失重和超重
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,其惯性比处于静止时增加或减小了
D.物体处于超重或失重状态时,其重力都没有变化
解析:选D 超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力,物体的重力并没有增加,故A错误;物体处于完全失重时,重力全部用来提供加速度,对支持它的支持面压力为零,重力并没有消失,故B错误;惯性的大小与物体的运动状态无关,故C错误;物体处于超重或失重状态时,其重力都没有变化,故D正确。
2.应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是( )
A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态
B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态
C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度
D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度
解析:选D 物体由静止开始向上运动时,物体和手掌先一起向上加速,物体处于超重状态,之后在物体和手掌分离前,向上减速,物体处于失重状态,故A,B均错误;当物体和手分离时,二者速度相同,又因均做减速运动,故分离条件为a手>a物,分离瞬间物体的加速度等于重力加速度,而手的加速度大于重力加速度,选项D正确,C错误。
3.如图所示,小孩在蹦床上沿竖直方向蹦跳,对其从最低点到离开床面的过程,下列说法正确的是( )
A.小孩一直处于超重状态
B.小孩一直处于失重状态
C.小孩会经历先超重后失重的过程
D.小孩刚离开蹦床时的速度最大
解析:选C 开始小孩受到的弹力大于重力,向上加速,小孩处于超重状态;当小孩受到的弹力小于重力时,向上减速,小孩处于失重状态;所以小孩经历了先超重后失重的过程,故A、B错误,C正确。当小孩所受弹力等于重力时,加速度为零,速度最大,故D错误。
4.如图所示,建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处,采用的方式是工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出,在高处的工人乙将其接住。每块砖的质量均为m,现只考虑最上层的两块砖,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C.工人甲在将砖块抛出后,砖块处于失重状态
D.工人甲在将砖块抛出后,砖块间作用力等于mg
解析:选C 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手),砖块具有向上的加速度,处于超重状态,A错误;B项,对上面的砖块,由牛顿第二定律有FN-mg=ma,所以砖块间作用力FN=m(g+a)>mg,B错误;工人甲在将砖块抛出后,砖块具有向下的加速度,处于失重状态,C正确;工人甲在将砖块抛出后,砖块间作用力等于0,D错误。
5.如图所示,A,B两人用安全带连接在一起,从飞机上跳下进行双人跳伞运动,降落伞未打开时不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力一定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力大于B的重力
C.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力等于B的重力
D.在降落伞打开后减速下降过程中,安全带的作用力小于B的重力
解析:选A 根据题意,降落伞未打开时,A、B两人一起做自由落体运动,处于完全失重状态,则A、B之间安全带的作用力为零,选项A正确,选项B、C错误;降落伞打开后,A、B减速下降,加速度向上,则A、B处于超重状态,对B有T-mg=ma,即T=mg+ma>mg,故选项D错误。
6.(多选)如图所示,物体A、B由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳连接,由静止释放,在物体A加速下降的过程中(此过程中物体B未碰到滑轮),下列判断正确的是( )
A.物体A处于超重状态,物体B处于失重状态
B.物体A处于失重状态,物体B处于超重状态
C.轻绳的拉力大于物体A的重力
D.轻绳的拉力大于物体B的重力
解析:选BD 物体A加速下降的过程中,物体B加速上升,即物体A的加速度向下,处于失重状态,轻绳的拉力小于物体A的重力;物体B的加速度向上,处于超重状态,轻绳的拉力大于物体B的重力,故选项B、D正确。
7.2018年12月8日2时23分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。若运载火箭在发射升空过程中,探测器先做加速运动,后做减速运动。下列说法正确的是( )
A.探测器在加速过程中惯性变大
B.探测器先处于超重状态,后处于失重状态
C.探测器先处于失重状态,后处于超重状态
D.在加速过程,火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力
解析:选B 惯性的大小只与质量有关,与运动状态无关,所以不论加速还是减速惯性大小一样,故A错误;发射升空过程中,先做加速运动后做减速运动,向上加速过程加速度向上,则为超重,向上减速过程加速度向下,则为失重,故B正确,C错误;根据牛顿第三定律,火箭对探测器的作用力等于探测器对火箭的作用力,故D错误。
