5.5超重与失重试题 2024--2025学年高中物理鲁科版(2019)·必修 第一册
2025-06-10
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理鲁科版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第5节 超重与失重 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.44 MB |
| 发布时间 | 2025-06-10 |
| 更新时间 | 2025-06-10 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52515678.html |
| 价格 | 0.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
5.5超重与失重试题
一、单选题
1.用一根细绳将一重物吊在电梯内的天花板上,在下列四种情况中,绳的拉力最大的是( )
A.电梯匀速上升 B.电梯匀速下降 C.电梯加速上升 D.电梯加速下降
2.如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验,风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”。此过程中( )
A.人被向上“托起”时处于失重状态
B.人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小
C.人对气流的作用力大小等于气流对人的作用力大小
D.人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力
3.为了解决部分高层住户中的老人上下楼的“大问题”,近年来国家推行老旧小区安装电梯的惠民政策。老人某次乘电梯的速度随时间变化如图所示,若取竖直向上方向为正方向,则以下说法正确的是( )
A.3s末一定处于超重状态 B.6s末一定处于超重状态
C.8s末一定处于超重状态 D.7s~10s向下减速运动
4.乘客乘坐电梯过程中,电梯做下列哪种运动,乘客会处于失重状态( )
A.匀速上升 B.匀速下降
C.加速上升 D.加速下降
5.某学校刚刚结束运动会,跳高比赛项目引人注目。如图,跳高运动员起跳后向上运动,越过横杆后开始向下运动,则说法正确的是( )
A.运动员在空中的整个过程处于完全失重状态
B.运动员起跳离地后上升过程处于超重状态
C.运动员在接触缓冲垫前下落过程处于超重
D.起跳过程地面对运动员的作用力就是他对地面的作用力
6.在用DIS探究超重和失重的实验中,某同学蹲在压力传感器上完成一次起立动作,在计算机屏幕上得到压力传感器示数F随时间t变化的图像如图所示,则此过程该同学重心的运动速度v随时间t变化的图像最接近图( )
A. B.
C. D.
7.某电梯中用细绳悬挂重物,当电梯在竖直方向运动时,发现绳子突然断了,由此判定电梯的运动情况可能是( )
A.加速向上运动 B.加速向下运动 C.减速向上运动 D.静止
8.下列说法中正确的是( )
A.只有正在向上运动的物体,才有可能处于超重状态
B.超重就是物体所受的重力增加
C.物体处于超重状态时,地球对它的引力变大
D.超重时物体所受的重力不变
9.图甲为一弹簧高跷的结构简图。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后,人就被向上弹起,进而带动高跷跳跃,如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.人向上弹起的过程中,一直处于超重状态
B.人向上弹起的过程中,踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
C.弹簧压缩到最短时,高跷对人的作用力大于人受到的重力
D.弹簧压缩到最短时,高跷对人的作用力小于人受到的重力
10.雅加达亚运会田径比赛,男子跳高决赛,中国选手王宇以2米30的成绩夺得冠军,这也是中国时隔28年后再次拿到亚运会该项目金牌,则王宇( )
A.起跳瞬间地面对他的支持力等于他所受的重力
B.起跳以后在上升过程中处于失重状态
C.在最高点处于平衡状态
D.在下降过程中处于超重状态
11.如图所示,某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象,在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。两质量均为2kg的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学抱着箱子静止时,顶部的压力传感器显示示数。重力加速度g取。不计空气阻力,则( )
A.箱子静止时,底部压力传感器显示示数
B.当时,箱子处于失重状态,人可能抱着箱子下蹲
C.当时,箱子处于超重状态,人可能抱着箱子向上站起
D.若箱子保持竖直从高处自由释放,运动中两个压力传感器的示数均为20N
12.如图所示,小华同学做引体向上体能训练。他两手握紧单杠a、b两点,接着用力上拉,下颚超过单杠,然后身体下降,再次悬停在单杠上。则( )
