超重與失重(一)一、選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分。在每小題給出的四個選項中至少有一個選項是正確的)1．下面關于超重與失重的判斷正確的是()A．物體做變速運動時，必處于超重或失重狀態(tài)B．物體向下運動時，必處于失重狀態(tài)C．做豎直上拋運動的物體，處于完全失重狀態(tài)D．物體斜向上做勻減速運動，處于失重狀態(tài)解析：判斷物體是否處于超重或失重狀態(tài)，就是看物體有沒有豎直方向上的加速度。若物體的加速度向下，則處于失重狀態(tài)。若物體的加速度向上，則處于超重狀態(tài)。A、B兩項均未指明加速度方向，無法判定是否發(fā)生超重和失重現(xiàn)象。D項物體的加速度斜向下，有豎直向下的分量，故處于失重狀態(tài)，C項中a＝g，且加速度方向向下，故處于完全失重狀態(tài)，故選項C、D正確。答案：CD2．下列說法正確的是()A．體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)B．蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C．舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)D．游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)解析：從受力上看，失重物體所受合外力向下，超重物體所受合外力向上；從加速度上看，失重物體的加速度向下，而超重物體的加速度向上。A、C、D中的各運動員所受合外力為零，加速度為零，只有B中的運動員處于失重狀態(tài)。答案：B3.“生命在于運動”，如果長時間不運動，身體的某些機能會逐漸退化，甚至萎縮，所以對于長時間工作在空間站(如圖1所示)中的航天員來講，也必須每天進行適量的運動，如果你是他們的體能教練，你如何為他們制定訓練計劃，下列你認為合理的是()A．每天在跑步機上跑步B．每天用彈簧拉力器健身 圖1C．每天舉啞鈴D．每天做俯臥撐解析：在太空航行的國際空間站，由于“失重”狀態(tài)，人和物品如果不加以固定的話，會飄起來，所以一切與重力有關的體能活動均不能起到鍛煉效果，如：俯臥撐、仰臥起坐、舉啞鈴、跑步等，但對于含彈簧的健身器材則可以鍛煉，如：彈簧拉力器，故只有B選項正確。答案：B4.如圖2所示，在臺秤的托盤上有一個支架，支架上掛著一個電磁鐵A，電磁鐵的正下方有一鐵塊B，電磁鐵不通電時，臺秤示數(shù)為G。當接通電路，在鐵塊被吸起的過程中，臺秤的示數(shù)將()A．不變 B．變大C．變小 D．忽大忽小 圖2解析：將A、B看成一整體，B加速上升，故具有向上的加速度，A、B整體處于超重狀態(tài)，又隨著B靠近A，B的所受吸引力越來越大，加速度越來越大，超重的數(shù)值也越來越大，故B正確。答案：B5．原來做勻速運動的升降機內(nèi)有一被伸長的輕質(zhì)彈簧拉住、具有一定質(zhì)量的物體A靜止放在地板上，如圖3所示?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方，由此可判斷，此時升降機的運動可能是()A．加速上升 B．減速上升 圖3C．加速下降 D．減速下降 解析：由于A被拉向右方，說明摩擦力減小，即A與升降機地板間的彈力減小，應為失重現(xiàn)象，加速度向下，故B、C正確。答案：BC6．如圖4所示，斜面體M始終處于靜止狀態(tài)，當物體m沿斜面下滑時有()A．勻速下滑時，M對地面壓力等于(M＋m)gB．加速下滑時，M對地面壓力小于(M＋m)g 圖4C．減速下滑時，M對地面壓力大于(M＋m)gD．M對地面壓力始終等于(M＋m)g解析：對m和M組成的系統(tǒng)，當m勻速下滑時，系統(tǒng)在豎直方向沒有加速度，所以不失重也不超重，對地面壓力等于系統(tǒng)的重力；當m加速下滑時，整個系統(tǒng)在豎直方向上有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，對地面壓力小于系統(tǒng)的重力；當m減速下滑時，系統(tǒng)在豎直方向上具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，對地面的壓力大于系統(tǒng)的重力。故選項A、B、C正確。答案：ABC7．“蹦極”是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖5中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置，人在從P點落下到最低點c的過程中，有()圖5A．人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B．在ab段，繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C．在bc段，繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài) D．在c點，人的速度為零，其加速度為零解析：判斷人是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，只要看人的加速度方向。Pa段人做自由落體運動，加速度為g，人處于完全失重狀態(tài)；人從a到b的過程中，人的重力大于彈力，合力方向向下，加速度方向向下，人處于失重狀態(tài)；b點，人的重力等于彈力，加速度為零；由b到c，人的重力小于彈力，合力方向向上，加速度方向向上，人處于超重狀態(tài)。