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课时作业(20) 失重和超重
1.(多选)下列关于超重、失重现象的描述,正确的是( )
A.列车在水平轨道上加速行驶,车上的人处于超重状态
B.电梯正在减速下降,人在电梯中处于超重状态
C.蹦床运动员在空中上升时处于失重状态,下落时处于超重状态
D.神舟十一号飞船在竖直向上加速升空的过程中,宇航员景海鹏和陈冬处于超重状态
BD [列车在水平轨道上加速行驶时,在竖直方向上平衡,车上的人即不失重也不超重,A错误;电梯正在减速下降,加速度方向竖直向上,为超重状态,B正确;在空中上升和下落时加速度都竖直向下,为失重状态,C错误;飞船加速升空的过程中,加速度向上,宇航员处于超重状态,D正确.]
2.(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空p点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所能到达的最低点,b是人静止悬吊时的位置,人在从p点下落到最低点c点的过程中,下列说法正确的是( )
A.在pa段做自由落体运动,处于完全失重状态
B.在ab段绳的拉力小于人的重力,处于失重状态
C.在bc段绳的拉力大于人的重力,处于超重状态
D.在c点,速度为零,处于平衡状态
ABC [a点是弹性绳的原长位置,故a点之前人只受重力,人做自由落体运动,处于完全失重状态,故A正确.b是人静止悬吊着时的平衡位置,在ab段人向下做加速度减小的加速运动,则绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态,故B正确.在bc段绳的拉力大于人的重力,人向下做加速度增加的减速运动,加速度向上,则人处于超重状态,故C正确.c是人所能到达的最低点,故c点速度为零,但合力不为零,有向上的加速度,故D错误.]
3.几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中.一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层,并用照相机进行了记录,如图所示,图1为电梯启动前,图2至图5中箭头方向表示电梯运动方向,下列说法中正确的是( )
A.图2表示电梯向上减速
B.图3 表示电梯向上加速
C.图4表示电梯向下减速
D.根据图1和图5可估测出图5中电梯的加速度
D [图2示数大于静止时体重计的示数,所以电梯是向上加速,故A错误;图3示数小于静止时体重计的示数,根据牛顿第二定律得这位同学加速度方向向下,处于失重状态,电梯向上减速,故B错误;图4示数小于静止时体重计的示数,所以电梯在向下加速运动,故C错误;根据图1示数可以求出同学的质量,根据图5示数运用牛顿第二定律可以求出图5中电梯的加速度,故D正确.]
4.电子体重计已经成为家庭健康的生活必需品.某次小明同学在测量自身体重时仪表显示为58.8 kg,当他从蹲在体重计上做起立动作,直至站稳,仪表盘的情况变化应是( )
A.仪表示数一直小于58.8 kg
B.仪表示数先大于58.8 kg后小于58.8 kg
C.仪表示数先小于58.8 kg后大于58.8 kg
D.仪表示数一直大于58.8 kg
B [人先是加速上升,有向上的加速度,此时的人对体重计的压力增大,后是减速上升,有向下的加速度,此时的人对体重计的压力减小;故仪表的示数先大于58.8 kg后又小于58.8 kg,故选B.]
5.“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,此人在蹦极过程中的最大加速度约为( )
A.g B.2g C.3g D.4g
B [由图像可知mg=F0,绳子最大拉力为F=F0,最大加速度a===2g,B正确.]
6.(多选)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,此时升降机的运动情况可能是( )
A.加速上升 B.减速上升
C.加速下降 D.减速下降
BC [当升降机匀速运动时,地板向物体施加的静摩擦力与弹簧的弹力平衡,且该静摩擦力小于或等于最大静摩擦力.当升降机有向下的加速度时,物体对地板的正压力必然会减小,则物体与地板之间的最大静摩擦力也会减小,而弹簧的弹力并未改变,故在这种情况下A将被拉向右方.B、C两选项中电梯的加速度是向下的,符合题意.]
7.在电梯中,把一重物置于水平台秤上,台秤与力传感器相连,电梯先从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动;传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(FNt)图像,如图所示,则
(1)电梯在启动阶段经历了________ s加速上升过程.
(2)电梯的最大加速度是多少?(g取10 m/s2)
解析 (1)由题图可知,电梯在启动阶段经历了4 s