A.杠对人的弹力是因为人手发生形变产生的
B.在上升过程中,人一直处于超重状态
C.若a、b两点距离增大,悬停时每条手臂对躯干的拉力变大
D.若a、b两点距离增大,悬停时单只手与杠之间的摩擦力大小不变
13.在电梯内地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为;电梯运动过程中,某一段时间内该同学发现体重计示数为,如图所示,则在这段时间内(取)
A.电梯可能以的加速度加速上升 B.电梯可能以的加速度减速上升
C.电梯可能以的加速度加速上升 D.电梯可能以的加速度减速上升
14.如图所示为游乐场中的一种大型游乐设施跳楼机,它可以使人体验超重和失重.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由升降机从静止开始经历加速、匀速、减速过程,将座椅提升到一定高度处,然后由静止释放,落到一定位置时,制动系统启动,座椅做减速运动,到达某一高度时停下.在上述过程中,关于座椅中的人所处的状态,下列判断正确的是
A.座椅在整个上升的过程中人都处于超重状态
B.座椅在减速上升的过程中人处于超重状态
C.座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态
D.座椅在减速下降的过程中人处于超重状态
15.关于超重和失重的下列说法中,正确的是( )
A.物体向上运动时处于超重状态,物体向下运动时处于失重状态
B.处于完全失重状态的物体一定是向下运动
C.超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了
D.物体做自由落体运动时处于完全失重状态
16.2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心发射,约10分钟后,神舟十五号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得成功。11月30日7时33分,神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。下列说法正确的是( )
A.23时08分指的是时间间隔
B.研究飞船与火箭分离过程时,飞船可以看成质点
C.火箭发射升空的过程中,宇航员处于超重状态
D.火箭发射时火箭向下推空气,空气给火箭向上的反作用力
17.如图所示,体重为的某同学站在体重计上向下蹲,在下蹲的过程中,体重计的示数发生变化,则在一次完整的下蹲过程中,下列关于体重计的示数随时间变化图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
18.蹦床运动是一种集竞技、健身、观赏和娱乐于一体的综合性运动。某同学在练习蹦床运动时在弹性网上安装压力传感器,利用压力传感器记录了他运动过程中所受蹦床弹力F随时间t的变化图像,如图所示。不计空气阻力,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A.该同学刚开始处于静止状态,可算出其质量为45kg
B.该同学在6.6s~7.4s内先处于失重状态,后一直处于超重状态
C.该同学全程的最大加速度为
D.该同学在4.6~6.6s内离开蹦床上升的最大高度为5m
19.小玲同学在乘坐电梯时感觉到电梯在加速上升过程中超重,在减速上升过程中失重,则她对她在这两个过程中受力情况的判断,以下说法中正确的是()
A.在超重状态下她受到的重力大于电梯地板的支持力
B.在超重状态下她受到的各个力的合力方向向下
C.在失重状态下她受到的重力大于电梯地板的支持力
D.在失重状态下她受到的各个力的合力为零
20.如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小球,电梯中有质量为50kg的乘客,在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三,已知重力加速度g=10m/s2,由此可判断( )
A.乘客处于超重状态
B.电梯可能加速下降,加速度大小为5m/s2
C.电梯可能减速上升,加速度大小为2.5m/s2
D.乘客对电梯地板的压力为625N
二、多选题
21.在升降机中的人,发现自己站的测力计示数比自己的体重要小,则( )
A.升降机可能正在加速上升 B.升降机可能正在加速下降
C.人受到的重力减小了 D.人受到的重力不变
22.在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内,下列仪器中可正常使用的有
A.摆钟 B.天平 C.弹簧测力计 D.水银温度计
23.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小.实验时让某消防员从一平台上跌落,自由下落2 m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5 m,最后停止.用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示,根据图线所提供的信息,以下判断正确的是( )
