（江蘇專用）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課時(shí)23 超重和失重加練半小時(shí).docx

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23 超重和失重 [方法點(diǎn)撥]　(1)從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)物體處于超重狀態(tài)，小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)，等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài)．(2)從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài)． 1．(多選)(2017湖南衡陽(yáng)八中五模)如圖1所示，運(yùn)動(dòng)員“3 m跳板跳水”運(yùn)動(dòng)的過(guò)程可簡(jiǎn)化為：運(yùn)動(dòng)員走上跳板，將跳板從水平位置B壓到最低點(diǎn)C，跳板又將運(yùn)動(dòng)員豎直向上彈到最高點(diǎn)A，然后運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直落入水中．跳板自身重力忽略不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖1 A．運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng)(B→C)的過(guò)程中，先超重后失重，對(duì)跳板的壓力先減小后增大 B．運(yùn)動(dòng)員向下運(yùn)動(dòng)(B→C)的過(guò)程中，先失重后超重，對(duì)跳板的壓力一直增大 C．運(yùn)動(dòng)員向上運(yùn)動(dòng)(C→B)的過(guò)程中，先失重后超重，對(duì)跳板的壓力先增大后減小 D．運(yùn)動(dòng)員向上運(yùn)動(dòng)(B→A)的過(guò)程中，一直處于失重狀態(tài) 2．如圖2所示，一剛性正方體盒內(nèi)密封一小球，盒子六面均與小球相切，將其豎直向上拋出后，若空氣阻力與速度成正比，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖2 A．在上升和下降過(guò)程中，小球?qū)凶拥淖饔昧鶠榱? B．在上升過(guò)程中，盒子底部對(duì)小球有向上的作用力 C．在下降過(guò)程中，盒子頂部對(duì)小球有向下的作用力 D．在拋出點(diǎn)，盒子上升時(shí)所受的阻力大于返回時(shí)所受的阻力 3．如圖3甲所示，是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動(dòng)作的示意圖，中間的“”表示人的重心．圖乙是根據(jù)力傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫(huà)出的力—時(shí)間圖象．兩圖中a～g各點(diǎn)均對(duì)應(yīng)，其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒(méi)有畫(huà)出．取重力加速度g＝10 m/s2.根據(jù)圖象分析可知(　　) 圖3 A．人的重力為1 500 N B．c點(diǎn)位置人處于超重狀態(tài) C．e點(diǎn)位置人處于失重狀態(tài) D．d點(diǎn)的加速度小于f點(diǎn)的加速度 4．(2017四川綿陽(yáng)二診)2016年10月17日，我國(guó)用長(zhǎng)征二號(hào)FY11運(yùn)載火箭將“神舟十一號(hào)”飛船送入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道．關(guān)于火箭發(fā)射，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．火箭剛離開(kāi)發(fā)射架時(shí)，火箭處于失重狀態(tài) B．火箭剛離開(kāi)發(fā)射架時(shí)，火箭處于超重狀態(tài) C．火箭發(fā)射時(shí)，噴出的高速氣流對(duì)火箭的作用力大于火箭對(duì)氣流的作用力 D．火箭發(fā)射時(shí)，噴出的高速氣流對(duì)火箭的作用力小于火箭對(duì)氣流的作用力 5.(2017河北邢臺(tái)模擬)在德國(guó)首都柏林舉行的世界田徑錦標(biāo)賽女子跳高決賽中，克羅地亞選手弗拉西奇以2.04 m的成績(jī)獲得冠軍，如圖4所示．弗拉西奇的身高約為1.93 m，忽略空氣阻力，g取10 m/s2.則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A．弗拉西奇在下降過(guò)程中處于完全失重狀態(tài) B．弗拉西奇起跳以后在上升的過(guò)程中處于超重狀態(tài) C．弗拉西奇起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力等于她所受的重力 D．弗拉西奇起跳時(shí)的初速度大約為3 m/s 6．(2018山東青島二中模擬)如圖5，質(zhì)量為M的纜車車廂通過(guò)懸臂固定懸掛在纜繩上，車廂水平底板上放置一質(zhì)量為m的貨物，在纜繩牽引下貨物隨車廂一起斜向上加速運(yùn)動(dòng)．若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中懸臂和車廂始終處于豎直方向，重力加速度大小為g，則(　　) 圖5 A．車廂對(duì)貨物的作用力大小等于mg B．車廂對(duì)貨物的作用力方向平行于纜繩向上 C．懸臂對(duì)車廂的作用力大于(M＋m)g D．懸臂對(duì)車廂的作用力方向沿懸臂豎直向上 7．