6.4 超重与失重 课后限时作业（Word版，含解析）

超重与失重
(时间：15分钟　分值：50分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．下列关于失重和超重的说法中，正确的是(　　)
A．物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力增大
B．在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程
C．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程
D．只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态
2．(多选)“天宫二号”绕地球运动时，里面所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验(　　)
A．水银温度计测量温度
B．做托里拆利实验
C．验证阿基米德原理
D．用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律
3．某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然发现绳子断了，由此判断此时电梯的情况是(　　)
A．电梯一定是加速上升
B．电梯可能是减速上升
C．电梯可能匀速向上运动
D．电梯的加速度方向一定向上
4．(多选)某同学在教室中站在体重计上研究超重与失重．她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程．关于她的实验现象，下列说法中正确的是(　　)
A．只有“起立”过程，才能出现失重的现象
B．只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象
C．“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象
D．“起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象
5．(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N．他将体重计移至电梯内称其体重，t0 至t3时间段内，体重计的示数如图所示，电梯运动的v t图象可能是以下四个选项中的(取电梯向上运动的方向为正方向)(　　)
A　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　D
6．一个同学站在体重计上称体重，当该同学静止时体重计示数为600 N，现在该同学突然下蹲，则从开始下蹲到静止全过程中体重计的示数(　　)
A．一直大于600 N
B．一直小于600 N
C．先是大于600 N，后小于600 N，最后等于600 N
D．先是小于600 N，后大于600 N，最后等于600 N
二、非选择题(14分)
7．土耳其卡帕多奇亚旅游之巅——乘坐热气球观看卡帕多奇亚神奇的地貌是到土耳其旅游的一项重要活动．某游客乘坐热气球时，气球、吊篮和游客的总质量为M＝800 kg，在空中停留一段时间后下降，某时刻由于发生故障，热气球受到的空气浮力减小，热气球竖直下降，当发生故障后热气球下降了h1＝16 m时，驾驶员立即抛掉一些压舱物，使热气球匀速下降，已知热气球发生故障后竖直下降的v t图象如图所示．不考虑热气球由于运动而受到的空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2．
(1)抛掉的压舱物的质量m是多大？
(2)抛掉一些压舱物后，热气球内工作人员经过Δt＝6 s时间修复热气球并立刻恢复原有的空气浮力，则再经多长时间热气球减速到零？
参考答案：
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．下列关于失重和超重的说法中，正确的是(　　)
A．物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力增大
B．在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程
C．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程
D．只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态
C　[加速度方向向下，物体处于失重状态，加速度方向向上，物体处于超重状态，超重和失重并非物体的重力增大或减小，而是使悬绳(或支持面)的弹力增大或减小，故A、D均错；电梯加速向上运动时，物体处于超重状态，电梯减速下降时，物体也处于超重状态，电梯减速上升时，物体处于失重状态，故B错误，C正确．]
2．(多选)“天宫二号”绕地球运动时，里面所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验(　　)
A．水银温度计测量温度
B．做托里拆利实验
C．验证阿基米德原理
D．用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律
AD　[物体处于完全失重状态，与重力有关的一切物理现象都消失了．托里拆利实验用到了水银的压强，由于p＝ρgh与重力加速度g有关，故该实验不能完成；阿基米德原理中的浮力F＝ρgV排也与重力加速度g有关，故该实验也不能完成；水银温度计测温度利用了液体的热胀冷缩原理，弹簧测力计测拉力与重力无关．故能完成的实验是A、D．]
3．某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然发现绳子断了，由此判断此时电梯的情况是(　　)
A．电梯一定是加速上升
B．电梯可能是减速上升
C．电梯可能匀速向上运动
D．电梯的加速度方向一定向上
D　[由于绳子突然断了，说明绳子拉力一定变大了，由此可知，电梯一定有方向向上的加速度，但电梯并不一定向上运动，故A错误，D正确；电梯减速上升加速度方向向下，B错误；电梯匀速上升，绳子不可能断，C错误．]
4．(多选)某同学在教室中站在体重计上研究超重与失重．她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程．关于她的实验现象，下列说法中正确的是(　　)
A．只有“起立”过程，才能出现失重的现象
B．只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象
C．“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象
D．“起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象
CD　[“起立”过程，先向上加速后向上减速，先超重后失重；“下蹲”过程先向下加速后向下减速，先失重后超重；所以“起立”和“下蹲”过程都有超重和失重现象，故C、D正确．]
5．(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N．他将体重计移至电梯内称其体重，t0 至t3时间段内，体重计的示数如图所示，电梯运动的v t图象可能是以下四个选项中的(取电梯向上运动的方向为正方向)(　　)
A　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　D
AD　[由题图可知，在t0～t1阶段，体重计示数小于实际体重，则处于失重状态，此时具有向下的加速度；在t1～t2阶段，体重计示数等于实际体重，说明电梯做匀速直线运动或处于静止状态；在t2～t3阶段，体重计示数大于实际体重，则处于超重状态，具有向上的加速度．故选项A、D正确．]
6．一个同学站在体重计上称体重，当该同学静止时体重计示数为600 N，现在该同学突然下蹲，则从开始下蹲到静止全过程中体重计的示数(　　)
A．一直大于600 N
B．一直小于600 N
C．先是大于600 N，后小于600 N，最后等于600 N
D．先是小于600 N，后大于600 N，最后等于600 N
D　[该同学下蹲全过程中，他先是加速向下后又减速向下运动，最后静止，故他先是处于失重状态，体重计示数小于重力600 N，后又处于超重状态，体重计示数大于600 N，最后处于平衡状态，体重计示数为600 N，D正确．]
二、非选择题(14分)
7．土耳其卡帕多奇亚旅游之巅——乘坐热气球观看卡帕多奇亚神奇的地貌是到土耳其旅游的一项重要活动．某游客乘坐热气球时，气球、吊篮和游客的总质量为M＝800 kg，在空中停留一段时间后下降，某时刻由于发生故障，热气球受到的空气浮力减小，热气球竖直下降，当发生故障后热气球下降了h1＝16 m时，驾驶员立即抛掉一些压舱物，使热气球匀速下降，已知热气球发生故障后竖直下降的v t图象如图所示．不考虑热气球由于运动而受到的空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2．
(1)抛掉的压舱物的质量m是多大？
(2)抛掉一些压舱物后，热气球内工作人员经过Δt＝6 s时间修复热气球并立刻恢复原有的空气浮力，则再经多长时间热气球减速到零？
解析：(1)由题图可看出0～4 s内热气球匀加速下降，设下降的加速度为a，此过程热气球受到的空气浮力为F
根据运动学公式有h1＝v0t＋at2
由牛顿第二定律得Mg－F＝Ma
抛掉质量为m的压舱物后，热气球向下做匀速运动，根据平衡条件有(M－m)g＝F
联立解得m＝80 kg．
(2)设抛掉压舱物时热气球的速度为v1，经过Δt＝6 s恢复原有的浮力F0，再经t1时间减速到零，减速的加速度大小为a1，
根据运动学公式可得v1＝v0＋at
发生故障前根据平衡条件有Mg＝F0
修复后由牛顿第二定律得F0－(M－m)g＝(M－m)a1
v1＝a1t1
解得t1＝5.4 s．
答案：(1)80 kg　(2)5.4 s
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