A.t1时刻消防员的速度最大
B.t2时刻消防员的速度最大
C.t3时刻消防员的速度最大
D.t4时刻消防员的加速度最小
24.在游乐园中,游客乘坐升降机可以体验超重与失重的感觉,关于游客在随升降机一起运动的过程中所处的状态,下列说法中正确的是( )
A.游客处在失重状态时,升降机一定在加速下降
B.游客处在失重状态时,升降机速度可能向上运动
C.游客处在失重状态时,升降机一定向下运动
D.游客处在失重状态时,升降机的加速度方向一定向下
25.电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A.电梯可能向下加速运动,加速度大小为2 m/s2
B.电梯可能向上加速运动,加速度大小为4 m/s2
C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2 m/s2
D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为4 m/s2
26.如图所示,一名乘客从一层乘电梯到四层,在四层短暂停留后又乘电梯到一层.则电梯地板对乘客处于超重的阶段可能是( )
A.电梯加速上行阶段
B.电梯减速上行阶段
C.电梯加速下行阶段
D.电梯减速下行阶段
27.如图所示,蹦床运动员从最高点由静止下落,到接触床面,直至下降到最低点的过程中,不计空气阻力,则( )
A.从最高点到接触床面前,运动员做自由落体运动
B.从最高点到接触床面前,运动员处于完全失重状态
C.当刚接触蹦床时,运动员的速度最大
D.从接触床面到下降到最低点的过程中,运动员一直处于超重状态
28.如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m=0.2kg的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示,其中A为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,取,则下列说法正确的是( )
A.小球刚接触弹簧时速度最大
B.当时,小球处于失重状态
C.该弹簧的劲度系数为
D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大
29.如图所示,在水平面上放置一倾角为足够长的斜面P,自斜面上由静止释放一个小物块Q,P保持静止间动摩擦因数为,Q下滑的加速度为。现对Q施加一个竖直向下大小为的恒力,P仍静止,Q下滑的加速度为,由于施加恒力作用而P对地面的压力大小增大了,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
30.一个木箱放置在加速上升的电梯地板上,则( )
A.木箱受到的重力就是木箱对电梯地板的压力
B.木箱受到的支持力大于木箱的重力
C.木箱受到的支持力与木箱的重力是一对平衡力
D.木箱受到的支持力与木箱对电梯地板的压力是一对作用力与反作用力
三、实验题
31.利用图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M,砝码和砝码盘的总质量为m,打点计时器所接的交流电频率为50Hz,实验步骤如下:
①按图甲所示安装实验装置,其中跨过动滑轮的两侧细线及弹簧测力计沿竖直方向;
②调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车(未连细线)能沿长木板向下匀速运动;
③挂上砝码盘,接通电源后再释放小车,由纸带求出小车的加速度;
④改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤③,求得小车在不同外力作用下的加速度。
根据以上实验过程,回答下列问题:
(1)对于上述实验,下列说法中正确的是 。
A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B.弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小
C.实验过程中砝码处于超重状态
D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)某次实验打下一条纸带如图乙,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,其中x1=13.43cm、x2=19.44cm、x3=25.46cm、x4=31.47cm、x5=37.50cm、x6=43.52cm,由纸带可知小车运动的加速度为 m/s2(结果保留三位有效数字)。
(3)以弹簧测力计示数F为横坐标,小车加速度a为纵坐标,画出a-F图像是一条直线,如丙图所示,已知图线与横坐标的夹角为,图线的斜率为k,则小车的质量为 。
A. B. C. D.
四、解答题
32.弹簧秤下挂一个物体,在地面上弹簧秤示数为80N,而在一个加速下降的电梯中弹簧秤的示数为60N,若g取10m/s2,求:
(1)电梯的加速度多大?
(2)若这个电梯以同样大小的加速度上升,弹簧秤示数又是多少?
