1、7用牛顿运动定律解决问题(二)超重和失重一、选择题1下列关于超重和失重的说法中，正确的是()A物体处于超重状态时，其重力增加了B物体处于完全失重状态时，其重力为零C物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了D物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化答案D2.(2018汉江中学高一上学期期末)如图1所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动下列各种情况下，体重计的示数最大的是()图1A电梯匀速上升B电梯匀减速上升C电梯匀减速下降D电梯匀加速下降答案C3(多选)(2019灵璧一中期中考试)下列有关超重与失重的说法正确的是()A体操运动员双手握住单杠吊在空
2、中静止不动时处于失重状态B蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态C举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于超重状态D不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变答案BD解析体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时单杠对运动员的拉力等于运动员的重力，运动员既不处于超重状态也不处于失重状态，A错误；蹦床运动员在空中上升和下落过程中有方向竖直向下的加速度，处于失重状态，B正确；举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内地面对运动员和杠铃的支持力等于运动员和杠铃的重力，运动员和杠铃既不处于超重状态也不处于失重状态，C错误；不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发
3、生改变，D正确4.如图2所示，金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中()图2A水继续以相同的速度从小孔中流出B水不再从小孔中流出C水将以更大的速度从小孔中流出D水将以较小的速度从小孔中流出答案B解析小桶自由下落，处于完全失重状态，其中的水也处于完全失重状态，对容器壁无压力，水不会流出，故选B.5(多选)(2018宜宾一中高一期末模拟)在电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50 kg.电梯运动过程中的某一段时间内该同学发现体重计示数如图3所示，则在这段时间内，下列说法正确的是(取g
4、10 m/s2)()图3A该同学所受的重力变小B电梯可能竖直向上运动C该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力D电梯的加速度大小为2 m/s2，方向竖直向下答案BD6.(2019长安一中高一第一学期期末)如图4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铁球，当电梯在竖直方向运行时，电梯内乘客发现弹簧的伸长量比电梯原来静止时弹簧的伸长量变大了，这一现象表明()图4A电梯一定处于加速上升阶段B电梯的速度方向一定向下C乘客一定处在超重状态D电梯的加速度方向可能向下答案C7.(2019福建八县市一中高一第一学期期末联考)如图5所示，在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量M1.5
5、kg，货物的质量m1 kg，无人机与货物间通过轻绳相连无人机以恒定动力F30 N从地面开始加速上升，不计空气阻力，重力加速度取g10 m/s2.则()图5A无人机加速上升时货物处于失重状态B无人机加速上升时的加速度a20 m/s2C无人机加速上升时轻绳上的拉力FT10 ND无人机加速上升时轻绳上的拉力FT12 N答案D8.某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图6所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是()图6A人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动B人和踏板由C到
6、A的过程中，人处于超重状态C人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重D人在C点具有最大速度答案C解析在B点，重力等于弹力，在C点速度为零，弹力大于重力，所以从C到B过程中合力向上，做加速运动，但是由于从C到B过程中踏板的形变量在减小，弹力在减小，所以合力在减小，故做加速度减小的加速运动，加速度向上，处于超重状态，从B到A过程中重力大于弹力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做减速运动，处于失重状态，故C正确9.(多选)(2019天水一中高一第一学期期末)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图7所示当此车减速上
7、坡时(此时乘客没有靠在靠背上)，下列说法正确的是()图7A乘客受重力、支持力两个力的作用B乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用C乘客处于超重状态D乘客受到的摩擦力的方向水平向左答案BD10(多选)在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图8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8A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
8、题图可以看出，0t1，Fmg，物块可能处于静止状态或匀速运动状态；t1t2，Fmg，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；t2t3，Fmg，物块可能静止或匀速运动；t3t4，Fg，所以物体受到箱子上底面向下的弹力FN，由牛顿第二定律可知，mgFNma，则FNmamg，而a减小，则FN减小，所以上升过程中物体对箱子上底面有压力且压力越来越小；同理，当箱子和物体下降时，物体对箱子下底面有压力且压力可能越来越大故C正确12.若货物随升降机运动的vt图象如图10所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t变化的图象可能是()图10答案B解析将整个运动过程分解为
9、六个阶段第一阶段货物先向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得mgFma，解得Fmgmamg；第四阶段货物向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得Fmgma，解得Fmgmamg；第五阶段货物做匀速直线运动，Fmg；第六阶段货物向上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得mgFma，解得Fmgmamg.故B正确，A、C、D错误13(多选)(2019辽宁实验中学等五校高一上学期期末)某地一观光塔总高度达600 m，游客乘坐观光电梯大约1 min就可以到达观光平台若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t0时由静止开始上升，at图象如图11所示则下列说法正确的是()图11At4.5 s时，电梯处于超重
10、状态B555 s时间内，绳索拉力最小Ct59.5 s时，电梯处于超重状态Dt60 s时，电梯速度恰好为0答案AD二、非选择题14(2019天津一中高一上学期期末)“蹦极跳”是一种能获得强烈失重、超重感觉的非常“刺激”的惊险娱乐项目人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处(或悬崖上)，用橡皮弹性绳拴住身体，让人头下脚上自由下落，落到一定位置时弹性绳拉紧设人体立即做匀减速运动，到接近水面时刚好减速为零，然后再反弹已知某“勇敢者”头戴重为45 N的安全帽，开始下落时的高度为75 m，设计的系统使人落到离水面30 m时，弹性绳才绷紧不计空气阻力，则：(1)当他落到离水面高50 m位置时戴着的安全帽对人的头
11、顶的弹力为多少？(2)当他落到离水面20 m的位置时，则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽？(取g10 m/s2)答案(1)0 N(2)112.5 N解析(1)人在离水面50 m左右位置时，做自由落体运动，处于完全失重状态，对安全帽，mgFma，对整体，ag所以F0，头感觉不到安全帽的作用力，弹力为0.(2)人下落到离水面30 m处时，已经自由下落h175 m30 m45 m，此时v130 m/s匀减速运动距离为h230 m设人做匀减速运动的加速度为a，由0v122ah2得a15 m/s2安全帽的质量为m4.5 kg.对安全帽，则由牛顿第二定律可得：mgFma，解得：F112.5 N.由牛顿第三定律可知，在离水面20 m的位置时，其颈部要用112.5 N的力才能拉住安全帽
