鲁科版〔2021〕高中物理必修第册第5章牛顿运动定律
第5节超重失重课练
单项选择题
1中国2021年左右建成空间站成中国空间科学新技术研究实验重基预见着航天员轨道舱停留时间增加体育锻炼成必少环节器材适宜航天员轨道舱中进行锻炼〔 〕
A 哑铃 B 跑步机 C 单杠 D 弹簧拉力器
2图竖直方运动电梯顶部挂弹簧测力计弹簧测力计端挂重物电梯做匀速直线运动时弹簧测力计示数10N某时刻电梯中观察弹簧测力计示数变9N关电梯运动说法正确选项〔g取10ms2〕〔 〕
A 电梯减速运动加速度1ms2
B 电梯加速运动加速度1ms2
C 电梯加速运动加速度09ms2
D 电梯加速运动加速度09ms2
3载飞船发射返回面程中具竖直加速度会宇航员脑暂时缺血发生黑视〞说法正确选项〔 〕
A 飞船发射时宇航员处失重状态
B 飞船返回面程中宇航员处失重状态
C 飞船发射瞬时宇航员重力变
D 飞船发射时宇航员座椅压力重力返回面程中宇航员座椅压力重力
4太空舱围绕球做匀速圆周运动时太空舱物体〔 〕
A 处完全失重状态受重力零 B 处完全失重状态受重力零
C 处失重状态完全失重受重力零 D 处衡状态受合力零
5站磅秤蹲程中磅秤示数( )
A 先体重体重等体重 B 先体重体重等体重
C 先体重等体重 D 先体重等体重
6某实验组学电梯天花板固定根弹簧秤测量挂钩钩悬挂重10 N钩码弹簧秤弹力时间变化规律通传感器直接出〔图〕面分析正确选项 〔 〕
A 时刻t1时刻t2钩码处超重状态
B 时刻t3时刻t4钩码处失重状态
C 电梯开始15楼先加速匀速减速停1楼
D 电梯开始1楼先加速升匀速减速停15楼
7图水面做快速蹲〞运动设重力G说法正确选项〔 〕
A 面压力直G B 面支持力直等G
C 面压力先GG D 面压力先GG
8金属桶侧面孔A桶盛水时水会孔A中流出果装满水桶落计空气阻力桶落程中〔 〕
A 水继续相速度孔中喷出 B 水孔喷出
C 水更速度喷出 D 水较速度喷出
9种情况中升降机绳索悬挂物体拉力〔 〕
A 速度匀速升 B 速度匀速降
C 较加速度减速降 D 较加速度加速降
10某面举起50kg物体某时竖直运动电梯中举起60kg物体判断电梯加速度方〔g10ms2〕〔 〕
A 2ms2 竖直 B ms2竖直 C 2ms2竖直 D ms2竖直
11杯底固定弹簧端系密度水木球然杯中装水木球全部浸没入水中时弹簧长L〔图〕现令杯高处落弹簧长度L1 〔 〕
A L>L1 B LL1 C L12关项体育运动解释正确选项( )
A 蹦床运发动空中升高点时处超重状态
B 跳高运发动越杆时处衡状态
C 举重运发动杠铃举头停高点时杠铃处衡状态
D 跳远运发动助跑增加惯性便跳更远
二填空题
13探究超重失重规律〞实验中右图示图线图中实线示某学利力传感器悬挂砝码竖直方运动时数采集器记录力传感器中拉力变化情况图中知道该砝码重力约________NABCD四段图线中砝码处超重状态________处失重状态________
14球步卫星绕球运转周期________时〔取整数〕假设质量10kg物体弹簧秤悬挂步卫星弹簧秤读数________ N．
15重500N学站电梯水底板〔图〕．电梯匀速升时该学电梯底板压力________ 500N电梯加速升时该学电梯底板压力________ 500N电梯减速升时该学电梯底板压力________ 500N〔空均选填〞〞等〞〕．
16建筑工图示定滑轮装置运送建筑材料．质量100kg工站面通定滑轮20kg建筑材料05ms2加速度拉升忽略绳子定滑轮质量定滑轮摩擦工面压力________ 〔g取lOms2〕
三解答题
17质量m50kg孩子站电梯体重计电梯t0时刻静止开始升06s体重计示数F变化图试问：段时间电梯升高度少？〔取重力加速度g10ms2〕
18条质量计细绳井中竖直提桶水细绳承受拉力300N．水桶装满水水水桶总质量20kg．提升加速度．
19某面举起质量60kg物体加速降电梯里举起质量80kg物体求时电梯加速度少？〔g取10ms2〕
