2024-2025學年新教材高中物理第5章牛頓運動定律第5節(jié)超重與失重習題含解析魯科版必修第一冊

PAGEPAGE1第5節(jié)超重與失重基礎鞏固1.我國長征火箭能把載人“神舟號”飛船送上太空。宇航員在火箭放射與飛船回收的過程均要經(jīng)受超重與失重的考驗,下列說法正確的是()A.火箭加速上升時,宇航員處于失重狀態(tài)B.飛船加速下落時,宇航員處于失重狀態(tài)C.飛船落地前減速,宇航員對座椅的壓力小于其重力D.火箭上升的加速度漸漸減小時,宇航員對座椅的壓力小于其重力解析只要火箭或飛船的加速度向上,宇航員就處于超重狀態(tài);加速度向下,宇航員就處于失重狀態(tài),選項A、C、D錯誤,B正確。答案B2.如圖所示為一物體隨升降機由一樓運動到某高層的過程中的v-t圖像,則()A.物體在0~2s內(nèi)處于失重狀態(tài)B.物體在2~4s內(nèi)處于超重狀態(tài)C.物體在4~5s內(nèi)處于失重狀態(tài)D.由于物體的質(zhì)量未知,所以無法推斷超重、失重狀態(tài)解析從加速度的角度看,0~2s內(nèi)加速度為正,表示方向豎直向上,物體處于超重狀態(tài),A錯誤;2~4s內(nèi)升降機勻速上升,加速度為零,物體既不超重也不失重,B錯誤;4~5s內(nèi)升降機做減速上升,加速度豎直向下,物體處于失重狀態(tài),C正確;不知道物體的質(zhì)量,也可以通過加速度的方始終推斷物體處于失重還是超重狀態(tài),D錯誤。故選C。答案C3.如圖所示,A、B兩物體疊放在一起,以相同的初速度上拋(不計空氣阻力)。下列說法正確的是()A.在上升和下降過程中A對B的壓力肯定為零B.上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C.下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D.在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力解析對于A、B整體只受重力作用,做豎直上拋運動,處于完全失重狀態(tài),不論上升還是下降過程,A對B均無壓力,選項A正確。答案A4.如圖所示,一木箱內(nèi)裝一鐵球,木箱的內(nèi)寬與高恰好與鐵球的直徑相等,當木箱自由下落時,下列說法正確的是()A.不計空氣阻力時,鐵球?qū)δ鞠湎卤谟袎毫.不計空氣阻力時,鐵球?qū)δ鞠渖媳谟袎毫.有空氣阻力時,鐵球?qū)δ鞠渖媳谟袎毫.有空氣阻力時,鐵球?qū)δ鞠湎卤谟袎毫馕鋈舨挥嬁諝庾枇?整體只受到重力作用,加速度為g,隔離鐵球,可知鐵球只受重力作用,對木箱上、下壁均無壓力,A、B錯誤;若受到空氣阻力,整體加速度將小于g,隔離鐵球,分析受力可知,鐵球要受到木箱向上的作用力,其加速度才會小于g,由此可知鐵球受到下壁的支持力,C錯誤,D正確。答案D5.在電梯中,把一重物置于水平臺秤上,臺秤與力傳感器相連,電梯先從靜止加速上升,然后又勻速運動一段時間,最終停止運動;傳感器的屏幕上顯示出其所受的壓力與時間的關系(F-t)圖像,如圖所示,則:(1)電梯在啟動階段經(jīng)驗了s加速上升過程。

