,即F =G =mg =55×10N =550N ,故C 正确;t =1.5s 时他向上做减速运动,加速度方向向下,他处于失重状态,故D 错误.8.(多选)电梯“对重”的主要功能是相对平衡轿厢重量,在电梯工作中使轿厢与“对重”的重量保持在限额之内,保证电梯的牵引传动正常.如图甲所示,驱动装置带动钢丝绳使轿厢和“对重”在竖直方向运动.当轿厢从顶楼向下运动时,v -t 图像如图乙所示,下列说法正确的是()A.在0~t1时间内,轿厢处于失重状态B.在0~t1时间内,钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小C.在t2~t3时间内,“对重”处于失重状态D.在t1~t2时间内,钢丝绳对轿厢的拉力大小等于钢丝绳对“对重”的拉力大小答案AC解析由题图乙可知在0~t1时间内,轿厢从顶楼向下做加速运动,加速度方向向下,轿厢处于失重状态,故A正确;根据v-t图像的斜率表示加速度可知,在0~t1时间内轿厢的加速度先增大后减小,且加速度方向向下,则由mg-F=ma,可知,钢丝绳对轿厢的拉力先减小后增大,故B错误;在t2~t3时间内,“对重”向上做减速运动,加速度方向向下,“对重”处于失重状态,故C正确;在t1~t2时间内,轿厢虽然做匀速运动,轿厢与“对重”的重量不相等,因为中间有驱动电机在调控,钢丝绳对轿厢的拉力大小不等于钢丝绳对“对重”的拉力大小,故D错误.9.如图所示,小球从高处下落到正下方竖直放置的轻弹簧上,那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧一直保持竖直),下列说法中正确的是()A.小球受到的弹力先增大后减小B.小球的速度一直在减小C.小球的加速度先减小后增大D.小球一直处于失重状态答案C解析弹簧的压缩量不断变大,故弹簧的弹力不断变大,故A错误;小球开始下落时,只受重力作用做加速运动,当和弹簧接触时,受到弹簧弹力作用,开始时弹簧压缩量较小,因此重力大于弹力,此时由牛顿第二定律有mg-kx=ma,随着弹簧压缩量的增加,弹力增大,加速度向下减小,但是小球仍加速运动,当mg=kx时,加速度为零,速度最大,然后弹簧继续被压缩,弹力大于重力,小球开始做减速运动,加速度向上增大,所以整个过程中小球先加速后减速,加速度先减小后增大,小球先处于失重状态后处于超重状态,故B、D错误,C正确.10.(2023·江苏省高邮一中阶段测试)如图所示,在水平桌面上推物体压缩一个原长为L0的轻弹簧.桌面与物体之间有摩擦,放手后物体被弹簧弹开,则()A.物体与弹簧分离时加速度等于零,以后开始做匀减速运动B.弹簧恢复到原长L0时物体的速度最大C.弹簧恢复到原长L0以前一直做加速度越来越小的变加速运动D.弹簧恢复到原长L0以前的某一时刻物体已经达到最大速度答案D解析刚释放时,弹力大于摩擦力,由牛顿第二定律可得kx-μmg=ma,随着压缩量x的减小,加速度减小,物体做加速度减小的加速运动,当速度达到最大时加速度为零,满足kx=μmg,此时弹簧仍处于压缩状态,之后弹力小于摩擦力,由牛顿第二定律可得μmg-kx=ma,随着压缩量x的减小,加速度增大,物体做加速度增大的减速运动,B、C错误,D正确;当弹簧恢复原长时,物体与弹簧分离,之后物体只受摩擦力的作用,加速度不变但不为零,物体做匀减速直线运动,A错误.。

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3-3超重与失重瞬时问题一、选择题1.游乐园中,乘客乘坐能加速或减速运动的升降机,可以体会超重或失重的感觉,下列描述正确的是()A.当升降机加速上升时,游客是处在失重状态B.当升降机减速下降时,游客是处在超重状态C.当升降机减速上升时,游客是处在失重状态D.当升降机加速下降时,游客是处在超重状态[答案]BC[解析]当物体的加速度方向向上时,处于超重状态,而加速度方向向下时,处于失重状态,由此判断选项B、C正确。

2.为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。

无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。

一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。

那以下列说法中正确的是()A.顾客始终受到三个力的作用B.顾客始终处于超重状态C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下[答案] C[解析]当电梯匀速运转时,顾客只受两个力的作用,即重力和支持力,故A、B都不对;由受力分析可知,加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力,故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方,而匀速时没有摩擦力,此时方向竖直向下,故选C。