答案
单项选择题
1答案 D
解析太空中万引力全部提供心力完全失重状态重力关现象消失哑铃重力进行锻炼跑步机摩擦力进行运动摩擦力必须压力需重力单杠身重力进行锻炼弹簧拉力器需重力ABC符合题意D符合题意
答案：D
2答案 B
解析电梯匀速直线运动时弹簧秤示数10N知重物重力等10N某时刻电梯中观察弹簧测力计示数变9N时重物： mg−Fma
解： a1ms2
方竖直电梯加速度1ms2 方竖直
AB．电梯做加速运动加速度1ms2 A符合题意B符合题意
CD．电梯做减速运动加速度1ms2 CD符合题意
答案：B
3答案 D
解析AC飞船发射加速升时加速度方宇航员处超重状态宇航员重力变AC符合题意
B飞船返回面程中加速度方宇航员处超重重状态B符合题意
D飞船发射加速升时加速度方宇航员处超重状态飞船落前减速加速度方宇航员处超重状态宇航员座椅压力重力D符合题意
答案：D
4答案 B
解析太空舱进入轨道做匀速圆周运动万引力完全提供心力舱物体处完全失重状态然受重力作见ACD错B正确
答案：B
5答案 B
解析〔1〕突然蹲时加速具加速度处失重状态根牛顿第二定律分析知测力计支持力重力根牛顿第三定律测力计压力重力〔2〕继续蹲快蹲底时开始减速具加速度处超重状态根牛顿第二定律分析知测力计支持力重力根牛顿第三定律测力计压力重力〔3〕站测力计静止动时测力计示数等重力该蹲程中磅秤示数先体重体重等体重B符合题意ACD符合题意
答案：B
6答案 C
解析时该t1t2 钩码受拉力重力时钩码处失重状态加速度A符合题意时刻t3t4 钩码受拉力重力钩码处超重状态加速度B符合题意果电梯开始停高楼层先加速接着匀速减速停低楼层应该拉力先等重力重力然等重力重力等重力C符合题意果电梯开始停低楼层先加速接着匀速减速停高楼层应该图象拉力先等重力重力然等重力重力等重力D符合题意
答案：C
7答案 C
解析蹲加速阶段加速度方根牛顿第二定律mg﹣N＝maN＝mg﹣ma＜mg压力F＜G．蹲程减速阶段加速度方根牛顿第二定律N﹣mg＝maN＝mg+ma＞mg压力F＞G．面压力先GGABD符合题意C符合题意
答案：C
8答案 B
解析解：水桶落处完全失重状态中水处完全失重状态容器壁压力水会流出
答案：B．
9答案 D
解析A物体匀速升速度匀速降时物体做匀速直线运动受拉力重力衡力拉力等重力AB符合题意
C较加速度减速降时加速度方物体处超重状态拉力重力C符合题意
D较加速度加速降时加速度方物体处失重状态拉力重力时绳拉力D符合题意
答案：D
10答案 D
解析题意某时竖直运动电梯中举起60kg物体知物体处失重状态举力Fmg50×10N500N．牛顿第二定律m′gFm′a解 am＇g−Fm＇60×10−5006053ms ．方．
答案：D．
11答案 A
解析球开始受重力浮力弹簧拉力处衡时弹簧处伸长状态杯高处落时处完全失重状态浮力消失球加速度g弹簧拉力零形变量零弹簧恢复原长状态时弹簧长度开始变短L＞L1
答案：A
12答案 C
解析A项：蹦床运发动空中升高点时受重力作加速度重力加速度处失重状态A符合题意
B项：衡状态指物体处静止者匀速直线运动状态跳高运发动越杆时受重力作受力衡状态B符合题意
C项：举重运发动举铃头停高点时玲处静止状态受力衡C符合题意
D项：惯性物体质量关跳远运发动助跑增加惯性D符合题意
答案：C
二填空题
13答案4〔3942〕ADBC
解析图中知力变时约4N砝码重力约4N示数变时超重AD示数变时失重BC
14答案240
解析解：球步卫星绕球运转周期等球转周期24时．物体弹簧秤悬挂步卫星处完全失重状态弹簧秤读数 0．答案：240．
15答案等
解析解：重500N学站电梯水底板．电梯匀速升时该学处衡状态受力衡该学电梯底板压力 等重力等500N电梯加速升时加速度方该学处超重状态该学电梯底板压力500N电梯减速升时加速度方该学处失重状态该学电梯底板压力 500N．
答案：等
16答案790N
解析解：先研究物体加速度05ms2匀加速拉升受力分析：重力绳子拉力．
