《【上好课】2022-2023学年高一物理同步备课系列(人教版2019必修第一册)》第6节 超重和失重(分层练习)(解析版)
第 6 节 超重和失重
一、超重和失重
1.如图所示,质量为
m
的游客乘坐环形座舱(套装在竖直柱子),由升降机送上几十米的高处,然后让座
舱自由落下,落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为 76m,
当落到离地面 28m 的位置时开始制动做匀减速运动.不计空气阻力,重力加速度为
g
,则此过程中下列说
法中正确的是( )
A.当座舱落到离地面 50m 时,座舱对游客的作用力大小等于
mg
B.当座舱落到离地面 50m 时,座舱对游客的作用力大小大于
mg
C.当座舱落到离地面 20m 时,座舱对游客的作用力大小大于
mg
D.当座舱落到离地面 20m 时,座舱对游客的作用力大小小于
mg
【答案】C
【详解】AB.当座舱落到离地面 50m 时,座舱处于自由落体过程中,所以座舱对游客的作用力大小等于
0,故 AB 错误;
CD.当座舱落到离地面 20m 时,制动系统已启动,座舱匀减速下落,游客处于超重状态,所以座舱对游客
的作用力大小大于
mg
,C 正确,故 D 错误。
故选 C。
2.全国 2021 年跳水冠军赛上,谢思場、王宗源摘得男子双人 3 米板冠军,如图所示为比赛时的精彩瞬间。
若不计空气阻力,在运动员离开跳板至到达水下最低点过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员与水接触后便立即开始减速
B.运动员在向下运动时,一直处于失重状态
C.运动员在向上运动时,一直处于超重状态
D.入水过程中,水对运动员的作用力与运动员对水的作用力一定大小相等
【答案】D
【详解】A.运动员刚入水时,水的阻力小于重力,运动员继续向下加速运动,当入水一定深度后,阻力
大于重力,运动员开始向下减速运动,故 A 错误;
B.运动员在向下运动入水一段时间后,水对人的作用力大于重力后,运动员的加速度向上,运动员处于
超重状态,故 B 错误;
C.运动员在上升过程只受重力,加速度方向向下,运动员处于失重状态,故 C 错误;
D.水对运动员的作用力和运动员对水的作用力是作用力和反作用力,所以二者大小是相等的,故 D 正确。
故选 D。
3.电梯天花板上固定一弹簧测力计,测力计下挂一重物。电梯静止时,测力计读数为 50N。若电梯向下运
动时,测力计读数恒为 45N,则此时电梯做( )
A.匀速运动 B.匀加速运动 C.匀减速运动 D.变加速运动
【答案】B
【详解】电梯静止时,测力计读数为 50N,则物体的重力为
若电梯向下运动时,测力计读数恒为 45N,说明弹簧的弹力小于物体的重力,物体的合力向下不变,加速
度恒定向下,所以电梯向下做匀加速运动,B 正确。
故选 B。
4.天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中,经大气层 290s 的减速,速度从 减为
;打开降落伞后,经过 90s 速度进一步减为 ;与降落伞分离,打开发动机减速后处
于悬停状态,经过对着陆点的探测后平稳着陆。若整个运动可视为竖直向下运动,则着陆器(íííí
)
A.打开降落伞前,只受到气体阻力的作用
B.打开降落伞至分离前,处于失重状态
C.打开降落伞至分离前,受到的合力方向竖直向上
D.悬停状态中,发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
【答案】C
【详解】A.打开降落伞前,在大气层中做减速运动,则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用,
选项 A 错误;
B.打开降落伞至分离前,飞船减速下降,加速度向上,处于超重状态,选项 B 错误;
C.打开降落伞至分离前,加速度向上,则受到的合力方向竖直向上,选项 C 正确;
D.悬停状态中,发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力,它和飞船的重力是平衡力,选项 D 错误。
故选 C。
5.静止的电梯中有一盛水容器,水中浮着一木块,如图所示。当电梯向上做匀加速运动时,木块浸入水
中的深度怎样变化( )
A.变浅B.变深
C.不变 D.无法判断
【答案】C
【详解】当电梯静止时,木块受到浮力、重力作用。设木块的质量为
m
,它排开水的体积为
V排
,由平衡条
件得
F浮
=
ρ水gV排
=
m
g
解得
ρ水V排
=
m
当电梯匀加速上升时,木块仍受到浮力、重力作用,设此时木块排开水的体积为
V排
',由牛顿第二定律得
F浮
'-
mg
=
ma
又由于
F浮
'=
ρ水
(
g
+
a
)
V排
'
所以
ρ水V排
'=
m
可知
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