3.(2012·山东德州)如图所示,木箱顶端固定一竖直放置的弹簧,弹簧下方有一物块,木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。

若在某段时间内,物块对箱底刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为()A.加速下降B.加速上升C.物块处于失重状态D.物块处于超重状态[答案]AC[解析]木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力,此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力的作用下处于平衡状态。

当物块对箱底刚好无压力时,重力、弹簧弹力不变,其合力竖直向下,所以系统的加速度向下,木箱可能加速下降,物块处于失重状态,故A、C对。

4.(2012·北京模拟)几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中。

一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。

并用照相机进行了相关记录,如图所示。

他们根据记录,进行了以下推断分析,其中正确的是()A.根据图2和图3可估测出电梯向上启动时的加速度B.根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C.根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D.根据图4和图5可估测出电梯向下启动时的加速度[答案] C[解析]由图1可知该同学的体重约为47kg,根据图1、图2可估算出电梯向上启动时的加速度,根据图1、图5可估算出电梯向下制动时的加速度,而根据图2与图3和图4与图5无法估算加速度。

5.如图所示,A 为电磁铁、C 为胶木秤盘,A 和C (包括支架)的总质量为m 1,B 为铁片,质量为m 2,整个装置用轻绳悬挂于O 点 ,当电磁铁通电,铁片被吸引加速上升的过程中,轻绳上拉力F 的大小为( )A .F =m 1gB .m 1g <F <(m 1+m 2)gC .F =(m 1+m 2)gD .F >(m 1+m 2)g[答案] D[解析] 对整体应用牛顿运动定律。

取A 、B 、C 为系统,B 向上加速,整体处于超重状态,F >(m 1+m 2)g ,选D 。

6.(2013·湖南长沙)如图所示,A 、B 两小球分别连在弹簧两端,B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上。

A 、B 两小球的质量分别为m A 、m B ,重力加速度为g ,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为( )A .都等于g /2B .g /2和0 C.m A +m B 2·g 2和0 D. 0和m A +m B 2·g 2 [答案] D[解析] 选取A 、B 组成的系统为研究对象,对其受力分析并根据平衡条件可知,绳子对B 球的拉力大小为(m A +m B )g sin30°,在线被剪断瞬间,弹簧的形变不会突变,所以弹簧弹力不变,A 球的受力也不变,所以A 球的加速度为0,B 球受的细线的拉力会马上消失,而受到的其他力都不变,其合力大小为(m A +m B )g sin30°,方向沿斜面向下,所以其加速度大小为m A +m B 2·g 2。

D 项正确。

7.某同学为了研究超重和失重现象,将重为50N 的物体带进竖直升降的电梯中,放置在压力传 感器的水平载物面上。

电梯由启动到停止的过程中,测得压力(F )—时间(t )变化的图象如图所示。

设在t 1=3s 和t 2=8s 时电梯的速度分别为v 1和v 2,由此他做出判断( )A .电梯在上升,v 1>v 2B .电梯在上升,v 1<v 2C .电梯在下降,v 1<v 2D .电梯在下降,v 1>v 2[答案] B[解析] 在0~4s 内,F >mg ,故物体处于超重状态,电梯具有向上的加速度,电梯一定加速上升,而且在t =3s 时电梯正在加速,而t =8s 时的电梯的速度与电梯在t =4s 时的速度相等,故有v 1<v 2,所以只有B 正确。

8.如图所示,在高为L 的木箱abcd 的底部放一个物体Q (可视为质点),现用力F 向上拉木箱,使木箱由静止开始运动。

若保持拉力的功率不变,经过t 时间,木箱达到最大速度,这时让木箱突然停止,物体Q 由于具有惯性会继续向上运动,且恰能到达木箱顶端。

若重力加速度为g ,空气阻力不计,以下说法正确的是( )A .木箱即将达到最大速度之前,物体Q 处于失重状态B .木箱突然停止运动时,物体Q 处于超重状态C .木箱的最大速度为2gL D. t 时间内木箱上升的高度为t 2gL -L[答案] CD[解析] 由于拉力的功率保持不变,由P =F v 知随着木箱速度的增大,木箱受到的拉力变小,当达到最大速度v max 时,F =(m +M )g 。