當彈性繩伸長到c點時，物體處于最大超重狀態(tài)，綜上所述，選項A、B正確。答案：AB8.某同學站在電梯底板上，利用速度傳感器和計算機研究一觀光電梯在升降過程中的情況，如圖6所示是計算機顯示的觀光電梯在某一段時間內(nèi)速度變化的情況(豎直向上為正方向)。根據(jù)圖像提供的信息，可以判斷下列說法中正確的是()A．在0～5s內(nèi)，觀光電梯在加速上升，該同學處于失重狀態(tài) 圖6B．在5～10s內(nèi)，該同學對電梯底板的壓力等于他所受的重力 C．在10～20s內(nèi)，觀光電梯在減速下降，該同學處于失重狀態(tài)D．在20～25s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學處于失重狀態(tài)解析：由題圖可知，在0～5s內(nèi)，電梯加速上升，加速度方向向上，該同學處于超重狀態(tài)，選項A錯誤；在5～10s內(nèi)，電梯做勻速運動，該同學受力平衡，故可得選項B正確；在10～20s內(nèi)，電梯減速上升，加速度方向向下，該同學處于失重狀態(tài)，選項C錯誤；在20～25s內(nèi)，電梯加速下降，加速度方向向下，該同學處于失重狀態(tài)，選項D正確。答案：BD二、非選擇題(每小題10分，共20分)9．一種巨型娛樂器械由升降機送到離地面75m的高處，然后讓座艙自由落下。落到離地面25m高時，制動系統(tǒng)開始啟動，座艙均勻減速，到地面時剛好停下。若座艙中某人用手托著重50N的鉛球，試求：(1)當座艙落到離地面35m的位置時，手對球的支持力是多少？(2)當座艙落到離地面15m的位置時，球?qū)κ值膲毫κ嵌嗌伲?取g＝10m/s2)解析：(1)離地面35m時，座艙自由下落，處于完全失重狀態(tài)，所以手對球的支持力為零。(2)設落到離地面25m時，速度為v，座艙自由下落h1＝50m，后又均勻減速運行h2＝25m，則v2＝2gh1＝2ah2，由此得：a＝eq\f(50,25)×10m/s2＝20m/s2根據(jù)牛頓第二定律：F－mg＝ma得：F＝150N根據(jù)牛頓第三定律，球?qū)κ值膲毫?50N。答案：(1)零(2)150N10．一質(zhì)量為m＝40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計上。電梯從t＝0時刻由靜止開始下降，在0到6s內(nèi)體重計示數(shù)F的變化如圖7所示。試問：在這段時間內(nèi)電梯下降的高度是多少？取重力加速度g＝10m/s2。解析：由圖可知，在第一段時間t1＝1s內(nèi)，電梯向下勻加速運動，mg－F1＝ma1，解得a1＝2m/s2， 圖7電梯下降的高度h1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝1m；在第二段時間t2＝3s內(nèi)，電梯向下勻速運動，速度為v＝a1t1＝2m/s，下降高度h2＝vt2＝6m；在第三段時間t3＝2s內(nèi)，電梯向下勻減速運動，F(xiàn)2－mg＝ma2，解得a2＝1m/s2，下降高度h3＝vt3－eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,3)＝2m所以，在整個過程中，電梯下降的總高度為h＝h1＋h2＋h3＝9m。答案：9m5.5超重與失重(二)1．關于超重和失重，下列說法正確的是()A．物體處于超重狀態(tài)時，是指物體的重力增大了B．物體處于失重狀態(tài)時，是指物體的“視重”減小了C．物體在完全失重的條件下，對支持它的支承面壓力為零D．物體處于完全失重時，地球?qū)λ囊οЯ私馕觯核^“超重”和“失重”，并非是指物體在同一位置的重力變大或變小，而是物體的“視重”變大或變小了，所謂“視重”是指人由彈簧測力計等儀器上看到的讀數(shù)，實際上物體所受的萬有引力、重力并未改變；“完全失重”是一種視重等于零的現(xiàn)象，物體處于完全失重時，對水平支承面的壓力或?qū)ωQ直懸繩的拉力等于零；物體處于超重狀態(tài)時，“視重”大于實重(即物體的重力)；處于失重狀態(tài)時，“視重”小于實重，處于完全失重狀態(tài)時，“視重”等于零。綜上所述，選項B、C正確。答案：BC2．一個人站在醫(yī)用體重計的測盤上不動時測得重為G，當此人突然下蹲的過程中，磅秤的讀數(shù)()A．先大于G，后小于G B．先小于G，后大于GC．大于G D．小于G解析：當人突然下蹲的過程中，經(jīng)過了先向下加速后向下減速兩個過程，即人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，所以磅秤的讀數(shù)先小于G，后大于G。答案：B3．一質(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()A.eq\f(mg,3) B．2mgC．mg D.eq\f(4mg,3)解析：設人受到的支持力為N，對人進行受力分析得：N－mg＝eq\f(1,3)mg，所以N＝eq\f(4,3)mg，由作用力與反作用力的關系知，人對電梯底部的壓力大小為eq\f(4mg,3)，故選D。答案：D4.一個質(zhì)量為M＝50kg的人站在升降機的地板上，升降機的頂部懸掛了一只彈簧測力計，彈簧測力計下面掛著一個質(zhì)量為m＝5kg的物體A，當升降機向上運動時，人看到彈簧測力計的示數(shù)為40N，如圖5－5－6所示，g取10m/s2，求 圖5－5－6(1)物體的加速度(大小和方向)，并判斷物體處于何種狀態(tài)(超