8.放在电梯地板上的一个木箱,被一根处于伸长状态的水平弹簧拉着,处于静止状态(如图所示);某时刻发现木箱突然被弹簧拉动,据此可判断出电梯的运动情况可能是( )
A.匀速上升
B.加速上升
C.减速上升
D.减速下降
解析:选C 木箱突然被拉动,表明木箱所受摩擦力变小了,即木箱与地板之间的弹力变小了,重力大于弹力,木箱所受合力向下,处于失重状态,故C正确。
9.一位在地面上最多可以举起1
500
N重物的人,在某竖直运动的电梯中最多可以举起2
000
N的重物。g=10
m/s2,该电梯的运动可能是( )
A.以3.3
m/s2的加速度加速下降
B.以3.3
m/s2的加速度减速下降
C.以2.5
m/s2的加速度加速上升
D.以2.5
m/s2的加速度减速上升
解析:选D 由题意知,此人最大的举力为1
500
N,而他在竖直运动的电梯中最多可以举起2
000
N的重物,可知重物处于失重状态。由牛顿第二定律有mg-F=ma,解得a==
m/s2=2.5
m/s2,方向竖直向下。故D正确,A、B、C错误。
10.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
解析:选C 人被加速向上“托起”时处于超重状态,A错误;气流对人的作用力大于人受到的重力,B、D错误;人对气流的作用力与气流对人的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,C正确。
11.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示,则( )
A.t2~t3时间内,小球速度先增大后减小
B.t2时刻弹簧弹力等于小球重力
C.t3时刻小球处于超重状态
D.t1~t2时间内,小球向上运动
解析:选A 由题图可知t2~t3时间内,小球从最低点上升直到离开弹簧,受到的弹力一直减小,合力先减小后反向增大,由牛顿第二定律可知,加速度先减小后反向增大,小球的速度先增大后减小,故A正确;t2时刻小球在最低点,此时弹簧弹力大于小球重力,故B错误;t3时刻小球与弹簧脱离,处于失重状态,故C错误;t1~t2时间内,小球从刚与弹簧接触到压缩弹簧至最短,小球向下运动,故D错误。
12.某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞,用手指按住洞,向罐中装满水,然后将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,则下列说法正确的是( )
A.易拉罐上升的过程中,洞中射出的水的速度越来越快
B.易拉罐下降的过程中,洞中射出的水的速度越来越快
C.易拉罐上升、下降的过程中,洞中射出的水的速度都不变
D.易拉罐上升、下降的过程中,水不会从洞中射出
解析:选D 将易拉罐竖直向上抛出后,由于空气阻力不计,易拉罐及水的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,易拉罐中各层水之间没有压力,在整个过程中,水都不会从洞中射出。
13.(多选)如图所示,质量均为M的b、d两个光滑斜面静止于水平面上,底边长度相等,b斜面倾角为30°,d斜面倾角为60°。质量均为m的小物块a和c分别从两个斜面顶端由静止自由滑下,下滑过程中两斜面始终静止。重力加速度大小为g。小物块到达斜面底端的过程中,下列说法正确的是( )
A.两物块运动时间相同
B.两物块到达底端时的速率相同
C.两斜面对地面的压力均小于(m+M)g
D.地面对两斜面的摩擦力均向左
解析:选AC 设斜面的底边长度为L,倾角为θ,则斜面长度x=,物块沿斜面下滑的加速度a=gsin
θ,根据运动学公式可知x=at2,解得下滑时间t=2,当斜面倾角分别为30°和60°时,可得两物块运动的时间相同,A选项正确;下滑时间相等,下滑加速度不相等,由v=at知两物块到达底端时的速率不相同,B选项错误;物块加速下滑,加速度有竖直向下的分量,系统处于失重状态,两斜面对地面的压力均小于(m+M)g,C选项正确;物块加速下滑,加速度有水平向右的分量,则对物块和斜面组成的整体而言,由牛顿第二定律可知,地面对两斜面的摩擦力均向右,D选项错误。
14.(多选)如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的棱长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力
解析:选BD 将容器以初速度v0竖直向上抛出后,若不计空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到加速度为g,再以容器A为研究对象,上升和下落过程其所受合力等于其重力,则B对A没有压力,A对B也没有支持力,故A错误,D正确。若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:上升过程加速度大于g,再以球B为研究对象,根据牛顿第二定律得:B受到的合力大于重力,B除受到重力外,还应受到向下的压力,即A对B的压力向下,故B正确。若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得下落过程加速度小于g,再以B为研究对象,根据牛顿第二定律得:B受到的合力小于重力,B除受到重力外,还应受到向上的力,即A对B的支持力向上,B对A的压力向下,故C错误。失重和超重
