高中物理粵教版第四章力與運(yùn)動第六節(jié)超重和失重 第四章第六節(jié)超重和失重

第四章力與運(yùn)動第六節(jié)超重和失重A級抓基礎(chǔ)1．(多選)某一興趣小組在課外實(shí)踐活動中研究電梯中的超重和失重現(xiàn)象．在電梯水平底板上放一體重計(jì)，一同學(xué)站在上面觀察體重計(jì)的示數(shù)，小組共同分析數(shù)據(jù)得出下列結(jié)論，其中正確的是()A．超重現(xiàn)象一定出現(xiàn)在上升過程中B．超重現(xiàn)象中一定存在豎直向上的加速度C．失重現(xiàn)象可以出現(xiàn)在上升過程中，也可以出現(xiàn)在下降過程中D．若電梯做自由落體運(yùn)動，體重計(jì)的示數(shù)為零解析：超重現(xiàn)象是指物體對支持面的壓力或?qū)揖€的拉力大于重力的現(xiàn)象，產(chǎn)生超重現(xiàn)象的條件是物體具有豎直向上的加速度，超重時物體可能向上加速，也可能向下減速，因此選項(xiàng)A錯，B正確；失重現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是物體具有豎直向下的加速度，物體可能向下加速，也可能向上減速，選項(xiàng)C正確；電梯做自由落體運(yùn)動時，具有豎直向下的加速度g，完全失重時對體重計(jì)無壓力，選項(xiàng)D正確．答案：BCD2．用一根細(xì)繩將一重物吊在電梯的天花板上，下列四種情況下，細(xì)繩最容易被拉斷的是()A．電梯勻速上升 B．電梯勻速下降C．電梯加速上升 D．電梯加速下降答案：C3．一個小杯子的側(cè)壁有一小孔，杯內(nèi)盛水后，水會從小孔射出．現(xiàn)使杯自由下落，則杯中的水()A．會比靜止時射得更遠(yuǎn)些 B．會比靜止時射得更近些C．與靜止時射得一樣遠(yuǎn) D．不會射出解析：此時完全失重沒有壓力．答案：D4．一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為eq\f(g,3)，g為重力加速度，人對電梯底部的壓力為()\f(mg,3) B．2mgC．mg \f(4mg,3)解析：設(shè)人受到的支持力為FN，對人進(jìn)行受力分析得FN－mg＝eq\f(1,3)mg，所以FN＝eq\f(4,3)mg，由作用力與反作用力的關(guān)系知，人對電梯底部的壓力大小為eq\f(4mg,3).答案：D5．2016年4月11日，中國航天中心宣布，今年發(fā)射的“神舟十一號”A．用天平稱量物體的質(zhì)量B．做托里拆利實(shí)驗(yàn)C．驗(yàn)證阿基米德定律D．用兩個彈簧測力計(jì)驗(yàn)證牛頓第三定律解析：飛船處于完全失重狀態(tài)，一切由重力引起的現(xiàn)象不再發(fā)生，工作原理涉及重力的儀器不能再使用，彈簧測力計(jì)的原理是胡克定律，完全失重情況下也可以使用．答案：D6．一個年輕人在以a＝2m/s2的加速度加速上升的升降機(jī)里最多能舉起質(zhì)量為m＝50kg的重物，問當(dāng)升降機(jī)以同樣的加速度減速上升時，該年輕人能最多舉起的重物m′的質(zhì)量為(g取10mA．50kg B．100kgC．75kg D．125kg解析：根據(jù)牛頓第二定律可知，若升降機(jī)加速上升，重物處于超重狀態(tài)，有F＝m(g＋a)；①若升降機(jī)減速上升，重物處于失重狀態(tài)，有F＝m′(g－a)；②聯(lián)立①②兩式，得m′＝eq\f(m（g＋a）,g－a)，其中a＝2m/s2，解得m′＝75kg.答案：CB級提能力7.如圖所示，質(zhì)量為m1＝2kg的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為m0＝5kg的箱子B相連，箱子底板上放一質(zhì)量為m2＝1kg的物體C，不計(jì)定滑輪的質(zhì)量和一切阻力，在箱子加速下落的過程中，g取10m/sA．物體A處于失重狀態(tài)，加速度大小為10m/sB．物體A處于超重狀態(tài)，加速度大小為5m/sC．物體C處于失重狀態(tài)，對箱子的壓力大小為5ND．輕繩對定滑輪的作用力大小為60N解析：取A、B、C為整體，由牛頓第二定律，得(m0＋m2)g－m1g＝(m0＋m1＋m2)a，代入數(shù)據(jù)得a＝5m/s2，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；隔離C，有m2g－FN＝m2a，即FN＝5N，由牛頓第三定律可知，物體C對箱子的壓力為5N，選項(xiàng)C正確；隔離A，有FT－m1g＝m1a，得FT＝30N，所以輕繩對定滑輪的作用力大小為2答案：A8．為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯．無人乘行時，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如圖所示．那么下列說法中正確的是()A．顧客始終受到三個力的作用B．顧客始終處于超重狀態(tài)C．顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D．顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下解析：扶梯加速向上時，人受重力、支持力、水平向右的摩擦力三個力的作用，所以，人對扶梯的作用力是支持力與摩擦力的反作用力，它們的合力指向左下方；當(dāng)扶梯勻速向上時，人只受重力和支持力的作用，所以人對扶梯的作用力就是人對扶梯的壓力，方向豎直向下．選C.答案：C9．某人在以加速度a＝2m/s2勻加速下降的升降機(jī)中最多能舉起m1＝75kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多大質(zhì)量的物體．若此人在一勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起50kg的物體，則此升降機(jī)上升的加速度是多大(g取10解析：設(shè)此人在地面上的最大“舉力”為F，那么他在以不同加速度運(yùn)動的升降機(jī)中最大的“舉力”仍然是F.以物體為研究對象進(jìn)行受力分析，物體的受力示意圖如圖所示，且物體的加速度與升降機(jī)相同．當(dāng)升降機(jī)以加速度a＝2m/s2勻加速下降時，對物體有：m1g－F＝mF＝m1(g－a)＝75×(10－2)N＝600N.設(shè)人在地面上最多可舉起質(zhì)量為m0的物體則F＝m0g，m0＝eq\f(F,g)＝eq\f(600,10)kg＝60kg.當(dāng)升降機(jī)以加速度a′勻加速上升時，對物體有：F－m2g＝m2aa′＝eq\f(F,m2)－g＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(600,50)－10))m/s2＝2m/s2.所以升降機(jī)勻加速上升的加速度為2m/s2答案：60kg2m10．一個質(zhì)量是50kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一個彈簧測力計(jì)，彈簧測力計(jì)下面掛著一個質(zhì)量為mA＝5kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動時，他看到彈簧測力計(jì)的示數(shù)為40N，如圖所示．g取10m/s解析：升降機(jī)所處的運(yùn)動狀態(tài)未知，但可由A物體的運(yùn)動狀態(tài)分析求得．以A為研究對象，對A進(jìn)行受力分析，如圖所示．由牛頓第二定律，可得mAg－FT＝mAa，所以a＝eq\f(mAg－FT,mA)＝eq\f(5×10－40,5)m/s2＝2m/s2；再以人為研