高中物理 第5章 研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 5_5 超重與失重學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 滬科版必修1
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5.5 超重與失重 (建議用時(shí):45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.下列說法正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69370264】 A.體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài) B.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài) C.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài) D.游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài) 【解析】 從受力上看,失重物體所受合外力向下,超重物體所受合外力向上;從加速度上看,失重物體的加速度向下,而超重物體的加速度向上.A、C、D中的各運(yùn)動(dòng)員所受合外力為零,加速度為零,只有B中的運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài). 【答案】 B 2.下面關(guān)于失重和超重的說法,正確的是( ) A.物體處于失重狀態(tài)時(shí),所受重力減??;處于超重狀態(tài)時(shí),所受重力增大 B.在電梯上出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí),電梯必定處于下降過程 C.在電梯上出現(xiàn)超重現(xiàn)象時(shí),電梯有可能處于下降過程 D.只要物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向向上,物體必定處于失重狀態(tài) 【解析】 加速度方向向下,物體處于失重狀態(tài),加速度方向向上,物體處于超重狀態(tài),超重和失重并非物體的重力增大或減小,而是使懸繩(或支持面)的彈力增大或減小,故A、D均錯(cuò).電梯加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí),物體處于超重狀態(tài),電梯減速下降時(shí),物體也處于超重狀態(tài),電梯減速上升時(shí),物體處于失重狀態(tài).故B錯(cuò)誤,C正確. 【答案】 C 3.如圖5512所示,一個(gè)盛水的容器底部有一小孔.靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水,假設(shè)容器在下述幾種運(yùn)動(dòng)過程中始終保持平動(dòng),且忽略空氣阻力,則( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69370265】 圖5512 A.容器自由下落時(shí),小孔向下漏水 B.將容器豎直向上拋出,容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí),小孔向下漏水;容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí),小孔不向下漏水 C.將容器水平拋出,容器在運(yùn)動(dòng)中小孔向下漏水 D.將容器斜向上拋出,容器在運(yùn)動(dòng)中小孔不向下漏水 【解析】 在忽略空氣阻力的前提下,不論物體做何種拋體運(yùn)動(dòng),其均處于完全失重狀態(tài),水均不會(huì)從小孔流出. 【答案】 D 4.(多選)“神舟十號(hào)”繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí),里面所有物體都處于完全失重狀態(tài),則在其中可以完成下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)( ) A.水銀溫度計(jì)測(cè)量溫度 B.做托里拆利實(shí)驗(yàn) C.驗(yàn)證阿基米德原理 D.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)驗(yàn)證牛頓第三定律 【解析】 物體處于完全失重狀態(tài),與重力有關(guān)的一切物理現(xiàn)象都消失了.托里拆利實(shí)驗(yàn)用到了水銀的壓強(qiáng),由于p=ρgh與重力加速度g有關(guān),故該實(shí)驗(yàn)不能完成;阿基米德原理中的浮力F=ρgV排也與重力加速度g有關(guān),故該實(shí)驗(yàn)也不能完成;水銀溫度計(jì)測(cè)溫度利用了液體的熱脹冷縮原理,彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力與重力無關(guān).故能完成的實(shí)驗(yàn)是A、D. 【答案】 AD 5.某電梯中用細(xì)繩靜止懸掛一重物,當(dāng)電梯在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí),突然發(fā)現(xiàn)繩子斷了,由此判斷此時(shí)電梯的情況是 ( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69370266】 A.電梯一定是加速上升 B.電梯可能是減速上升 C.電梯可能勻速向上運(yùn)動(dòng) D.電梯的加速度方向一定向上 【解析】 由于繩子突然斷了,說明繩子拉力一定變大了,由此可知,電梯一定有方向向上的加速度,但電梯并不一定向上運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,D正確;電梯減速上升加速度向下,B錯(cuò)誤;電梯勻速上升,繩子不可能斷,C錯(cuò)誤. 【答案】 D 6.一質(zhì)量為m的人站在電梯中,電梯加速上升,加速度大小為g,g為重力加速度.人對(duì)電梯底部的壓力大小為 ( ) A.mg B.2mg C.mg D.mg 【解析】 電梯加速上升時(shí),人處于超重狀態(tài),則人所受電梯的支持力為N=mg(g+a)=m=mg.由牛頓第三定律可知,人對(duì)電梯底部的壓力大小為mg,故D正確. 【答案】 D 7.一個(gè)同學(xué)站在體重計(jì)上稱體重,當(dāng)該同學(xué)靜止時(shí)體重計(jì)示數(shù)為600 N,現(xiàn)在該同學(xué)突然下蹲,則從開始下蹲到靜止全過程中體重計(jì)的示數(shù)( ) A.一直大于600 N B.一直小于600 N C.先是大于600 N后小于600 N,最后等于600 N D.先是小于600 N后大于600 N,最后等于600 N 【解析】 該同學(xué)下蹲全過程中,他先是加速向下后又減速向下運(yùn)動(dòng),最后靜止,故他先是處于失重狀態(tài),體重計(jì)示數(shù)小于重力600 N,后又處于超重狀態(tài),體重計(jì)示數(shù)大于600 N,最后處于平衡狀態(tài),體重計(jì)示數(shù)為600 N,D正確. 