【物理】2020届一轮复习人教版用牛顿运动定律解决问题二超重和失重课时作业 9页

‎　用牛顿运动定律解决问题(二)　超重和失重 ‎1．(对超重和失重的理解)(多选)在沈阳奥体中心进行的第十二届全运会女子跳高决赛中，福建名将郑幸娟以1米92的成绩成功卫冕．图5为郑幸娟在本届全运会上以背越式成功地跳过了1.92米的高度．若忽略空气阻力，g取10 m/s2.则下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．郑幸娟下降过程处于失重状态 B．郑幸娟下降过程处于超重状态 C．郑幸娟起跳以后在上升过程中处于超重状态 D．郑幸娟起跳时地面对她的支持力大于她的重力 答案　AD 解析　郑幸娟在整个跳高过程中，只受重力作用，处于失重状态，故A正确，B、C错误；起跳时，有向上的加速度，则地面对她的支持力大于她的重力，故D正确．‎ ‎2．(超重和失重问题的分析)如图6所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v－t图象，则(　　)‎ 图6‎ A．物体在0～2 s处于失重状态 B．物体在2～8 s处于超重状态 C．物体在8～10 s处于失重状态 D．由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态 答案　C 解析　从加速度的角度判断，由题意知0～2 s物体的加速度竖直向上，则物体处于超重状态；2～8 s物体的加速度为零，物体处于平衡状态；8～10 s物体的加速度竖直向下，则物体处于失重状态，故C正确．‎ ‎3. (超重、失重和完全失重的有关计算)质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图7所示．重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数．‎ 图7‎ ‎(1)匀速上升；‎ ‎(2)以4 m/s2的加速度加速上升；‎ ‎(3)以5 m/s2的加速度加速下降．‎ 答案　(1)600 N　(2)840 N　(3)300 N 解析　(1)匀速上升时：由平衡条件得：‎ FN1＝mg＝600 N，由牛顿第三定律得：人对体重计压力为600 N，即体重计示数为600 N.‎ ‎(2)加速上升时，由牛顿第二定律得：‎ FN2－mg＝ma1，FN2＝mg＋ma1＝840 N 由牛顿第三定律得：人对体重计压力为840 N，即体重计示数为840 N.‎ ‎(3)加速下降时，由牛顿第二定律得：‎ mg－FN3＝ma3，FN3＝mg－ma3＝300 N，‎ 由牛顿第三定律得：人对体重计压力为300 N，即体重计示数为300 N.‎ ‎4. (竖直上抛运动的有关计算)如图8所示，一同学从一高为H＝10 m的平台上竖直向上抛出一个可以看成质点的小球，小球的抛出点距离平台的高度为h0＝0.8 m，小球抛出后升高了h＝0.45 m到达最高点，最终小球落在地面上．g＝10 m/s2，求：‎ 图8‎ ‎(1)小球抛出时的初速度大小v0；‎ ‎(2)小球从抛出到接触地面的过程中经历的时间t.‎ 答案　(1)3 m/s　(2)1.8 s 解析　(1)上升阶段－v＝－2gh得：v0＝＝3 m/s ‎(2)上升阶段：0＝v0－gt1‎ 自由落体过程：h0＋h＋H＝gt 故有：t＝t1＋t2，得：t＝1.8 s.‎ 课时作业 一、选择题(1～6为单项选择题，7～10为多项选择题)‎ ‎1．关于超重和失重，下列说法正确的是(　　)‎ A．物体处于超重状态时，物体一定在上升 B．物体处于失重状态时，物体可能在上升 C．物体处于完全失重状态时，地球对它的引力就消失了 D．物体处于完全失重状态时，它所受到的合外力为零 答案　B 解析　物体处于超重状态时，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，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，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，C、D错误．‎ ‎2．下列关于超重和失重的说法正确的是(　　)‎ A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 答案　B 解析　从受力上看，失重物体所受合外力向下，超重物体所受合外力向上；从加速度上看，失重物体的加速度向下，而超重物体的加速度向上．A、C、D中的各运动员所受合外力为零，加速度为零，只有B中的运动员处于失重状态．‎ ‎3．一质量为m的人站在电梯中，电梯减速上升，加速度大小为g，g为重力加速度．人对电梯底部的压力为(　　)‎ A.mg B．2mg C．mg D.mg 答案　A 解析　由于电梯减速上升，故加速度向下，对人受力分析，受到重力mg、地板支持力FN，由牛顿第二定律：mg－FN＝ma，即：mg－FN＝mg，解得：FN＝mg，根据牛顿第三定律，‎ 则人对电梯底部的压力为mg，A正确．‎ ‎4.如图1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(　　)‎ 图1‎ A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 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 答案　A 解析　由于空气阻力不计，两物体只受重力作用，处于完全失重状态，A对B的压力在上升和下降阶段都为零．‎ ‎5.放在电梯地板上的一个木箱，被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态，如图2所示，后发现木箱突然被弹簧拉动，据此可判断出电梯的运动情况是(　　)‎ 图2‎ A．匀速上升 B．加速上升 C．减速上升 D．减速下降 答案　C 解析　木箱静止时的受力情况如图所示 则支持力FN＝mg，静摩擦力Ff＝F.‎ 若木箱突然被弹簧拉动，说明最大静摩擦力减小，则压力减小，即木箱所受支持力FN减小，‎ 所以竖直方向mg>FN，物体处于失重状态，则电梯可能加速下降，也可能减速上升，C正确．‎ ‎6．某同学站在装有力传感器的轻板上做下蹲—起立的动作．如图3所示为记录的力随时间变化的图线，由图线可以得到以下信息正确的是(　　)‎ 图3‎ A．下蹲过程中人处于失重状态 B．起立过程中人处于超重状态 C．该同学做了两次下蹲－起立的动作 D．该同学做了四次下蹲－起立的动作 答案　C 解析　人下蹲过程中，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，故下蹲对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，该同学做了两次下蹲—起立的动作，故C正确，A、B、D错误．‎ ‎7．一物体做竖直上抛运动(不计空气阻力)，初速度为30 m/s，取竖直向上为正方向，当物体的位移为25 m时，经历的时间为(g取10 m/s2)(　　)‎ A．1 s B．2 s C．5 s D．3 s 答案　AC 解析　竖直上抛运动的全过程是匀变速直线运动；由x＝v0t＋at2可知h＝v0t－gt2；即：25＝30t－5t2，解得：t＝1 s或t＝5 s，故选A、C.‎ ‎8．在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图4甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图象如图乙所示，根据图象分析得出的结论中正确的是(　　)‎ 图4‎ A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态 B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态 C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层 D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层 答案　BC 解析　由F－t图象可以看出，0～t1，F＝mg，物块可能处于静止状态或匀速运动状态；t1～t2，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上或减速向下运动；t2～t3，F＝mg，物块可能静止或匀速运动；t3～t4，F