6、大小無關(guān),只與是否有豎直方向上的加速度有關(guān),則A錯(cuò);機(jī)器人減速上升時(shí),其加速度方向向下,處于失重狀態(tài),則B錯(cuò);機(jī)器人減速下降時(shí),其加速度方向向上,處于超重狀態(tài),則C錯(cuò);機(jī)器人加速下降過程中加速度方向向下,處于失重狀態(tài),拉力小于重力,則D對.
【答案】 D
6.老師在講“超重與失重”時(shí),做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):在空飲料瓶底四周鉆幾個(gè)小孔,盛滿水后,讓盛滿水的飲料瓶自由下落,不考慮空氣阻力,則下落過程中可能出現(xiàn)的圖是( )
【解析】 盛滿水的飲料瓶自由下落時(shí),處于完全失重狀態(tài),加速度為g,方向豎直向下,故小孔內(nèi)外壓力差為零,水不會從小孔流出.
【答案】 A
7.(雙選)(廣東高考)
7、某人在地面上用彈簧秤稱得其體重為490 N.他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重,t0至t3時(shí)間段內(nèi)彈簧秤的示數(shù)如圖4-6-10所示,電梯運(yùn)行的v-t圖象(如下圖所示)可能是(取電梯向上運(yùn)動的方向?yàn)檎?( ) 圖4-6-10
【解析】 由圖象看出t0~t1時(shí)間內(nèi)彈簧秤示數(shù)小于體重,表明人處于失重狀態(tài),電梯有向下加速度,可能向下做勻加速或向上做勻減速運(yùn)動,t1~t2時(shí)間內(nèi)彈簧秤示數(shù)等于體重,表明人處于平衡狀態(tài),電梯加速度為零,電梯可能勻速,可能靜止,t2~t3時(shí)間內(nèi)彈簧秤示數(shù)大于體重,表明人處
8、于超重狀態(tài),電梯有向上的加速度,電梯可能向下做勻減速運(yùn)動或向上做勻加速運(yùn)動.故選AD.
【答案】 AD
8.(xx·山東濟(jì)寧高一五校聯(lián)考)一個(gè)恒力作用在質(zhì)量為m1的物體上,產(chǎn)生的加速度為a1,作用在質(zhì)量為m2的物體上,產(chǎn)生的加速度為a2,若這個(gè)恒力作用在質(zhì)量為m1+m2的物體上,則產(chǎn)生的加速度為( )
A. B.a(chǎn)1a2
C. D.
【解析】 本題可以用單位制來檢查各表達(dá)式是否正確,或者用牛頓第二定律進(jìn)行推導(dǎo)分析.
由于使質(zhì)量為m1+m2的物體產(chǎn)生的加速度的單位應(yīng)與a1和a2的單位相同,選項(xiàng)A、B、C的單位均不是加速度的單位,故選A、B、C都是錯(cuò)誤的.剩下的只有D可選,可
9、斷定正確選項(xiàng)應(yīng)為D.
本題也可應(yīng)用牛頓第二定律求解得到a=,從而作出判斷.
【答案】 D
9.在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì),電梯靜止時(shí),曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上,體重計(jì)示數(shù)為50 kg,電梯運(yùn)動過程中,某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)為40 kg,如圖4-6-11所示.g取10 N/kg,在這段時(shí)間內(nèi)下列說法中正確的是( ) 圖4-6-11
A.曉敏同學(xué)所受的重力變小了
B.曉敏對體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對曉敏的支持力
C.電梯一定在豎直向下運(yùn)動
D.電梯的加速度大小為,方向一定豎直向下
【
10、解析】 曉敏在這段時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài),是由于曉敏對體重計(jì)的壓力變小了,而曉敏的重力沒有改變,A選項(xiàng)錯(cuò);曉敏對體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對曉敏的支持力是一對作用力與反作用力,大小一定相等,B選項(xiàng)錯(cuò);以豎直向下為正方向,有:mg-F=ma,解得a=,方向豎直向下,但速度方向可能是豎直向上,也可能是豎直向下,C選項(xiàng)錯(cuò),D選項(xiàng)正確.
【答案】 D
10.某人在一個(gè)以2.5 m/s2的加速度勻加速下降的電梯里最多能舉起80 kg的物體,在地面上最多能舉起______kg的物體;若此人在勻加速上升的電梯中最多能舉起40 kg的物體,則此電梯上升的加速度為______.(g=10 m/s2)
【解析】 設(shè)人
11、的最大舉力為F,電梯勻加速下降時(shí)
m1g-F=m1a1,
電梯勻加速上升時(shí)
F-m2g=m2a2
在地面上時(shí)
F=m3g
解以上三式得F=600 N,m3=60 kg,a2=5 m/s2.
【答案】 60 5 m/s2
11.如圖4-6-12甲所示,物體的質(zhì)量m=10 kg,放在升降機(jī)的底板上.升降機(jī)由靜止開始從底樓上升到頂樓過程中的v-t圖象如圖4-6-12乙所示,不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s2,求在這12 s內(nèi):
甲 乙
圖4-6-12
(1)物體上升的高度;
(2)物體對升降機(jī)底板壓力的最大值;
(3)物體對升降機(jī)底板壓力
12、的最小值.
【解析】 (1)用面積表示位移,則物體上升的高度為h=×(3+12)×6 m=45 m.
(2)t=0至t=3 s內(nèi),物體加速上升,處于超重狀態(tài),加速度大小a1==2 m/s2,方向豎直向上.由牛頓第二定律得F1-mg=ma1,底板對物體支持力的最大值F1=mg+ma1=120 N.根據(jù)牛頓第三定律,物體對底板壓力的最大值為120 N.