：F﹣mgma
解：F210N
研究工受力分析重力绳子拉力支持力处衡状态．
：MgF+F支
解：F支790N
牛顿第三定律：F压790N
答案：790N
三解答题
17答案解：图知t0t12s时间体重计示数mg电梯应做匀加速运动．设段时间体重计孩子支持力F1 电梯加速度a1 根牛顿第二定律：
F1﹣mgma1
a108ms2 ．
段时间电梯升高度 h1 12 a1t12 12×08×22 16m
t12s时刻电梯速度 v1a1t108×216ms
t12st25s时间体重计示数等mg电梯匀速升段时间电梯升高度 h2v1t216×3m48m
t2t36s时间体重计示数mg电梯应减速升．设段时间体重计作孩子作力F2 电梯加速度a2 牛顿第二定律：
mg﹣F2ma2
a216ms2 ．
段时间电梯升高度 h3v1〔t3﹣t2〕﹣ 12 a2〔t3﹣t2〕216×1﹣ 12 ×16×1208m
电梯升总高度 hh1+h2+h372m
答：段时间电梯升高度72m．
解析零两秒物体处超重二五秒匀速五六秒物体处减速运动状态根牛顿第二运动定律列方程求解i
18答案解：假设细绳匀速提升水桶时绳拉力水桶重力相等果加速拉水桶时绳子拉力水桶重力．
根牛顿第二定律知：F﹣mgma
：Fmg+ma．
加速度越需拉力越．拉力：
Fmaxmg+mamax ．
代入数值：amax (30020−10)ms2 5 ms2
提水桶加速度5 ms2 ．
答：提升加速度5ms2 ．
解析水桶研究象拉力时加速度根牛顿第二定律列方程求解．
19答案解：题意知举力：
Fm1g═60kg×10Nkg600N
加速降电梯里举起质量80kg物体牛顿第二定律：
m2g﹣Fm2a
解：ag﹣ Fm2 10ms2﹣ 60080 ms225ms2 ．
答：时电梯加速度25ms2 ．
解析首先根衡条件求出举物体力然根牛顿第二运动定律结合失重进行求解
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第5节超重失重课练
单项选择题
1中国2021年左右建成空间站成中国空间科学新技术研究实验重基预见着航天员轨道舱停留时间增加体育锻炼成必少环节器材适宜航天员轨道舱中进行锻炼〔 〕
A 哑铃 B 跑步机 C 单杠 D 弹簧拉力器
2图竖直方运动电梯顶部挂弹簧测力计弹簧测力计端挂重物电梯做匀速直线运动时弹簧测力计示数10N某时刻电梯中观察弹簧测力计示数变9N关电梯运动说法正确选项〔g取10ms2〕〔 〕
A 电梯减速运动加速度1ms2
B 电梯加速运动加速度1ms2
C 电梯加速运动加速度09ms2
D 电梯加速运动加速度09ms2
3载飞船发射返回面程中具竖直加速度会宇航员脑暂时缺血发生黑视〞说法正确选项〔 〕
A 飞船发射时宇航员处失重状态
B 飞船返回面程中宇航员处失重状态
C 飞船发射瞬时宇航员重力变
D 飞船发射时宇航员座椅压力重力返回面程中宇航员座椅压力重力
4太空舱围绕球做匀速圆周运动时太空舱物体〔 〕
A 处完全失重状态受重力零 B 处完全失重状态受重力零
C 处失重状态完全失重受重力零 D 处衡状态受合力零
5站磅秤蹲程中磅秤示数( )
A 先体重体重等体重 B 先体重体重等体重
C 先体重等体重 D 先体重等体重
6某实验组学电梯天花板固定根弹簧秤测量挂钩钩悬挂重10 N钩码弹簧秤弹力时间变化规律通传感器直接出〔图〕面分析正确选项 〔 〕
A 时刻t1时刻t2钩码处超重状态
B 时刻t3时刻t4钩码处失重状态
C 电梯开始15楼先加速匀速减速停1楼
D 电梯开始1楼先加速升匀速减速停15楼
7图水面做快速蹲〞运动设重力G说法正确选项〔 〕
A 面压力直G B 面支持力直等G
C 面压力先GG D 面压力先GG
8金属桶侧面孔A桶盛水时水会孔A中流出果装满水桶落计空气阻力桶落程中〔 〕
A 水继续相速度孔中喷出 B 水孔喷出
C 水更速度喷出 D 水较速度喷出
9种情况中升降机绳索悬挂物体拉力〔 〕