在木箱和物体Q 达到最大速度前,两者的加速度方向竖直向上,物体Q 处于超重状态,木箱停止运动后,物体Q 只受重力作用,加速度方向竖直向下,处于失重状态,A 、B 错误;在物体Q 竖直向上运动的过程中,由v 2max =2gL 解得v max =2gL ,C 正确;对木箱和物体Q 组成的整体,有Pt -(m +M )gh =12(m +M )v 2max ,P =F v =(m +M )g v max ,解得木箱上升的高度h =t 2gL -L ,D 正确。

二、非选择题9.一个质量是50kg 的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤,弹簧秤下面挂着一个质量为m A =5kg 的物体A ,当升降机向上运动时,他看到弹簧秤的示数为40N 。

g 取10m/s 2,求此时人对地板的压力。

[答案] 400N 方向竖直向下[解析] 以A 为研究对象, 对A 进行受力分析如图所示,选向下的方向为正方向,由牛顿第二定律可得m A g -F T =m A a ,所以a =m A g -F T m A =5×10-405m/s 2=2m/s 2。

再以人为研究对象,他受到向下的重力m 人g 和地板的支持力F N 。

仍选向下的方向为正方向,同样由牛顿第二定律可得m 人g -F N =m 人a 。

所以F N =m 人g -m 人a =(50×10-50×2) N =400N.由牛顿第三定律可知,人对地板的压力为400N,方向竖直向下。

10.完整的撑秆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段,持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。

运动员从静止开始以加速度a=1.25m/s2匀加速助跑,速度达到v=9.0m/s时撑杆起跳,到达最高点时过杆的速度不计,过杆后做自由落体运动,重心下降h2=4.05m时身体接触软垫,从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s。

已知运动员的质量m=65kg,重力加速度g取10m/s2,不计空气的阻力,求:(1)运动员起跳前的助跑距离;(2)假如运动员从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动,求软垫对她的作用力大小.[答案](1)32.4m(2)1300N[解析](1)设助跑距离为x,由运动学公式v2=2ax解得:x=v22a=32.4m(2)运动员过杆后做自由落体运动,设接触软垫时的速度为v′,由运动学公式有:v′2=2gh2设软垫对运动员的作用力为F,由牛顿第二定律得F -mg =ma ′由运动学公式a ′=v ′t 解得:F =1300N 。

11.某举重运动员在地面上最多能举起160kg 的杠铃。

(1)若该运动员在升降机中能举起200kg 的杠铃,求升降机加速度的大小和方向。

(2)若升降机以(1)中等大的加速度减速下降,求该运动员在升降机中举起杠铃的最大质量(g 取10m/s 2)。

[答案] (1)2m/s 2 方向竖直向下 (2)133kg[解析] (1)举重运动员在地面和升降机中对杠铃的最大支持力是相同的,设最大支持力为F N ,在地面上有F N -m 1g =0,F N =m 1g =160×10N =1.6×103N在升降机中,运动员举起的杠铃质量比在地面大,说明杠铃处于失重状态,加速度方向竖直向下,故有m 2g -F N =m 2a ,a =m 2g -F N m 2=(10-1600200)m /s 2=2m/s 2。

(2)升降机减速下降,加速度方向竖直向上,杠铃处于超重状态,则F N -m 3g =m 3a ′m 3=F N g +a ′=(160010+2)kg =133kg 。

12.如图所示,台秤上有一装水容器,容器底部用一质量不计的细线系住一个空心小球,体积为1.2×10-3m 3,质量为1kg 。

这时台秤的读数为40N ;剪断细线后,在小球上升的过程中,台秤的读数是多少?(ρ水=1×103kg/m 3)。

[答案] 39.6N[解析] 剪断细线后,空心小球加速上升,处于超重状态,根据牛顿第二定律得ρ水gV -mg =ma 。

解得空心小球的加速度为a = ρ水Vg m -g =⎝ ⎛⎭⎪⎫ρ水V m -1g =⎝ ⎛⎭⎪⎫1×103×1.2×10-31-1×10m/s 2=2m/s 2。

在空心小球加速上升的同时,同体积的“水球”以同样大小的加速度向下流动填补小球原来占据的空间。

处于失重状态,该“水球”的质量为m ′=ρ水V =1.2kg 。

这时台秤对容器的支持力为F =40N +ma -m ′a =40N +1×2N -1.2×2N =39.6N 。

根据牛顿第三定律,台秤所受的压力(即台秤的读数)为F ′=40N +ma -m ′a =39.6N 。

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