魯科物理必修一4《超重與失重》隨堂練習(xí)

1、5.4超重與失重每課一練011.（4分）游樂(lè)園中，游客乘坐能加速或減速上升的升降機(jī)，可以體會(huì)超重和失重的感覺(jué)，下列描述正確的是（）A.當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，機(jī)內(nèi)游客處于失重狀態(tài)B.當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，機(jī)內(nèi)游客處于失重狀態(tài)C.當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，機(jī)內(nèi)游客處于失重狀態(tài)D.當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí)，機(jī)內(nèi)游客處于超重狀態(tài)【解析】選C.A、B項(xiàng)升降機(jī)具有向上的加速度，游客處于超重狀態(tài).C、D項(xiàng)中升降機(jī)具有向下的加速度，游客處于失重狀態(tài)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.2.(4分)某實(shí)驗(yàn)小組，利用DIS系統(tǒng)觀察超重和失重現(xiàn)象，他們?cè)陔娞輧?nèi)做實(shí)驗(yàn)，在電梯的地板上放置一個(gè)壓力傳感器，在傳感器上放一個(gè)重為20 N的物塊，如圖

2、1甲所示，實(shí)驗(yàn)中計(jì)算機(jī)顯示出傳感器所受物塊的壓力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖乙所示.以下根據(jù)圖象分析得出的結(jié)論中正確的是()A.從時(shí)刻t1到t2，物塊處于失重狀態(tài)B.從時(shí)刻t3到t4，物塊處于超重狀態(tài)C.電梯可能開(kāi)始停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在高樓層D.電梯可能開(kāi)始停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在低樓層【解析】選C.由圖可知在0t1、t2t3及t4之后，傳感器所受壓力大小等于物塊的重力大??；t1t2時(shí)間段內(nèi)，傳感器所受壓力大小大于物塊重力，處于超重狀態(tài)，加速度向上；t3t4時(shí)間段內(nèi)，壓力小于物塊重力，處于失重狀態(tài)，加速度向下.綜上所述選項(xiàng)C

3、正確.3.（4分）直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，如圖2所示.設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中箱子始終保持圖示姿態(tài).在箱子下落過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A.箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒(méi)有壓力B.箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力最大C.箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大D.若下落距離足夠長(zhǎng)，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來(lái)”【解析】選C.對(duì)箱子及箱內(nèi)物體整體分析,由牛頓第二定律得(M+m)g-kv2=(M+m)a,剛投放箱子時(shí),v=0,a=g,物體對(duì)箱底壓力為零,隨著下落速度的增大,空氣阻力增大,加速度a減小,

4、對(duì)箱內(nèi)物體mg-N=ma,則N=m(g-a)將逐漸增大,當(dāng)a=0時(shí)N=mg,故物體不會(huì)“飄起來(lái)”,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤.4.（4分）姚明成為NBA的一流中鋒，給中國(guó)人爭(zhēng)得了更多的榮譽(yù)和更多的尊敬，讓更多的中國(guó)人熱愛(ài)上籃球這項(xiàng)運(yùn)動(dòng).姚明的跳起過(guò)程可分為下蹲、蹬地、離地上升、下落四個(gè)過(guò)程，如圖3所示，下列關(guān)于蹬地和離地上升兩過(guò)程的說(shuō)法中正確的是（設(shè)蹬地的力為恒力）（）A.兩個(gè)過(guò)程中姚明都處在超重狀態(tài)B.兩過(guò)程中姚明都處在失重狀態(tài)C.前一過(guò)程為超重，后一過(guò)程不超重也不失重D.前一過(guò)程為超重，后一過(guò)程為完全失重【解析】選D.用力蹬地獲得一個(gè)向上的大于重力的支持力，故蹬地過(guò)程是一個(gè)向上加速的過(guò)程，屬

5、超重現(xiàn)象；空中上升過(guò)程只受重力作用，有向下的加速度g，屬完全失重現(xiàn)象，所以D項(xiàng)正確.5.（4分）下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，能在繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙中完成的是（）A.用天平測(cè)量物體的質(zhì)量B.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體的重力C.用溫度計(jì)測(cè)艙內(nèi)的溫度D.用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)【解析】選C.繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙處于完全失重狀態(tài)，處于其中的物體也處于完全失重狀態(tài)，物體對(duì)水平支持物沒(méi)有壓力，對(duì)懸掛物沒(méi)有拉力.用天平測(cè)量物體質(zhì)量時(shí)，利用的是物體和砝碼對(duì)盤的壓力產(chǎn)生的力矩，壓力為0時(shí)，力矩也為零，因此在太空實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)不能完成.同理，水銀氣壓計(jì)也不能測(cè)出艙內(nèi)氣體壓強(qiáng).物體處于失重狀態(tài)時(shí)，對(duì)懸掛物沒(méi)有拉力，因此彈簧測(cè)力計(jì)不