33.质量为45kg的某同学站在电梯中的体重计上,用照相机记录了体重计在电梯运行中的示数,如图所示。图中标注的箭头及旁边的数字分别表示电梯运行的方向和到达的楼层。请判断电梯的运动状态,并计算电梯的加速度大小。(取重力加速度g=10m/s2)
34.美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”,飞行员将飞艇开到6000m的高空后,让飞艇由静止下落,以模拟一种微重力的环境.下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,这样,可以获得持续25s之久的失重状态,大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动,若飞艇离地面的高度不得低于500m.重力加速度g取10m/s2,试计算:
(1)飞艇在25s内所下落的高度;
(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力至少是其重力的多少倍.
35.一个质量是50kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤,弹簧秤下面挂着一个质量为m=5kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧秤的示数为40N,g取10m/s2,求此时人对地板的压力。
《2025年6月9日高中物理作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
D
A
A
A
D
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
C
B
D
D
C
D
D
C
C
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
BD
CD
BD
BD
AC
AD
AB
CD
BC
BD
1.C
【详解】当电梯匀速上升或匀速下降时,绳的拉力与重物的重力大小相等;当电梯加速上升时,重物处于超重状态,绳的拉力大于重物的重力;当电梯加速下降时,重物处于失重状态,绳的拉力小于重物的重力,综上所述可知电梯加速上升时绳的拉力最大。
故选C。
2.C
【详解】A.加速向上“托起”时加速度向上,人处于超重状态,故A错误;
B.根据牛顿第二定律,气流对人的作用力大小大于人受到的重力,故B错误;
C.人对气流的作用力与气流对人的作用力是作用力与反作用力,大小相等,故C正确;
D.人受到的重力和人受到气流的力都作用在人上,不是作用力与反作用力,故D错误。
故选C。
3.A
【详解】A.3s末电梯具有竖直向上的加速度,老人处于超重状态,故A正确;
B.6s末电梯匀速运动,老人处于平衡状态,故B错误;
C.8s末电梯具有竖直向下的加速度,老人处于失重状态,故C错误;
D.7s~10s向上减速运动,故D错误。
故选A。
4.D
【详解】当电梯的加速度竖直向下时,即电梯减速上升或加速下降时,乘客会处于失重状态,故选D。
5.A
【详解】A.运动员在空中的整个过程中只受重力,则加速度为重力加速度,所以处于完全失重状态,故A正确;
B.运动员起跳离地后上升过程只受重力,则加速度为重力加速度,所以处于全失重状态,故B错误;
C.运动员在接触缓冲垫前下落过程只受重力,则加速度为重力加速度,所以处于全失重状态,故C错误;
D.起跳过程地面对运动员的作用力与他对地面的作用力是一对作用力与反作用力,故D错误。
故选A。
6.A
【详解】人在起立时,先向上加速后向上减速,先超重后失重;由F-t图像可知,超重阶段(加速阶段)水平面对人的支持力先增加后减小,则根据
F-mg=ma
可知,加速度先增加后减小,则v-t图像的斜率先增加后减小;同理由F-t图像可知,失重阶段(减速阶段)水平面对人的支持力先减小后增加,则根据
mg-F=ma
可知,加速度先增加后减小,则v-t图像的斜率先增加后减小;则v-t图像为A。
故选A。
7.A
【详解】由题意可知,细绳突然断了,是因为拉力增大了,由此判定重物处于超重状态,即电梯的运动情况可能是加速向上运动,也可能是减速向下运动。
故选A。
8.D
【详解】向下减速的物体,加速度向上,也处于超重状态,选项A错误;超重就是物体对竖直悬线的拉力和对水平面的压力大于重力,物体所受的重力是不变的,选项B错误;物体处于超重状态时,地球对它的引力不变,选项C错误;超重时物体所受的重力不变,选项D正确;故选D.
【点睛】失重状态:当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度,合力也向下;超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度,合力也向上.