(3)t=6 s至t=12 s內(nèi),物體減速上升,處于失重狀態(tài),加速度大小a2==-1 m/s2,負(fù)號表示方向豎直向下.由牛頓第二定律得mg-F2=ma2,底板對物體的支持力的最小值為F2=mg-ma2=90 N,根據(jù)牛頓第三定律,物體對底板壓
13、力的最小值為90 N.
【答案】 (1)45 m (2)120 N (3)90 N
12.如圖4-6-13所示,在升降機(jī)中固定一個(gè)傾角為θ的斜面體,斜面體上有一質(zhì)量為m的物塊,當(dāng)升降機(jī)在豎直方向運(yùn)動時(shí)該物塊始終相對斜面體靜止.若升降機(jī)在運(yùn)動中的某時(shí)刻突然向 圖4-6-13
下做勻減速運(yùn)動,并且在t時(shí)間內(nèi)下降h高度后停止.求這一過程中,斜面體對物塊的摩擦力和物塊對斜面體的壓力.
【解析】 升降機(jī)向下勻減速時(shí),物塊也勻減速且受力如圖.設(shè)加速度為a,方向向上
vt=0,由h=at2得a=①
14、
由牛頓第二定律得
x方向:FNsinθ=fcosθ②
y方向:FNcosθ+fsinθ-mg=ma③
①②③聯(lián)立得f=m(g+)sinθ,方向沿斜面向上.
FN=m(g+)cosθ,由牛頓第三定律得,物塊對斜面體的壓力FN′=FN=m(g+)cosθ,方向垂直斜面向下.
【答案】 f=m(g+)sinθ,方向沿斜面向上
【備課資源】(教師用書獨(dú)具)
超重現(xiàn)象對飛行員、航天員的生理影響
當(dāng)飛機(jī)或航天器所受到的合外力方向向上時(shí),飛行員或航天員即處于超重狀態(tài).飛機(jī)在做俯沖、拉起或盤旋等機(jī)動飛行時(shí),加速度一般可達(dá)3 g~5 g,現(xiàn)代高性能殲擊機(jī)產(chǎn)生的加速度有時(shí)可達(dá)8 g~10 g.6
15、0年代的載人飛船,上升段的最大加速度達(dá)8g,返回大氣層減速時(shí)的最大加速度約10 g.這樣的超重對飛行員或航天員都有較大的生理影響.超重對人體的影響與它的作用方向有關(guān).按其作用方向,可以分為正超重(+Gz)、負(fù)超重(-Gz)、側(cè)向超重(±Gy)、橫向超重(±Gx).
正超重(+Gz) 頭→盆方向的超重.在飛機(jī)座艙內(nèi)人一般取坐姿.這時(shí)心臟血管系統(tǒng)最容易受到影響,人體大血管的走向與Z軸大體一致,正超重會造成血管內(nèi)沿Z軸方向的靜水壓增加,使頭部血壓降低,下肢血壓升高.頭部血壓降低首先影響視覺,輕者周邊視覺消失,重者中心視覺消失(俗稱黑視),嚴(yán)重時(shí)可因腦組織缺氧而導(dǎo)致意識喪失,通常以出現(xiàn)周邊視覺消失時(shí)
16、的G值代表一個(gè)人對正超重的耐力.一般健康青年平均為3.8g,經(jīng)過嚴(yán)格挑選和訓(xùn)練的殲擊機(jī)飛行員,平均耐力為4.6g,其中個(gè)別人可達(dá)6.5g.超重時(shí),人體四肢的重量相應(yīng)增加,操縱動作會受影響,工作效率下降,在4g時(shí),飛行員手拉駕駛桿的操縱動作的效率降低10%.此外,正超重對呼吸功能、高級神經(jīng)活動、代謝、內(nèi)分泌等都有一定影響.
負(fù)超重(-Gz) 盆→頭方向的超重.飛機(jī)由水平進(jìn)入俯沖時(shí),會出現(xiàn)短暫的負(fù)超重.此時(shí)人體頭部充血,出現(xiàn)紅視.飛機(jī)做頭部向外的螺旋時(shí),負(fù)超重達(dá)較高數(shù)值,并持續(xù)較長時(shí)間.這會使人昏迷,十分有害,迄今尚無有效的防護(hù)措施.
側(cè)向超重(±Gy) 右→左和左→右方向的超重.現(xiàn)代高性能飛
17、機(jī)啟動飛行時(shí)常常出現(xiàn)側(cè)向超重,但數(shù)值不高,約±2g,對人體生理功能不產(chǎn)生明顯障礙,但操縱效率下降.在座椅和操縱器的設(shè)計(jì)中,可以采取措施,減輕其影響.
橫向超重(±Gx) 胸→背和背→胸方向的超重.在載人航天器中航天員在艙內(nèi)取仰臥姿勢,使重力作用方向?yàn)樾亍?,以降低靜水壓對頭部血壓的影響,提高耐力.然而,這時(shí)由于全身的重力擠壓作用,使靜脈系統(tǒng)、右心和肺循環(huán)等處原來壓力很低的部位的壓力明顯升高,引起呼吸困難、胸痛、心律失調(diào)等現(xiàn)象,所以完全仰臥并不是最有利的,而需要選擇一個(gè)仰臥時(shí)的最佳生理背角,使得既能有效地維持頭部血壓,又不致出現(xiàn)上述癥狀.這個(gè)角度以15°~20°為宜,即重力作用方向與身體長軸的夾角為70°~75°.設(shè)計(jì)航天器的躺椅時(shí)使椅背與艙底平面的夾角與再入時(shí)的配平攻角之和(即實(shí)效生理背角)等于或接近這個(gè)最佳生理背角,以取得最佳防護(hù)效果.