6、能測(cè)出物體的重力.溫度計(jì)是利用了熱脹冷縮的性質(zhì)，因此可以測(cè)出艙內(nèi)溫度.故只有選項(xiàng)C正確.6.質(zhì)量為60 kg的人，站在升降機(jī)內(nèi)的臺(tái)秤上，測(cè)得體重為480 N，則升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)是（）A.勻速上升或勻速下降 B.加速上升C.減速上升 D.減速下降【解析】選C.人對(duì)臺(tái)秤的壓力小于人的重力，處于失重狀態(tài)，可能加速下降或減速上升，C正確，A、B、D錯(cuò)誤.7. 圖6-4-5是我國(guó)長(zhǎng)征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景，宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過(guò)程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.火箭加速上升時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)B.飛船加速下落時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)C.飛船落地前減速，宇航員對(duì)座椅的壓

7、力小于其重力D.火箭上升的加速度逐漸減小時(shí)，宇航員對(duì)座椅的壓力小于其重力【解析】選B.當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時(shí)，處于超重狀態(tài)，彈力大于重力，故A、C、D錯(cuò)誤；當(dāng)物體具有豎直向下的加速度時(shí)，物體處于失重狀態(tài)，故B正確.8.(10分)學(xué)校教學(xué)大樓安裝了電梯,為了測(cè)定電梯在啟動(dòng)時(shí)(視為勻加速運(yùn)動(dòng))的加速度,可在電梯內(nèi)放一臺(tái)磅秤.當(dāng)一人站在磅秤上時(shí),發(fā)現(xiàn)電梯啟動(dòng)前后磅秤的示數(shù)增加了5 kg,試估算電梯運(yùn)動(dòng)的加速度為多少.(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.73 m/s2,人的體重約為60 kg)【解析】磅秤的示數(shù)增加了m=5 kg,說(shuō)明在電梯啟動(dòng)加速時(shí),人對(duì)電梯的壓力就增大了mg即N=mg+mg.設(shè)人的質(zhì)量為

8、m,則在電梯靜止時(shí),人對(duì)電梯的壓力大小為mg.由題意可知,當(dāng)電梯做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),磅秤的示數(shù)變?yōu)閙g+mg,此值即為電梯在加速時(shí)人對(duì)電梯的壓力N.此時(shí)對(duì)人進(jìn)行受力分析,如圖所示.由牛頓第二定律得:N-mg=ma,即:(mg+mg)-mg=ma,mg=ma,a=mg/m=5× m/s2=0.81 m/s2.9.(10分)據(jù)報(bào)載，我國(guó)航天第一人楊利偉的質(zhì)量為63 kg（裝備質(zhì)量不計(jì)）.求：（1）假設(shè)飛船以8.6 m/s2的加速度豎直上升，這時(shí)他對(duì)坐椅的壓力多大？（2）楊利偉訓(xùn)練時(shí)承受的壓力可達(dá)到8個(gè)G，這表示什么意思？（3）當(dāng)飛船返回地面，減速下降時(shí)，請(qǐng)你判斷一下楊利偉應(yīng)該有什么樣的感覺(jué).【

9、解析】（1）以楊利偉為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，由牛頓第二定律得：N-mg=ma,N=mg+ma=1 159.2 N.由牛頓第三定律可知：他對(duì)坐椅的壓力與坐椅對(duì)他的支持力大小相等，方向相反，即N=N=1 159.2 N.（2）楊利偉訓(xùn)練時(shí)承受壓力可達(dá)8個(gè)G，即N=8G=8mg>mg,處于超重狀態(tài)此時(shí)加速度：N-mg=ma， 即：8mg-mg=ma，a=7g因此，楊利偉可承受以7g的加速度加速上升或減速下降時(shí)的壓力.（3）當(dāng)飛船返回地面時(shí)，減速下降,加速度方向向上，處于超重狀態(tài).地面對(duì)腳的支持力增大，由牛頓第三定律知，腳對(duì)地面壓力增大.故雙腳有明顯壓迫感,由于處于超重狀態(tài),頭部血壓降低,因此可能出現(xiàn)頭暈等現(xiàn)象.10.（10分）法國(guó)人勞倫特·菲舍爾在澳大利亞伯斯的冒險(xiǎn)世界進(jìn)行了超高空特技跳水表演，他從30 m 高的塔上豎直跳下并準(zhǔn)確地落入水池中.已知水對(duì)他的阻力（包括浮力）是他所受重力的3.5倍，設(shè)他起跳速度為