9.C
【详解】A.人向上弹起的过程中,经历了先加速后减速的过程,所以先有向上的加速度,后有向下的加速度,人先处于超重状态,后处于失重状态,故A错误;
B.踏板对人的作用力与人对踏板的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,二者大小始终相等,故B错误;
CD.弹簧压缩到最短时,人有竖直向上的加速度,根据牛顿第二定律,可知高跷对人的作用力大于人的重力,故C正确,D错误。
故选C。
10.B
【详解】A.起跳时王宇有一个向上的加速度,故合力向上,地面对他的支持力大于他受到的重力,故A错误;
BCD.无论是在上升过程、下落过程,还是在最高点,王宇的加速度始终向下,所以始终处于失重状态,故B正确,CD错误。
故选B。
11.A
【详解】A.当箱子静止时,对两物块和弹簧组成的系统受力分析可知
得下面压力传感器显示示数
对上面物体
得
故A正确;
B.当时,对上面物体
所以加速度方向向上,箱子处于超重状态,人可能抱着箱子向上加速站起或下蹲后的减速过程,故B错误;
C.当时
加速度方向向下,箱子处于失重状态,人可能抱着箱子加速下蹲或向上站起后的减速过程,故C错误;
D.当箱子自由下落时处于完全失重状态,两个物体所受合力均为,则应有
弹簧长度没变,所以两个压力传感器的示数均为30N,故D错误。
故选A。
12.C
【详解】A.杠对人的弹力是因为杠发生形变产生的,故A错误;
B.在上升过程中,人先加速后减速到静止状态,故先超重后失重,故B错误;
C.设每条手臂与竖直方向夹角为θ,根据
若两手握杠的a、b两点距离增大,则θ变大,cosθ值变小,则悬停时每条手臂对躯干的拉力变大,故C正确;
D.若两手握杠的a、b两点间距离增大,则θ变大,悬停时手与杠之间摩擦力大小
f变大,故D错误。
故选C。
13.B
【详解】体重计示数小于体重说明该同学对体重计的压力小于重力,说明该同学处于失重状态,加速度竖直向下,以该同学为研究对象
即
解得
方向竖直向下,电梯以的加速度加速下降或减速上升。
故选B。
14.D
【详解】A、根据题意:升降机从静止开始经历加速、匀速、减速过程,将座椅提升到一定高度处,在加速上升时加速度向上,处于超重状态,在减速过程中,加速度向下,处于失重状态,故选项AB错误;
C、由题可知,在下落过程中先做自由落体运动,加速度向下,处于失重状态,落到一定位置时,制动系统启动,座椅做减速运动,加速度向上,处于超重状态,故选项D正确,C错误.
15.D
【详解】A.物体匀速向上运动时,既不超重也不失重,A错误;
B.处于完全失重状态的物体不一定是向下运动,例如竖直上抛运动的上升过程处于完全失重状态,B错误;
C.超重并非物体所受的重力增大了,而是弹力(视重)比重力大;失重也并非物体所受的重力减小了,而是弹力(视重)比重力小,C错误;
D.物体做自由落体运动时,加速度等于重力加速度,方向向下,物体处于完全失重状态,D正确。
故选D。
16.C
【详解】A .23时08分指的是发射的时刻,故A错误;
B.研究飞船与火箭分离过程时要考虑形状大小,不可把飞船看成质点,故B错误;
C.火箭发射升空的过程中向上做加速运动,加速度向上处于超重状态,故C正确;
D.火箭发射时火箭向下推喷出的气体,气体给火箭向上的反作用力,故D错误。
故选C。
17.D
【详解】体重计的示数与人所受的支持力大小成正比,在整个下蹲中,人的速度从零开始逐渐增大后又逐渐减到零,因此人的加速度方向先向下后向上,由牛顿第二定律知,人先处于失重状态后处于超重状态,所以支持力先小于重力大小后大于重力大小。
故选D。
18.D
【详解】A.由图可知该同学在1.5s前受力平衡,根据实际情况只能是处于静止状态,且弹力大小等于重力,有
解得
故A错误;
B.弹力大小小于重力时处于失重状态,弹力大小大于重力时处于超重状态,则该同学在6.6s~7.4s内先处于失重状态,后处于超重状态,最后一段又处于失重状态,故B错误;
C.该同学在0~7.4s内的最大加速度为弹力最大的时刻对应的加速度,由牛顿第二定律有
故C错误;
D.由题图可知,该同学在4.6~6.6s内,先做竖直上抛后做自由落体运动,根据对称性可知,上升和下落时间均为,则该同学在4.6~6.6s内离开蹦床上升的最大高度为
故D正确。
故选D。
19.C
【详解】A、当她处于超重时,其加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律:,即,即其重力小于地板对其的支持力,合力方向竖直向上,故选项AB错误;
C、当她处于失重时,其加速度方向竖直向下,根据牛顿第二定律:,即,即她受到的重力大于电梯地板的支持力,合力方向竖直向下,故选项C正确,D错误.
