资源描述
1．下面关于超重与失重的推断正确的是( )
A．物体做变速运动时，必处于超重或失重状态
B．物体向下运动，必处于失重状态
C．做竖直上抛运动的物体，处于完全失重状态
D．物体斜向上做匀减速运动，处于失重状态
解析：选CD.推断物体是否处于超重或失重状态，就是看物体有没有竖直方向的加速度．若物体加速度向下，则处于失重状态．若物体加速度向上，则处于超重状态．A、B两项均未指明加速度方向，无法判定是否发生超重和失重．C、D两项物体加速度均向下，故处于失重状态，C项中a＝g，故完全失重．
2.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是( )
A．在上升和下降过程中A对B的压力确定为零
B．上升过程中A对B的压力大于A物体所受到的重力
C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
解析：选A.以A、B作为整体，上升过程只受重力作用，所以系统的加速度为g.方向竖直向下，故系统处于完全失重状态，A、B之间无弹力作用，A正确、B错．下降过程，A、B仍是处于完全失重状态，A、B之间也无弹力作用，C、D错．故选A.
3．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发觉弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小，这一现象表明( )
A．电梯确定是在下降
B．电梯可能是在上升
C．电梯的加速度方向确定是向上
D．乘客确定处在失重状态
解析：选BD.电梯静止时，弹簧的拉力和重力相等．现在，弹簧的伸长量变小，则弹簧的拉力减小，小铁球的合力方向向下，加速度向下，小铁球处于失重状态，但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故选B、D.
4．质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(取g＝10 m/s2)
(1)升降机匀速上升；
(2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升；
(3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降．
解析：人站在升降机中的受力状况如图所示．
(1)当升降机匀速上升时，由平衡条件得：
N－mg＝0
所以，人受到的支持力
N＝mg＝60×10 N＝600 N
依据牛顿第三定律，人对体重计的压力即体重计的示数为600 N.
(2)当升降机以4 m/s2的加速度加速上升时，依据牛顿其次定律得
N－mg＝ma，N＝mg＋ma＝60×(10＋4) N＝840 N
此时体重计的示数为840 N，人处于超重状态．
(3)当升降机以5 m/s2的加速度加速下降时，依据牛顿其次定律得mg－N＝ma
N＝mg－ma＝60×(10－5) N＝300 N
此时体重计的示数为300 N，人处于失重状态．
答案：(1)600 N (2)840 N (3)300 N
一、选择题
1．近年来各类运动会取得的突出成果极大地推动了全国健身运动，小军在校秋季运动会上跳过了1.8 m的高度，夺得了男子组跳高冠军．则小军( )
A．在下降过程中处于失重状态
B．在离地后的上升过程中处于超重状态
C．起跳过程中，地面对他的平均支持力等于他的重力
D．起跳过程中，地面对他的平均支持力小于他的重力
解析：选A.小军的上升过程中或下降过程中加速度方向均向下，加速度等于重力加速度，故处于完全失重状态，选项A正确，B错误．起跳过程中，加速度向上，平均支持力大于重力，处于超重状态，故C、D错误．
2．(2022·江苏姜堰高一质检)关于超重和失重，下列说法正确的是( )
A．物体处于超重时，物体确定在上升
B．物体处于失重状态时，物体可能在上升
C．物体处于完全失重时，地球对它的引力就消逝了
D．物体在完全失重时，它所受到的合外力为零
解析：选B.物体处于超重时，具有向上的加速度，但其运动方向不确定，可能向上加速，也可能向下减速，选项A错误；物体处于失重或者是完全失重状态时，具有向下的加速度，可能向下加速，也可能向上减速，选项B正确；完全失重时，物体仍受到地球对它的吸引力，即受到重力的作用，合外力不为零，选项C、D错误．
3．升降机的地板上放一个有盘的弹簧秤，盘中放一个质量为m的物体，当弹簧秤的示数为0.8mg时，升降机的运动状况可能是( )
A．加速上升 B．加速下降
C．减速上升 D．减速下降
解析：选BC.弹簧秤的示数为0.8mg，表明物体对秤盘的压力小于重力，所以物体处于失重状态，物体和升降机有向下的加速度，故可能是加速下降，也可能是减速上升，故A、D错误，B、C正确．
4．以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的木箱，则下列说法中正确的是( )
A．此箱对地球的引力为m(g＋a)
B．此箱对电梯的压力为m(g＋a)
C．此箱受到的重力为m(g＋a)
D．此箱的视重为m(g＋a)
解析：选BD.木箱与电梯具有相同的加速度a，木箱所受合力为电梯的支持力与重力的合力，即N－mg＝ma，故电梯对木箱的支持力为N＝m(g＋a)．木箱处于超重状态，木箱的视重为m(g＋a)，但木箱受到的重力不变，仍为mg，木箱对地球的引力大小也为mg.故本题选B、D.