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,其惯性比处于静止时增加或减小了
D.物体处于超重或失重状态时,其重力都没有变化
2.应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是( )
A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态
B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态
C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度
D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度
3.如图所示,小孩在蹦床上沿竖直方向蹦跳,对其从最低点到离开床面的过程,下列说法正确的是( )
A.小孩一直处于超重状态
B.小孩一直处于失重状态
C.小孩会经历先超重后失重的过程
D.小孩刚离开蹦床时的速度最大
4.如图所示,建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处,采用的方式是工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出,在高处的工人乙将其接住。每块砖的质量均为m,现只考虑最上层的两块砖,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C.工人甲在将砖块抛出后,砖块处于失重状态
D.工人甲在将砖块抛出后,砖块间作用力等于mg
5.如图所示,A,B两人用安全带连接在一起,从飞机上跳下进行双人跳伞运动,降落伞未打开时不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力一定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力大于B的重力
C.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力等于B的重力
D.在降落伞打开后减速下降过程中,安全带的作用力小于B的重力
6.(多选)如图所示,物体A、B由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳连接,由静止释放,在物体A加速下降的过程中(此过程中物体B未碰到滑轮),下列判断正确的是( )
A.物体A处于超重状态,物体B处于失重状态
B.物体A处于失重状态,物体B处于超重状态
C.轻绳的拉力大于物体A的重力
D.轻绳的拉力大于物体B的重力
7.2018年12月8日2时23分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。若运载火箭在发射升空过程中,探测器先做加速运动,后做减速运动。下列说法正确的是( )
A.探测器在加速过程中惯性变大
B.探测器先处于超重状态,后处于失重状态
C.探测器先处于失重状态,后处于超重状态
D.在加速过程,火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力
8.放在电梯地板上的一个木箱,被一根处于伸长状态的水平弹簧拉着,处于静止状态(如图所示);某时刻发现木箱突然被弹簧拉动,据此可判断出电梯的运动情况可能是( )
A.匀速上升
B.加速上升
C.减速上升
D.减速下降
9.一位在地面上最多可以举起1
500
N重物的人,在某竖直运动的电梯中最多可以举起2
000
N的重物。g=10
m/s2,该电梯的运动可能是( )
A.以3.3
m/s2的加速度加速下降
B.以3.3
m/s2的加速度减速下降
C.以2.5
m/s2的加速度加速上升
D.以2.5
m/s2的加速度减速上升
10.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
11.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示,则( )
A.t2~t3时间内,小球速度先增大后减小
B.t2时刻弹簧弹力等于小球重力
C.t3时刻小球处于超重状态
D.t1~t2时间内,小球向上运动
12.某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞,用手指按住洞,向罐中装满水,然后将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,则下列说法正确的是( )
A.易拉罐上升的过程中,洞中射出的水的速度越来越快
B.易拉罐下降的过程中,洞中射出的水的速度越来越快
C.易拉罐上升、下降的过程中,洞中射出的水的速度都不变
D.易拉罐上升、下降的过程中,水不会从洞中射出
13.(多选)如图所示,质量均为M的b、d两个光滑斜面静止于水平面上,底边长度相等,b斜面倾角为30°,d斜面倾角为60°。质量均为m的小物块a和c分别从两个斜面顶端由静止自由滑下,下滑过程中两斜面始终静止。重力加速度大小为g。小物块到达斜面底端的过程中,下列说法正确的是( )
A.两物块运动时间相同
B.两物块到达底端时的速率相同
C.两斜面对地面的压力均小于(m+M)g
D.地面对两斜面的摩擦力均向左
14.(多选)如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的棱长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力