(2)電梯的最大加速度是多少?(g取10m/s2)解析(1)由題圖可知:0~4s內(nèi),F>G,重物處于超重狀態(tài),電梯在啟動階段經(jīng)驗了4s加速上升過程。(2)由牛頓其次定律可知:F-mg=maam=m/s2≈6.7m/s2。答案(1)4(2)6.7m/s26.一個質(zhì)量是50kg的人站在升降機的地板上,升降機的頂端懸掛了一個彈簧測力計,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,他看到彈簧測力計的示數(shù)為40N,g取10m/s2,求此時人對地板的壓力大小。解析以A為探討對象,對A進行受力分析如圖所示。選向下的方向為正方向,由牛頓其次定律可得mg-FT=ma所以a=m/s2=2m/s2再以人為探討對象,他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN。仍選向下的方向為正方向,同理由牛頓其次定律可得m人g-FN=m人a所以FN=m人g-m人a=400N由牛頓第三定律可知,人對地板的壓力大小為400N。答案400N實力提升1.某同學找了一個用過的易拉罐,在靠近底部的側(cè)面打了一個小孔。用手指按住小孔的同時往罐里裝滿水,然后將易拉罐向上拋出,運動過程中罐底始終向下,空氣阻力不計()A.在易拉罐上升過程中,小孔中有水射出,水射出比罐靜止時慢B.在易拉罐下降過程中,小孔中有水射出,水射出比罐靜止時快C.在易拉罐上升、下降過程中,小孔中射出水的快慢都和罐靜止時相同D.在易拉罐上升、下降過程中,水都不會從小孔中射出解析易拉罐在上升和下降過程中均處于完全失重狀態(tài),水對易拉罐沒有力的作用,不會流出。答案D2.為了讓乘客乘車更為舒適,探討人員設計了一種新型交通工具,乘客的座椅能隨著坡度的改變而自動調(diào)整,使座椅始終保持水平,如圖所示。當此車減速上坡時,乘客()A.處于失重狀態(tài)B.處于超重狀態(tài)C.受到向前的摩擦力作用D.所受力的合力沿斜面對上解析當此車減速上坡時,整體的加速度沿斜面對下,乘客具有向下的分加速度,所以依據(jù)牛頓運動定律可知乘客處于失重狀態(tài),故A正確,B錯誤;對乘客進行受力分析,乘客受重力、支持力,由于乘客加速度沿斜面對下,而靜摩擦力必沿水平方向,由于乘客有水平向左的分加速度,所以受到向后(水平向左)的摩擦力作用,故C錯誤。由于乘客加速度沿斜面對下,依據(jù)牛頓其次定律得所受力的合力沿斜面對下,故D錯誤。答案A3.某同學站在裝有力傳感器的輕板上做“下蹲—起立”的動作。如圖所示為記錄的力隨時間改變的圖像,由圖像可以得到以下信息正確的是()A.下蹲過程中該同學始終處于失重狀態(tài)B.起立過程中該同學始終處于超重狀態(tài)C.該同學做了兩次下蹲—起立的動作D.該同學做了四次下蹲—起立的動作解析下蹲過程中,先是加速下降失重,到達一個最大速度后再減速下降超重,故下蹲過程中先失重再超重。同理可知,起立過程中先超重再失重。對應圖像可知,該同學做了兩次“下蹲—起立”的動作,故C正確,A、B、D錯誤。答案C4.某運動員在蹦床競賽時,運動員僅在豎直方向上運動,運動員的腳在接觸蹦床過程中,蹦床對運動員的彈力F隨時間t的改變規(guī)律通過傳感器用計算機繪制出來,如圖所示。g取10m/s2,依據(jù)F-t圖像求:(1)運動員的質(zhì)量。(2)運動員在運動過程中的最大加速度。(3)在不計空氣阻力狀況下,運動員離開蹦床上升的最大高度。解析(1)由題圖可知,剛站上去的時候彈力等于重力,故運動員所受重力為500N,設運動員質(zhì)量為m,則m==50kg。(2)由題圖可知蹦床對運動員的最大彈力為Fm=2500N,設運動員的最大加速度為am,則Fm-mg=mamam=m/s2=40m/s2。(3)由題圖可知運動員離開蹦床后做豎直上拋運動,離開蹦床的時刻為