点睛:本题考查对超重和失重的理解,要注意所谓超重或失重都是指物体的视重发生变化,而物体受到的重力保持不变.
20.C
【详解】A.因为乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三,弹力小于小球的重力,加速度向下,则乘客处于失重状态,A错误;
BC.根据牛顿第二定律
解得 ,方向向下,电梯可能减速上升,C正确,B错误;
D.根据牛顿第二定律
解得,乘客对电梯地板的压力为375N,D错误。
故选C。
21.BD
【详解】在升降机中的人,发现自己站的测力计示数比自己的体重要小,说明人受到的支持力小于重力,人此时的合外力方向向下,所以加速度方向向下,但是人的重力本身保持不变,显然BD正确。
故选BD。
22.CD
【详解】摆钟是利用重力作用摆动的,在太空中无法使用,故A错误;天平是利用杠杆的原理,天平平衡需要物体的重力,所以天平不能在失重状态下有效使用,故B错误;弹簧测力计根据胡克定律制成,与重力无关,故太空中可以使用,故C正确;水银温度计采用热胀冷缩原理,与重力无关,故在太空中可以使用,故D正确.所以CD正确,AB错误.
23.BD
【详解】ABC. 由图象可知,t1时刻双脚触底,在t1至t2时间内消防员受到的合力向下,其加速度向下,他做加速度减小的加速下落运动;而t2至t3时间内,人所受合力向上,人应做向下的减速运动,t2时刻消防员所受的弹力与重力大小相等、方向相反,合力为零,此时消防员的速度最大.在t3至t4时间内他所受的合力向上,则加速度向上,故消防员做向下的减速运动,t4时刻消防队员受力平衡,处于静止状态,消防员的速度最小,为零;综合分析可知,t2时刻速度最大,故AC错误B正确.
D.根据以上分析可知t4时刻消防队员受力平衡,处于静止状态,加速度为零,最小,故D正确.
24.BD
【详解】游客受到重力和支持力,当游客处于失重状态时,重力大于支持力,加速度方向向下,升降机可能向上做减速运动,也可能向下做加速运动。
故选BD。
25.AC
【详解】电梯中的人观察到弹簧秤的示数变小了,物体所受的拉力小于重力,合力竖直向下,处于失重状态,可能加速下降,也可能减速上升;设电梯的加速度大小为,根据牛顿第二定律得
代入解得
故选AC。
26.AD
【分析】竖直加速度向上为超重,竖直加速度向下为失重,竖直加速度为零是平衡.
【详解】A、D、电梯加速向上运动或减速向下运动时,其加速度均向上,则电梯和人均处于超重状态;故A、D均正确.
B、C、电梯加速向下运动或减速向上运动时,其加速度均向下,则电梯和人均处于失重状态;故B、C均错误.
故选AD.
【点睛】本题关键是判断出加速度方向,从而体现电梯的超、失重情况,与速度无关.
