高中物理第5章力与运动第4节超重与失重课后训练鲁科版必修1.doc

第4节　超重与失重 课后训练案巩固提升A组(20分钟)1.(多选)下列实例属于超重现象的是(　　)A.游客乘坐升降机减速上升时B.游客乘坐升降机减速下降时C.跳水运动员被跳板弹起后,离开跳板向上运动的过程D.火箭点火后加速升空解析:当物体具有竖直向上的加速度时,物体处于超重状态游客乘坐升降机减速上升时,加速度方向向下,处于失重状态,选项A错误;游客乘坐升降机减速下降时,加速度方向向上,处于超重状态,选项B正确;跳水运动员被跳板弹起后,离开跳板向上运动的过程中,只受重力和向下的阻力作用,加速度方向向下,处于失重状态,选项C错误;火箭点火后加速升空具有竖直向上的加速度,处于超重状态,选项D正确答案:BD2.如图所示,一个盛水的容器底部有一小孔静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动,且忽略空气阻力,则(　　)A.容器自由下落时,小孔向下漏水B.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水C.将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水D.将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水解析:水与容器均处于完全失重状态,水不会从小孔漏出。

答案:D3.(多选)在处于完全失重状态的电梯中,仍能进行正常测量的仪器有(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.天平 B.弹簧测力计C.杆秤 D.水银温度计解析:水银温度计是根据水银的热胀冷缩原理制成的,弹簧测力计是根据胡克定律做成的,跟重力的作用无关,所以在完全失重状态下仍可使用需要特别说明的是弹簧测力计,在完全失重的情况下,虽然不能用来测量重力,但却可以用来测量拉力等天平和杆秤不能发挥它们的功能,因为两物体对盘的压力总为零,与物体质量大小无关答案:BD4.在“神舟”7号载人飞船顺利进入环绕轨道后,人们注意到这样一个画面:航天英雄翟志刚放开了手中的飞行手册,绿色的封面和白色的书页在失重的太空中飘浮起来假设这时宇航员手中有一铅球,下面说法不正确的是(　　)A.宇航员可以毫不费力地拿着铅球B.快速运动的铅球撞到宇航员,宇航员可以毫不费力地将其抓住C.快速运动的铅球撞到宇航员,宇航员仍然能感受到很大的撞击力D.投出铅球,宇航员可以观察到铅球做匀速直线运动解析:在太空中物体处于完全失重状态,宇航员可以毫不费力地拿着铅球,选项A正确;快速运动的铅球撞到宇航员时,铅球的运动状态会改变,这时宇航员与铅球之间会产生一个很大的相互作用力,故选项B错误,选项C正确;铅球被扔出后将做匀速直线运动,选项D正确。

故选B答案:B5.(多选)甲、乙两位同学组成研究性学习小组,在运动着的一升降机内做“研究物体超重和失重现象”实验,站在测力计上的甲同学发现自己的体重“增加”了20%,重力加速度为g,于是乙同学对该过程中升降机的运动情况作出了如下判断,其中可能正确的是(　　)A.升降机以0.2g的加速度加速下降B.升降机以0.8g的加速度加速上升C.升降机以0.2g的加速度减速下降D.升降机以0.8g的加速度减速上升解析:根据牛顿第三定律可知,人的体重“增加”20%,也就是测力计对人的支持力增加20%对人,由牛顿第二定律得120%mg-mg=ma,解得a=0.2g,所以升降机以0.2g的加速度加速上升或减速下降答案:C6.(多选)如图所示,斜面体M始终处于静止状态,当物体m沿斜面下滑时,下列说法正确的是(　　)A.匀速下滑时,M对地面的压力等于(M+m)gB.加速下滑时,M对地面的压力小于(M+m)gC.匀减速下滑时,M对地面的压力大于(M+m)gD.M对地面的压力始终等于(M+m)g解析:物体加速下滑时整个系统有竖直向下的加速度分量而出现失重现象,故选项B正确物体匀减速下滑时系统存在竖直向上的加速度分量,处于超重状态,故选项C正确。

匀速下滑时系统处于平衡状态,故选项A正确答案:ABC7.在电梯中,把一重物置于水平台秤上,台秤与力的传感器相连,电梯先从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动;传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(N-t)图象,如图所示,则:(1)电梯在启动阶段经历了　　　　 s加速上升过程2)电梯的最大加速度是多少?(g取10 m/s2)解析:(1)由题中图象可知:电梯在启动阶段经历了4 s加速上升过程2)由牛顿第二定律可知N-mg=maam= m/s2=6.7 m/s2答案:(1)4　(2)6.7 m/s28.导学号93960095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?若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2=50 kg的物体,则此升降机上升的加速度为多大?(g取10 m/s2)解析:当升降机以加速度a1=2 m/s2匀加速下降时,对物体有m1g-F=m1a1,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,m0= kg=60 kg。

