高中物理-4-6-超重和失重规范训练-粤教版必修.doc

【创新设计】2013-2014学年高中物理（粤教版）必修一：4-6 超重和失重
(时间：60分钟)

知识点一　超重和失重现象
1．(单选)下面关于超重与失重的判断正确的是 (　　)．
A．物体做变速运动时，必处于超重或失重状态
B．物体向下运动时，必处于失重状态
C．做竖直上抛运动的物体，处于失重状态
D．物体向上做匀加速直线运动，处于失重状态
解析　判断一个物体处于超重状态还是失重状态，观察的不是物体的运动方向或运动状态，而是物体运动的加速度方向．物体有竖直向上的加速度时，处于超重状态，有竖直向下的加速度时，处于失重状态．
答案　C
2.

图4－6－6
(单选)图4－6－6是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景，宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是
(　　)．
A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态
B．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态
C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力大于其重力
D．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力
解析　当物体具有竖直向上的加速度时，处于超重状态，弹力大于重力，故A、D错误，C正确；当物体具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态，故B错误．
答案　C
3．(双选)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，是指物体的重力增大了
B．物体处于失重状态时，是指物体的“视重”减小了
C．物体在完全失重的条件下，对支持它的支承面压力为零[
D．物体处于完全失重时，地球对它的引力消失了
解析　无论超重还是失重，只是测出的“重力”即视重发生了变化，即物体间的相互作用发生了变化，而物体受到的重力不变，A、D错误．
答案　BC
4．(双选)

图4－6－7
如图4－6－7所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可
能为 (　　)．
A．加速下降 B．加速上升
C．减速上升 D．减速下降
解析　木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时受重力、弹簧弹力，合力向上，表明系统有向上的加速度，是超重状态，B、D正确．
答案　BD
5．(双选)关于超重和失重，下列说法中正确的是 (　　)．
A．处于超重状态的物体受的重力大
B．在加速上升的升降机中，一物体挂在弹簧秤上，则弹簧秤的示数大于物体的重力
C．在减速上升的升降机中，物体处于失重状态
D．对地静止的悬浮在空气中的气球处于完全失重状态
解析　“超重”是指物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物体的拉力)大于物体所受重力的现象，原因是物体具有向上的加速度，其实物体的重力并没有发生变化，所以选项A错．在加速上升的升降机中，因为加速度的方向向上，物体处于超重状态，若物体挂在弹簧测力计上，则此时弹簧测力计的示数大于物体的重力，选项B正确．在减速上升的升降机中，加速度方向向下，物体处于失重状态，选项C正确．气球悬浮在空气中处于静止状态，是空气浮力和重力平衡的结果，不是气球失去了重力，也不是完全失重状态，因为没有竖直向下的加速度g，选项D错．
答案　BC
知识点二　超重和失重问题
6．(双选)

图4－6－8
原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图4－6－8所示，现发现A突然被弹簧拉向右方．由此可判断，此时升降机的运动可能是 (　　)．
A．加速上升 B．减速上升
C．加速下降 D．减速下降
解析　由于A被拉向右方，说明摩擦力减小，即A与升降机地面的弹力减小，故应为失重现象，加速度向下，应选B、C.
答案　BC
7．(单选)游乐园中，游客乘坐能加速或减速上升的升降机，可以体会超重和失重的感觉，下列描述正确的是 (　　)．
A．当升降机加速上升时，机内游客是处在失重状态
B．当升降机减速下降时，机内游客是处在失重状态
C．当升降机减速上升时，机内游客是处在失重状态
D．当升降机加速下降时，机内游客是处在超重状态
解析　升降机加速上升或减速下降时，加速度方向向上，游客处于超重状态，A、B错．升降机加速下降或减速上升时，加速度方向向下，游客处于失重状态，C对、D错．
答案　C
8．(单选)我国已向太空发射了“神舟九号”飞船，有3名宇航员参与此次飞行任务，实现了“天宫一号”与“神舟九号”实施手控交会对接，宇航员在飞船中可以完成下列哪个实验
(　　)．
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．用两只弹簧秤验证牛顿第三定律
解析　太空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，弹簧秤的原理是胡克定律，完全失重情况下也可以使用．
答案　D

图4－6－9
9．(单选)如图4－6－9所示，在托盘测力计的托盘内固定一个质量为M的光滑的斜面体，现将一个质量为m的物体放在斜面上，让它自由滑下，则测力计的示数 (　　)
A．FN＝(M＋m)g
B．FN＝Mg
C．FN>(M＋m)g
D．FN<(M＋m)g
解析　物体加速下滑，其加速度有竖直向下的分量，故它处于失重状态，物体与斜面体整体对测力计的压力小于它们的总重力，D对．
答案　D

图4－6－10
10．(单选)在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图4－6－10所示，在这段时间内下列说法中正确的是 (　　)．
A．晓敏同学所受的重力变小了
B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动
D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
解析　晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，A选项错；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B选项错；以竖直向下为正方向，有：mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C选项错，D选项正确．
答案　D

11．(单选)(2011·北京理综，18)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图4-6-11所示，将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为
(　　)．

图4-6-11
A．g B．2g C．3g D．4g
解析　“蹦极”运动的最终结果是运动员悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力大小等于运动员的重力，由图可知，绳子拉力最终趋于恒定时大小等于重力且等于F0，即mg＝F0，则F0＝mg.当绳子拉力最大时，运动员处于最低点且合力最大，故加速度也最大，此时F最大＝F0＝3mg，方向竖直向上，由ma＝
F最大－mg＝3mg－mg＝2mg得最大加速度为2g，故B正确．
答案　B
12．某人在以加速度a＝2 m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1＝75 kg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50 kg的物体，则此升降机上升的加速度是多大？(g取10 m/s2)
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＝2 m/s2匀加速下降时，对物体有：
m1g－F＝m1a
F＝m1(g－a)得：
F＝75×(10－2) N＝600 N
设人在地面上最多可举起质量为m0的物体
则F＝m0g，m0＝＝ kg＝60 kg
当升降机以加速度a′匀加速上升时，对物体有：
F－m2g＝m2a′
a′＝－g＝(－10)m/s2＝2 m/s2
所以升降机匀加速上升的加速度为2 m/s2.
答案　60 kg　2 m/s2