27.AB
【详解】AB.从最高点到接触床面前,运动员只受重力,做自由落体运动,加速度为g方向向下,故为完全失重状态,故AB正确;
CD.运动员刚接触床面时重力大于弹力,运动员向下做加速运动,运动员处于失重状态;随床面的形变的增大,弹力逐渐增大,弹力大于重力时,运动员做减速运动,运动员处于超重状态,故当弹力等于重力时运动员的速度最大,故CD错误。
故选AB。
28.CD
【详解】A.小球刚接触弹簧时,重力大于弹力,合力向下,小球会继续加速,直到弹力等于重力,此时速度最大,故A错误;
B.如图可知,图像中最高点对应弹簧压缩量为0.1m,此时速度最大,加速度为零,弹力等于重力,则可知当时,弹力大于重力,合力向上,小球处于超重状态,故B错误;
C.由图可知最高点对应弹簧压缩量为0.1m,此时速度最大,加速度为零,弹力等于重力,则有
解得
故C正确;
D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,当速度达到最大值之前有
mg-F弹=ma
重力大于弹力,弹力逐渐增大,加速度逐渐减小,当速度达到最大值后,小球开始减速,有
F弹-mg=ma
重力不变,弹力大于重力且逐渐增大,则加速度增大,综合可得加速度先减小后增大,故D正确。
故选CD。
29.BC
【详解】AB.施加F前,根据牛顿第二定律可知
其竖直分加速度
根据失重规律可知地面对P的支持力
施加F后,根据牛顿第二定律可知
其竖直分加速度
根据失重规律可知地面对P的支持力
根据,可知,A错误、B正确;
CD.由可知,又
则,C正确、D错误。
故选BC。
30.BD
【详解】A.加速上升的电梯地板上放置着一个木箱,木箱受到重力和支持力,木箱对地板有压力,压力和重力的施力物体不同,故不是同一个力,故A错误;
BC.木箱随着电梯加速上升,故合力向上,支持力大于重力,不是一对平衡力.B正确,C错误;
D.电梯地板对木箱的支持力与木箱对电梯地板的压力是一对作用力与反作用力,D正确.
31. B 6.02 D
【详解】(1)[1]A.根据动滑轮自由端与滑轮的位移关系可知小车的加速度大小是砝码盘加速度大小的2倍,故A错误;
B.根据动滑轮力学特点可知弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小,故B正确;
C.实验过程中砝码向下做匀加速运动,处于失重状态,故C错误;
D.本实验中小车所受合外力大小可以通过弹簧测力计的读数直接获得,不需要用砝码和砝码盘的总重力去近似替代,因此砝码和砝码盘的总质量不需要远小于小车的质量,故D错误。
故选B。
(2)[2]根据逐差法可得小车运动的加速度为
(3)[3]设小车的质量为M,根据牛顿第二定律有
解得
故选D。
32.(1)2.5m/s2;(2)100N
【详解】(1)在地面上时,弹簧秤的示数为
①
设电梯的加速度大小为a,在电梯上时,弹簧秤的示数为
②
联立①②解得
(2)若这个电梯以同样大小的加速度上升,弹簧秤示数为
③
33.减速下降,
【详解】由图可知,该同学超重,此时加速度向上,且电梯下降,故电梯减速下降。由牛顿第二定律可得
电梯的加速度大小为
其中
联立解得
34.(1)飞艇在25s内所下落的高度为3000m;(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力至少是其重力的2.152倍.
【详解】(1)设飞艇在25 s内下落的加速度为a1,根据牛顿第二定律可得
mg-F阻=ma1
解得:
a1=9.6 m/s2.
飞艇在25 s内下落的高度为
h1=a1t2=3000 m
(2)25 s后飞艇将做匀减速运动,开始减速时飞艇的速度v为
v=a1t=240 m/s
减速运动下落的最大高度为
h2=(6000-3000-500)m=2500 m
减速运动飞艇的加速度大小a2至少为
a2==11.52 m/s2
设座位对大学生的支持力为N,则
N-mg=ma2
N=m(g+a2)=2.152mg
根据牛顿第三定律,N′=N,即大学生对座位压力是其重力的2.152倍.
35.400N,方向竖直向下
【详解】对A受力分析如图
根据牛顿第二定律
解得
对人,根据牛顿第二定律
解得地板对人的支持力
根据牛顿第三定律可知压力为,方向竖直向下。
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