当升降机以a2匀加速上升时,对物体有F-m2g=m2a2,a2=-g= m/s2=2 m/s2,所以升降机匀加速上升的加速度为2 m/s2答案:60 kg　2 m/s2B组(15分钟)1.(2020·北京理综)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出对此现象分析正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度解析:物体在手掌的推力作用下,由静止竖直向上加速时,物体处于超重状态当物体离开手的瞬间,只受重力作用,物体的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,故选项A、B、C错误;物体离开手的前一时刻,手与物体具有相同的速度,物体离开手的下一时刻,手的速度小于物体的速度,即在物体离开手的瞬间这段相同的时间内,手的速度变化量大于物体的速度变化量,故手的加速度大于物体的加速度,也就是手的加速度大于重力加速度,故D正确答案:D2.如图所示,台秤上放置盛水的杯,杯底用细线系一木质小球,若细线突然断裂,则在小木球上浮到水面的过程中,台秤的示数将(　　)A.变小 B.变大C.不变 D.无法判断解析:将容器和木球视为整体,整体受台秤垂直向上的支持力和竖直向下的重力。

当细线被断裂后,其实际效果是在木球向上加速运动的同时,木球上方与该木球等体积的水球,将以同样大小的加速度向下加速流动,从而填补了木球占据的空间,由于ρ水>ρ木,水球的质量大于木球的质量,故木球和水组成系统的质心有向下的加速度,整个系统将处于失重状态,故台秤的示数将变小故选项B、C、D错误,正确选项为A答案:A3.(多选)原来做匀速运动的升降机内,有一被拉长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上,如下图所示现发现A突然被弹簧拉向右方,由此可判断,此时升降机的运动情况可能是(　　)A.加速上升 B.减速上升C.加速下降 D.减速下降解析:升降机匀速运动时,物体静止在地板上,说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡,即弹簧的拉力不大于最大静摩擦力,物体突然被拉动,说明拉力要大于最大静摩擦力,物体被拉动前,弹簧弹力是不变的,所以最大静摩擦力变小,其原因是物体与地板间的正压力减小了,物体处于失重状态,故应有向下的加速度,B、C对,A、D错答案:BC4.(多选)如图所示,圆环质量为M,经过环心的竖直杆AB上套有一质量为m的小环,今将小环沿杆AB以初速度v0竖直向上抛出(设杆AB足够长,小环不能达到A点),致使大圆环对地恰无作用力,则下列说法正确的是(　　)A.小环上升时的加速度大小为B.小环上升时的加速度大小为gC.小环能上升的最大高度为D.小环上升到最高点后,在下降的过程中,大圆环对地一定有作用力解析:在上升过程中,小环受力如图所示。

由牛顿第二定律得mg+f=ma①大圆环受力如图所示:由平衡条件得f'=Mg②联立①②两式可得a=g故选项A正确,选项B错误小环向上做匀减速运动,有0-=-2ah上升最大高度为h=,选项C错误小环下落过程中,小环对大圆环的摩擦力是向下的,故大圆环对地一定有作用力,选项D正确答案:AD5.如图所示,倾斜索道与水平方向成37°角,当载人车厢加速向上运动时,人对车厢底板的压力为人体重的1.25倍,这时人与车厢仍然是相对静止则车厢对人的静摩擦力是人体重的多少倍?解析:对人受力分析如图所示,建立如图所示的直角坐标系,沿x方向:f=macos θ沿y方向:N-mg=masin θ,N=1.25mg由以上各式联立可得f=mg,即车厢对人的静摩擦力是人体重的答案:6.导学号93960096一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75 m的高处,然后让座舱自由落下落到离地面30 m高时,制动系统开始启动,座舱均匀减速,到地面时刚好停下若座舱中某人用手托着m=5 kg的铅球,g取10 m/s2,试求:(1)从开始下落到最后着地经历的总时间2)当座舱落到离地面35 m的位置时,手对球的支持力是多少?(3)当座舱落到离地面15 m的位置时,球对手的压力是多少?解析:(1)由题意可知,座舱先自由下落h1=75 m-30 m=45 m由h1=得t1==3 s下落45 m时的速度v1=gt1=30 m/s减速过程中的平均速度=15 m/s减速时间t2==2 s总时间t=t1+t2=5 s。

2)离地面35 m时,座舱自由下落,处于完全失重状态,所以手对球的支持力为零3)由=2gh1=2ah2得,减速过程中加速度的大小a=15 m/s2(或a==15 m/s2)根据牛顿第二定律N-mg=ma解得N=125 N根据牛顿第三定律可知,球对手的压力为125 N答案:(1)5 s　(2)0　(3)125 N。