5．(2022·厦门高一检测)国际空间站绕地球运动时，里面全部物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个试验( )
A．水银温度计测量温度
B．做托里拆利试验
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：选AD.物体处于完全失重状态，与重力有关的一切物理现象都消逝了．托里拆利试验用到了水银的压强，由于p＝ρgh与重力加速度g有关，故该试验不能完成；阿基米德定律中的浮力F浮＝ρgV也与重力加速度g有关，故该试验也不能完成；水银温度计测温度利用了液体的热胀冷缩原理，弹簧测拉力与重力无关，故能完成的试验是A、D.
6．姚明成为NBA一流中锋，给中国人争得了更多的荣誉和更多的敬重，也使更多的中国人宠爱篮球这项运动．如图所示，姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程．下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法中，正确的是(设蹬地的力为恒力，不计空气阻力)( )
A．两过程中姚明都处于超重状态
B．两过程中姚明都处于失重状态
C．前过程为超重，后过程不超重也不失重
D．前过程为超重，后过程为完全失重
解析：选D.蹬地过程中支持力大于重力，二者合力产生向上的加速度，此过程超重；离地上升过程加速度等于g，为完全失重过程，故D正确．
7．(2022·咸阳高一检测)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，且忽视空气阻力，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．将容器竖直向下抛出，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：选D.在容器自由下落、竖直上抛，竖直下抛和斜向上抛出时，容器和水都具有重力加速度g，处于完全失重状态，水对容器底部没有压强，均不会从小孔流出，故D项正确．
8．(2022·福建宁德高一检测)某试验小组，利用DISC系统观看超重和失重现象．他们在学校电梯房内做试验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图像，以下依据图像分析所得结论错误的是( )
A．该图像显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化状况
B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态
C．电梯可能开头在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最终停在1楼
D．电梯可能开头在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最终停在15楼
解析：选CD.题中图像显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化状况.0～t1，钩码受力平衡；t1～t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2～t3，钩码受力平衡；t3～t4，拉力大于10 N，钩码处于超重状态．由以上分析可知，C、D项错误．故选C、D.
