高中物理粤教版第四章力与运动第六节超重和失重 第四章第六节超重和失重

第四章力与运动第六节超重和失重A级抓基础1．(多选)某一兴趣小组在课外实践活动中研究电梯中的超重和失重现象．在电梯水平底板上放一体重计，一同学站在上面观察体重计的示数，小组共同分析数据得出下列结论，其中正确的是()A．超重现象一定出现在上升过程中B．超重现象中一定存在竖直向上的加速度C．失重现象可以出现在上升过程中，也可以出现在下降过程中D．若电梯做自由落体运动，体重计的示数为零解析：超重现象是指物体对支持面的压力或对悬线的拉力大于重力的现象，产生超重现象的条件是物体具有竖直向上的加速度，超重时物体可能向上加速，也可能向下减速，因此选项A错，B正确；失重现象产生的条件是物体具有竖直向下的加速度，物体可能向下加速，也可能向上减速，选项C正确；电梯做自由落体运动时，具有竖直向下的加速度g，完全失重时对体重计无压力，选项D正确．答案：BCD2．用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，下列四种情况下，细绳最容易被拉断的是()A．电梯匀速上升 B．电梯匀速下降C．电梯加速上升 D．电梯加速下降答案：C3．一个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出．现使杯自由下落，则杯中的水()A．会比静止时射得更远些 B．会比静止时射得更近些C．与静止时射得一样远 D．不会射出解析：此时完全失重没有压力．答案：D4．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为eq\f(g,3)，g为重力加速度，人对电梯底部的压力为()\f(mg,3) B．2mgC．mg \f(4mg,3)解析：设人受到的支持力为FN，对人进行受力分析得FN－mg＝eq\f(1,3)mg，所以FN＝eq\f(4,3)mg，由作用力与反作用力的关系知，人对电梯底部的压力大小为eq\f(4mg,3).答案：D5．2016年4月11日，中国航天中心宣布，今年发射的“神舟十一号”A．用天平称量物体的质量B．做托里拆利实验C．验证阿基米德定律D．用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律解析：飞船处于完全失重状态，一切由重力引起的现象不再发生，工作原理涉及重力的仪器不能再使用，弹簧测力计的原理是胡克定律，完全失重情况下也可以使用．答案：D6．一个年轻人在以a＝2m/s2的加速度加速上升的升降机里最多能举起质量为m＝50kg的重物，问当升降机以同样的加速度减速上升时，该年轻人能最多举起的重物m′的质量为(g取10mA．50kg B．100kgC．75kg D．125kg解析：根据牛顿第二定律可知，若升降机加速上升，重物处于超重状态，有F＝m(g＋a)；①若升降机减速上升，重物处于失重状态，有F＝m′(g－a)；②联立①②两式，得m′＝eq\f(m（g＋a）,g－a)，其中a＝2m/s2，解得m′＝75kg.答案：CB级提能力7.如图所示，质量为m1＝2kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为m0＝5kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，g取10m/sA．物体A处于失重状态，加速度大小为10m/sB．物体A处于超重状态，加速度大小为5m/sC．物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5ND．轻绳对定滑轮的作用力大小为60N解析：取A、B、C为整体，由牛顿第二定律，得(m0＋m2)g－m1g＝(m0＋m1＋m2)a，代入数据得a＝5m/s2，选项A错误，选项B正确；隔离C，有m2g－FN＝m2a，即FN＝5N，由牛顿第三定律可知，物体C对箱子的压力为5N，选项C正确；隔离A，有FT－m1g＝m1a，得FT＝30N，所以轻绳对定滑轮的作用力大小为2答案：A8．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．那么下列说法中正确的是()A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下解析：扶梯加速向上时，人受重力、支持力、水平向右的摩擦力三个力的作用，所以，人对扶梯的作用力是支持力与摩擦力的反作用力，它们的合力指向左下方；当扶梯匀速向上时，人只受重力和支持力的作用，所以人对扶梯的作用力就是人对扶梯的压力，方向竖直向下．选C.答案：C9．某人在以加速度a＝2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1＝75kg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50kg的物体，则此升降机上升的加速度是多大(g取10解析：设此人在地面上的最大“举力”为F，那么他在以不同加速度运动的升降机中最大的“举力”仍然是F.以物体为研究对象进行受力分析，物体的受力示意图如图所示，且物体的加速度与升降机相同．当升降机以加速度a＝2m/s2匀加速下降时，对物体有：m1g－F＝mF＝m1(g－a)＝75×(10－2)N＝600N.设人在地面上最多可举起质量为m0的物体则F＝m0g，m0＝eq\f(F,g)＝eq\f(600,10)kg＝60kg.当升降机以加速度a′匀加速上升时，对物体有：F－m2g＝m2aa′＝eq\f(F,m2)－g＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(600,50)－10))m/s2＝2m/s2.所以升降机匀加速上升的加速度为2m/s2答案：60kg2m10．一个质量是50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA＝5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40N，如图所示．g取10m/s解析：升降机所处的运动状态未知，但可由A物体的运动状态分析求得．以A为研究对象，对A进行受力分析，如图所示．由牛顿第二定律，可得mAg－FT＝mAa，所以a＝eq\f(mAg－FT,mA)＝eq\f(5×10－40,5)m/s2＝2m/s2；再以人为研