【答案】 D 8.(多選)原來做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi),有一被拉長的彈簧拉住的具有一定質(zhì)量的物體A靜止在地板上,如圖5513所示.現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方,由此可判斷,此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況可能是 ( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69370267】 圖5513 A.加速上升 B.減速上升 C.加速下降 D.減速下降 【解析】 升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體靜止在地板上,說明物體受到的靜摩擦力與彈簧的拉力平衡,即彈簧的拉力不大于最大靜摩擦力,物體突然被拉動(dòng),說明拉力要大于最大靜摩擦力,物體被拉動(dòng)前,彈簧彈力是不變的,所以最大靜摩擦力變小,其原因是物體與地板間的正壓力減小了,物體處于失重狀態(tài),故應(yīng)有向下的加速度,B、C對(duì),A、D錯(cuò). 【答案】 BC [能力提升] 9.(多選)如圖5514所示,斜面體M始終處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)物體m沿斜面下滑時(shí),下列說法正確的是 ( ) A.勻速下滑時(shí),M對(duì)地面的壓力等于(M+m)g B.加速下滑時(shí),M對(duì)地面的壓力小于(M+m)g C.勻減速下滑時(shí),M對(duì)地面的壓力大于(M+m)g D.M對(duì)地面的壓力始終等于(M+m)g 圖5514 【解析】 物體加速下滑時(shí)整個(gè)系統(tǒng)有豎直向下的加速度分量而出現(xiàn)失重現(xiàn)象,故B正確.物體勻減速下滑時(shí)系統(tǒng)存在豎直向上的加速度分量,處于超重狀態(tài),故C正確.勻速下滑時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),故A正確. 【答案】 ABC 10.如圖5515所示,臺(tái)秤上放置盛水的杯,杯底用細(xì)線系一木質(zhì)小球,若細(xì)線突然斷裂,則在小木球上浮到水面的過程中,臺(tái)秤的示數(shù)將 ( ) 圖5515 A.變小 B.變大 C.不變 D.無法判斷 【解析】 將容器和木球視為整體,整體受臺(tái)秤豎直向上的支持力和豎直向下的重力.當(dāng)細(xì)線被剪斷后,其實(shí)際效果是:在木球向上加速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),木球上方與木球等體積的水球,將以同樣大小的加速度向下加速流動(dòng),從而填補(bǔ)了木球占據(jù)的空間,由于ρ水>ρ木,水球的質(zhì)量大于木球的質(zhì)量,故木球和水組成系統(tǒng)的重心有向下的加速度,整個(gè)系統(tǒng)將處于失重狀態(tài),故臺(tái)秤的示數(shù)將變小,正確答案為A. 【答案】 A 11.質(zhì)量為60 kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上,當(dāng)升降機(jī)做下列運(yùn)動(dòng)時(shí),體重計(jì)的讀數(shù)是多少?(g取10 m/s2) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):69370268】 (1)升降機(jī)勻速上升,其速度v=2 m/s; (2)升降機(jī)以2 m/s2的加速度勻加速上升; (3)升降機(jī)以2 m/s2的加速度勻加速下降; (4)升降機(jī)以2 m/s2的加速度勻減速下降. 【解析】 以升降機(jī)中的人為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,如圖所示: (1)當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí):N1-mg=0,所以N1=mg=600 N,根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)體重計(jì)的壓力即讀數(shù)為600 N. (2)當(dāng)升降機(jī)以2 m/s2的加速度勻加速上升時(shí),a的方向豎直向上,由牛頓第二定律得:N2-mg=ma,所以N2=m(g+a)=60(10+2)N=720 N,根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)體重計(jì)的壓力即讀數(shù)為720 N(超重). (3)當(dāng)升降機(jī)以2 m/s2的加速度勻加速下降時(shí),a的方向豎直向下,由牛頓第二定律得:mg-N3=ma,所以N3=m(g-a)=60(10-2)N=480 N,根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)體重計(jì)的壓力即讀數(shù)為480 N(失重). (4)當(dāng)升降機(jī)以2 m/s2的加速度勻減速下降時(shí),a的方向豎直向上,由牛頓第二定律得:N4-mg=ma,所以N4=m(g+a)=720 N,根據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)體重計(jì)的壓力即讀數(shù)為720 N(超重). 【答案】 (1)600 N (2)720 N (3)480 N (4)720 N 12.據(jù)報(bào)載,我國航天員張曉光的質(zhì)量為63 kg(裝備質(zhì)量不計(jì)),假設(shè)飛船以加速度8.6 m/s2豎直加速上升,g取9.8 m/s2. (1)此時(shí)張曉光對(duì)座椅的壓力多大? (2)張曉光訓(xùn)練時(shí)承受的壓力可達(dá)到8g,這表示什么意思? (3)當(dāng)飛船返回地面,減速下降時(shí),張曉光應(yīng)該有什么樣的感覺? 【解析】 (1)對(duì)張曉光受力分析如圖所示. 由牛頓第二定律F=ma,得N-mg=ma,即N=mg+ma=m(g+a)=63(9.8+8.6) N=1 159.2 N. 由牛頓第三定律知,張曉光對(duì)座椅的壓力和座椅對(duì)張曉光的支持力互為作用力與反作用力, 則N′=N=1 159.2 N. (2)表示張曉光可承受大小為自身重力8倍的壓力. (3)當(dāng)飛船減速下降時(shí),飛船的加速度豎直向上,處于超重狀態(tài),張曉光應(yīng)有超重的感覺. 【答案】 (1)1 159.2 N (2)見解析 (3)見解析- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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