9．如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种状况中，体重计的示数最大的是( )
A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0 m/s2
B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0 m/s2
C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5 m/s2
D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5 m/s2
解析：选B.当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失重状态．设人受到体重计的支持力为N，体重计示数大小即为人对体重计的压力N′.由牛顿其次、第三定律可得：mg－N＝ma⇒N＝N′＝m(g－a)；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计的支持力为N1，人对体重计的压力N1′，由牛顿其次、第三定律可得N1－mg＝ma⇒N1＝N1′＝m(g＋a)，代入具体数据可得B正确．
10.原来做匀速运动的升降机内，有一个被拉伸的弹簧拉住的物块A静止在底板上，如图所示，下列情形中可能发生的是( )
A．如升降机向上做减速运动，物块被拉向右方
B．如升降机向上做加速运动，物块被推向左边
C．如升降机向下做减速运动，物块不动
D．如升降机向下做加速运动，物块被拉向右方
解析：选ACD. 在匀速运动时，物块在水平方向受弹簧向右的拉力，能够在水平方向保持不动，说明物块受底板的摩擦力向左，与拉力平衡．当压力增大时，底板能供应的静摩擦力的最大值将增加；当压力减小时，最大静摩擦力将减小，当该力小于弹簧的拉力时，物块受到的合力向右，将向右运动．A、D两选项的加速度向下，即物块受到的支持力小于重力，是一种失重现象，这时的压力将比升降机匀速运动时小，从而导致最大静摩擦力减小，故物块可能向右运动．而当升降机加速向上时，压力增大，导致最大静摩擦力增大，但静摩擦力只供应了弹簧拉力的平衡作用，它不会自行增大，故C对而B错．
二、非选择题
11．如图所示，在台秤的托盘上放一底面粗糙、倾角为θ、质量为M的斜面体，斜面上放一个质量为m的物体．假如斜面光滑，求物体从斜面上滑下过程中台秤的读数．
解析：物体沿光滑斜面下滑，其加速度为a＝gsinθ，将a分解成水平方向和竖直方向两个加速度ax、ay，则ay＝asinθ＝gsin2θ，物体处于失重状态．该斜面给物体的作用力在竖直方向上的分力为F
物体在竖直方向：mg－F＝may
斜面在竖直方向：N＝Mg＋F
所以示数为N＝Mg＋mg－mgsin2θ＝Mg＋mgcos2θ.
答案：Mg＋mgcos2θ
12．某人在地面上最多能举起60 kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体．求：
(1)此电梯的加速度多大？
(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？(g取10 m/s2)
解析：(1)站在地面上的人，最大举力为F＝m1g＝60×10 N＝600 N.
在加速下降的电梯内，人的最大举力F仍为600 N，由牛顿其次定律得m2g－F＝m2a，
所以加速度a＝g－＝(10－) m/s2＝2.5 m/s2.
(2)在加速上升的电梯里，人的举力不变，同理得
F－m3g＝m3a
所以m3＝＝ kg＝48 kg.
答案：(1)2.5 m/s2 (2)48 kg
为什么飞行员要穿抗荷服
抗荷服，是飞行员上机前必需穿的、布满绳子和气管的惊异服装．飞行员穿上这种服装，可以把身体绷得紧紧的，从而消退机动飞行中所产生的“载荷因数 ”给身体带来的不适反应.
“载荷因数”是作用于飞机上的升力、阻力、侧力、推力的合力．合力与飞机重力的比值叫过载．过载分为法向、纵向、侧向3种，法向过载对飞行员影响最大．平飞中，升力等于飞机的重力，飞行员给座椅的压力就等于自身体重，法向过载为1g；由平飞向上做曲线运动时，由于向下惯性离心力的作用，升力大于飞机的重力，飞行员给座椅的压力超过体重，呈“超重”现象，法向过载大于1g；由平飞向下做曲线运动时，由于向上惯性离心力作用，升力小于飞机重力，飞行员压在座椅上的压力变轻，毁灭“失重”现象，法向过载小于1g(g为重力加速度)．
在飞行过程中，过载大或小都会给飞行员带来不适，尤其是向上作加速飞行时，飞行员会产生大脑缺血，从而毁灭视觉模糊、头晕、“黑视”和“红视”等现象．可见，飞行员生理反应受到过载的影响．在一般状况下，飞行员承受过载 4g的时间为60 s,6g为15 s,8g为4.5 s．而飞机使用过载的指标：歼击机、强击机最大为7g～9g；轰炸机、运输机为2.5g～3.5g.
因此，为确保平安飞行，飞行员必需穿抗荷服，不然就有生命危急．目前，世界各国的空军都接受抗荷服．由于抗荷服是双层料，强度很大，在夹层里设有很多气囊和气管与飞机上的高压气瓶相连接．在飞行中，可依据过载大小，自动向气囊里充气，挤压飞行员的身体，起到抗荷作用；同时，抗荷服上的很多绳子还可以依据体形任意调整．这样，就可提高飞行员的抗荷力气，确保飞行的平安．
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
