超重和失重练习(供参考)

超重和失重练习

1、如图2所示，某同学在竖直上升的升降机内研究升降机的运动规律.他在升降机的水平地板上安放了一台压力传感器（能及时准确显示压力大小），压力传感器上表面水平，上面放置一个质量为1kg的木块，在t=0时刻升降机从地面由静止开始上升，在t=10s时上升了H，并且速度恰好减为零.他根据记录的压力数据绘制了压力随时间变化的关系图象，如图3所示.请你根据题中所给条件和图象信息回答下列问题.（g取10m/s2）

（1）题中所给的10s内升降机上升的高度H为多少？

（2）如果上升过程中某段时间内压力传感器显示的示数为零，那么该段时间内升降机是如何运动的？

2、一位同学的家在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图B-3所示的规律，他根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度．他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动，经过不间断的运行，最后停在最高层．在整个过程中，他记录了台秤在不同时间段内的示数，记录的数据如表格所示．但由于0～3s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来．假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，重力加速度为g.问：

（1）电梯在0～3.0s时间段内台秤的示数应该是多少；

（2）根据测量的数据，计算该座楼房每一层的平均高度．

3、如图5所示，台秤上有一装水容器，底部用一质量不计的细线系住一个空心小球，体积为1.2×10-3m3，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=1×103kg/m3）

4、据报载，我国航天第一人杨利伟的质量为63kg（装备质量不计），假如飞船以8.6m/s2的加速度竖直上升，这时他对坐椅的压力多大？杨利伟训练时承受的压力可达8个G，这表示什么意思？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.（g取10m/s2）

5、在一种体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施中，用电梯把乘有十多人的座舱，送到76m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止.若某人手中托着质量为5kg的铅球进行这个游戏，g取9.8m/s2，求：

（1）当座舱落到离地面高度为40m的位置时，铅球对手的作用力；

（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，手要用多大的力才能托住铅球.

6、对超重的耐受能力，是“神舟六号”载人航天飞船飞行过程中需要考虑的一个重要因素之一.为了使飞船顺利升空，飞船需要一个加速过程.人们把飞船加速时宇航员对座椅的压力与其静止在地球表面时所受重力的比值，称为耐受力值，用k表示.在选拔宇航员时，要求他在此状态下的耐受力值为4≤k≤12.宇航员费俊龙、聂海胜的耐受力值为10.

（1）试求飞船发射时的加速度值的变化范围.

（2）当飞船沿竖直方向加速升空时，宇航员需要承受巨大的压力.求在费俊龙、聂海胜他们能够承受最大压力的情况下，飞船的加速度的最大值是多少.

7、杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹杆，质量为30Kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零，已知竹杆底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器，传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示，取g=10m/s2，求：

（1）０－１s、１s-3s演员分别做什么运动？

（2）杆上的人下滑过程中的最大速度？

（3）竹杆的长度？

8、为了测量某住宅大楼每层的平均高度（层高）及电梯运行情况，甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验，一质量为m=50kg 的甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中，体重计示数随时间变化的情况，并作出了如图所示的图像，已知t=0时，电梯静止不动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层．求：

（1）电梯启动和制动时的加速度大小；

（2）该大楼的层高．

9、如图所示是一个利用压力差来测量加速度的实验装置。在一个具有坚硬外壳的长方形盒内的上、下底板上各装配一个压力传感器A、B，其间用一支轻弹簧将一个物块顶在传感器A上，弹簧的下端抵在传感器B上。整个装置处于静止状态时，A、B传感器示数分别为30N、50N。从t＝0时刻起实验装置沿竖直方向开始运动，两个传感器送出的压力数据在显示器上开始跳动，现将这些数据记录在表4中。（g=10m/s2）

表4

t/s 0 1 .2 1 .4 1 .6 1 .8 2 .0 2 .2

A/N 30 9 6 3 0 0 0

B/N 50 50 50 50 50 53 56

根据表格中的数据通过必要的计算回答下列问题：

（1）这个装置在竖直方向做的运动是匀加速运动吗？是向上运动还是向下运动？

（2）被卡在弹簧和传感器A间的物块的质量m=?

（3）1.4s末实验装置运动的瞬时加速度a=?

10、一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的砝码和一个量程足够大的弹簧秤，用手提着弹簧秤，砝码悬挂在秤钩上。电梯从第一层开始启动，中间不间断，一直到最高层停止。在这个过程中，他记录了弹簧秤在不同时段内的读数如右表所示。取重力加速度g=10m/s2，根据表格中的数据，求：

（1）电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的加速度a2的大小；（2）电梯在3.0~13.0s时段内的速度v的大小；

（3）电梯在19.0s内上升的高度H。

时间/s 弹簧秤示数/N

电梯启动前50.0

0~3.0 58.0

3.0~13.0 50.0

13.0~19.0 46.0

19.0以后50.0

11、如图为学校体操室一个8m高的落地支架，横梁下面固定一支长6m、质量5kg的竹竿。质量为40kg的同学在竿下从静止开始先匀加速再匀减速上爬，