A 速度匀速升 B 速度匀速降
C 较加速度减速降 D 较加速度加速降
10某面举起50kg物体某时竖直运动电梯中举起60kg物体判断电梯加速度方〔g10ms2〕〔 〕
A 2ms2 竖直 B ms2竖直 C 2ms2竖直 D ms2竖直
11杯底固定弹簧端系密度水木球然杯中装水木球全部浸没入水中时弹簧长L〔图〕现令杯高处落弹簧长度L1 〔 〕
A L>L1 B LL1 C L
A 蹦床运发动空中升高点时处超重状态
B 跳高运发动越杆时处衡状态
C 举重运发动杠铃举头停高点时杠铃处衡状态
D 跳远运发动助跑增加惯性便跳更远
二填空题
13探究超重失重规律〞实验中右图示图线图中实线示某学利力传感器悬挂砝码竖直方运动时数采集器记录力传感器中拉力变化情况图中知道该砝码重力约________NABCD四段图线中砝码处超重状态________处失重状态________
14球步卫星绕球运转周期________时〔取整数〕假设质量10kg物体弹簧秤悬挂步卫星弹簧秤读数________ N．
15重500N学站电梯水底板〔图〕．电梯匀速升时该学电梯底板压力________ 500N电梯加速升时该学电梯底板压力________ 500N电梯减速升时该学电梯底板压力________ 500N〔空均选填〞〞等〞〕．
16建筑工图示定滑轮装置运送建筑材料．质量100kg工站面通定滑轮20kg建筑材料05ms2加速度拉升忽略绳子定滑轮质量定滑轮摩擦工面压力________ 〔g取lOms2〕
三解答题
17质量m50kg孩子站电梯体重计电梯t0时刻静止开始升06s体重计示数F变化图试问：段时间电梯升高度少？〔取重力加速度g10ms2〕
18条质量计细绳井中竖直提桶水细绳承受拉力300N．水桶装满水水水桶总质量20kg．提升加速度．
19某面举起质量60kg物体加速降电梯里举起质量80kg物体求时电梯加速度少？〔g取10ms2〕
答案
单项选择题
1答案 D
解析太空中万引力全部提供心力完全失重状态重力关现象消失哑铃重力进行锻炼跑步机摩擦力进行运动摩擦力必须压力需重力单杠身重力进行锻炼弹簧拉力器需重力ABC符合题意D符合题意
答案：D
2答案 B
解析电梯匀速直线运动时弹簧秤示数10N知重物重力等10N某时刻电梯中观察弹簧测力计示数变9N时重物： mg−Fma
解： a1ms2
方竖直电梯加速度1ms2 方竖直
AB．电梯做加速运动加速度1ms2 A符合题意B符合题意
CD．电梯做减速运动加速度1ms2 CD符合题意
答案：B
3答案 D
解析AC飞船发射加速升时加速度方宇航员处超重状态宇航员重力变AC符合题意
B飞船返回面程中加速度方宇航员处超重重状态B符合题意
D飞船发射加速升时加速度方宇航员处超重状态飞船落前减速加速度方宇航员处超重状态宇航员座椅压力重力D符合题意
答案：D
4答案 B
解析太空舱进入轨道做匀速圆周运动万引力完全提供心力舱物体处完全失重状态然受重力作见ACD错B正确
答案：B
5答案 B
解析〔1〕突然蹲时加速具加速度处失重状态根牛顿第二定律分析知测力计支持力重力根牛顿第三定律测力计压力重力〔2〕继续蹲快蹲底时开始减速具加速度处超重状态根牛顿第二定律分析知测力计支持力重力根牛顿第三定律测力计压力重力〔3〕站测力计静止动时测力计示数等重力该蹲程中磅秤示数先体重体重等体重B符合题意ACD符合题意
答案：B
6答案 C
解析时该t1t2 钩码受拉力重力时钩码处失重状态加速度A符合题意时刻t3t4 钩码受拉力重力钩码处超重状态加速度B符合题意果电梯开始停高楼层先加速接着匀速减速停低楼层应该拉力先等重力重力然等重力重力等重力C符合题意果电梯开始停低楼层先加速接着匀速减速停高楼层应该图象拉力先等重力重力然等重力重力等重力D符合题意
答案：C
7答案 C
解析蹲加速阶段加速度方根牛顿第二定律mg﹣N＝maN＝mg﹣ma＜mg压力F＜G．蹲程减速阶段加速度方根牛顿第二定律N﹣mg＝maN＝mg+ma＞mg压力F＞G．面压力先GGABD符合题意C符合题意