如圖6所示，質(zhì)量為M的木楔ABC靜置于粗糙水平面上，在斜面頂端將一質(zhì)量為m的物體，以一定的初速度從A點(diǎn)沿平行于斜面的方向推出，物體m沿斜面向下做減速運(yùn)動(dòng)，在減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖6 A．地面對(duì)木楔的支持力大于(M＋m)g B．地面對(duì)木楔的支持力小于(M＋m)g C．地面對(duì)木楔的支持力等于(M＋m)g D．地面對(duì)木楔的摩擦力為0 8．(2018廣東東莞模擬)舉重運(yùn)動(dòng)員在地面上能舉起120 kg的重物，而在運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)中卻只能舉起100 kg的重物，求升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的加速度；若在以2.5 m/s2的加速度加速下降的升降機(jī)中，此運(yùn)動(dòng)員能舉起質(zhì)量多大的重物？(取g＝10 m/s2) 答案精析 1．BD 2．D　[由于受到空氣阻力，在上升和下降過(guò)程中，小球和盒子的加速度均不等于重力加速度，小球?qū)凶拥淖饔昧粸榱悖x項(xiàng)A錯(cuò)誤；在上升過(guò)程中，重力與阻力方向相同，加速度大小大于g，盒子頂部對(duì)小球有向下的作用力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在下降過(guò)程中，重力與阻力方向相反，加速度大小小于g，盒子底部對(duì)小球有向上的作用力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由功能關(guān)系可知，盒子上升時(shí)的速度大于返回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度，根據(jù)題述，盒子所受空氣阻力與速度成正比，因此在拋出點(diǎn)，盒子上升時(shí)所受的阻力大于返回時(shí)所受的阻力，選項(xiàng)D正確．] 3．B　[由題圖甲、乙可知，人的重力等于500 N，質(zhì)量m＝50 kg，b點(diǎn)位置人處于失重狀態(tài)，c、d、e點(diǎn)位置人處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；d點(diǎn)位置力傳感器對(duì)人的支持力F最大，為1 500 N，由F－mg＝ma可知，d點(diǎn)的加速度ad＝20 m/s2，f點(diǎn)位置力傳感器對(duì)人的支持力為0 N，由F－mg＝ma可知，f點(diǎn)的加速度af＝－10 m/s2，故d點(diǎn)的加速度大于f點(diǎn)的加速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 4．B 5．A　[在上升和下降過(guò)程中，弗拉西奇的加速度等于重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；弗拉西奇起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力大于她所受的重力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；弗拉西奇在上升的過(guò)程中可近似認(rèn)為做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v02＝2gh可得初速度v0＝＝ m/s≈4.6 m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 6．C　[貨物隨車廂一起斜向上加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知車廂與貨物的重力和懸臂對(duì)車廂作用力的合力方向應(yīng)與加速度方向一致，故懸臂對(duì)車廂的作用力方向是斜向上的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由于車廂和貨物在豎直方向有向上的分加速度，處于超重狀態(tài)，故懸臂對(duì)車廂的作用力大于(M＋m)g，選項(xiàng)C正確；同理，對(duì)車廂中貨物用隔離法分析可知，車廂對(duì)貨物的作用力大小大于mg，方向是斜向上的，但不平行于纜繩，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．] 7．A　[物體m沿斜面向下做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向沿斜面向上，則其沿豎直向上的方向有分量，物體與木楔組成的系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，故A正確，B、C錯(cuò)誤；物體加速度沿水平方向的分量向右，說(shuō)明地面對(duì)木楔的摩擦力方向水平向右，故D錯(cuò)誤．] 8．2 m/s2，方向向上　160 kg 解析　運(yùn)動(dòng)員在地面上能舉起m0＝120 kg的重物， 則運(yùn)動(dòng)員向上的最大支撐力F＝m0g＝1 200 N. 在運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)中只能舉起m1＝100 kg的重物，可見(jiàn)該重物處于超重狀態(tài)，升降機(jī)應(yīng)具有向上的加速度，設(shè)此加速度為a1，對(duì)重物由牛頓第二定律得F－m1g＝m1a1，解得a1＝2 m/s2.當(dāng)升降機(jī)以3.5 m/s2的加速度加速下降時(shí)，重物處于失重狀態(tài)．設(shè)此時(shí)運(yùn)動(dòng)員能舉起的重物質(zhì)量為m2，對(duì)重物由牛頓第二定律得m2g－F＝m2a2，解得m2＝160 kg.