答案：C
8答案 B
解析解：水桶落处完全失重状态中水处完全失重状态容器壁压力水会流出
答案：B．
9答案 D
解析A物体匀速升速度匀速降时物体做匀速直线运动受拉力重力衡力拉力等重力AB符合题意
C较加速度减速降时加速度方物体处超重状态拉力重力C符合题意
D较加速度加速降时加速度方物体处失重状态拉力重力时绳拉力D符合题意
答案：D
10答案 D
解析题意某时竖直运动电梯中举起60kg物体知物体处失重状态举力Fmg50×10N500N．牛顿第二定律m′gFm′a解 am＇g−Fm＇60×10−5006053ms ．方．
答案：D．
11答案 A
解析球开始受重力浮力弹簧拉力处衡时弹簧处伸长状态杯高处落时处完全失重状态浮力消失球加速度g弹簧拉力零形变量零弹簧恢复原长状态时弹簧长度开始变短L＞L1
答案：A
12答案 C
解析A项：蹦床运发动空中升高点时受重力作加速度重力加速度处失重状态A符合题意
B项：衡状态指物体处静止者匀速直线运动状态跳高运发动越杆时受重力作受力衡状态B符合题意
C项：举重运发动举铃头停高点时玲处静止状态受力衡C符合题意
D项：惯性物体质量关跳远运发动助跑增加惯性D符合题意
答案：C
二填空题
13答案4〔3942〕ADBC
解析图中知力变时约4N砝码重力约4N示数变时超重AD示数变时失重BC
14答案240
解析解：球步卫星绕球运转周期等球转周期24时．物体弹簧秤悬挂步卫星处完全失重状态弹簧秤读数 0．答案：240．
15答案等
解析解：重500N学站电梯水底板．电梯匀速升时该学处衡状态受力衡该学电梯底板压力 等重力等500N电梯加速升时加速度方该学处超重状态该学电梯底板压力500N电梯减速升时加速度方该学处失重状态该学电梯底板压力 500N．
答案：等
16答案790N
解析解：先研究物体加速度05ms2匀加速拉升受力分析：重力绳子拉力．
：F﹣mgma
解：F210N
研究工受力分析重力绳子拉力支持力处衡状态．
：MgF+F支
解：F支790N
牛顿第三定律：F压790N
答案：790N
三解答题
17答案解：图知t0t12s时间体重计示数mg电梯应做匀加速运动．设段时间体重计孩子支持力F1 电梯加速度a1 根牛顿第二定律：
F1﹣mgma1
a108ms2 ．
段时间电梯升高度 h1 12 a1t12 12×08×22 16m
t12s时刻电梯速度 v1a1t108×216ms
t12st25s时间体重计示数等mg电梯匀速升段时间电梯升高度 h2v1t216×3m48m
t2t36s时间体重计示数mg电梯应减速升．设段时间体重计作孩子作力F2 电梯加速度a2 牛顿第二定律：
mg﹣F2ma2
a216ms2 ．
段时间电梯升高度 h3v1〔t3﹣t2〕﹣ 12 a2〔t3﹣t2〕216×1﹣ 12 ×16×1208m
电梯升总高度 hh1+h2+h372m
答：段时间电梯升高度72m．
解析零两秒物体处超重二五秒匀速五六秒物体处减速运动状态根牛顿第二运动定律列方程求解i
18答案解：假设细绳匀速提升水桶时绳拉力水桶重力相等果加速拉水桶时绳子拉力水桶重力．
根牛顿第二定律知：F﹣mgma
：Fmg+ma．
加速度越需拉力越．拉力：
Fmaxmg+mamax ．
代入数值：amax (30020−10)ms2 5 ms2
提水桶加速度5 ms2 ．
答：提升加速度5ms2 ．
解析水桶研究象拉力时加速度根牛顿第二定律列方程求解．
19答案解：题意知举力：
Fm1g═60kg×10Nkg600N
加速降电梯里举起质量80kg物体牛顿第二定律：
m2g﹣Fm2a
解：ag﹣ Fm2 10ms2﹣ 60080 ms225ms2 ．
答：时电梯加速度25ms2 ．
解析首先根衡条件求出举物体力然根牛顿第二运动定律结合失重进行求解
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