高中物理超重与失重计算题专题训练含答案文档格式.docx

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（g取10m/s2）

5、质量是60kg的人站在升降机中的体重计上（g取10m/s2），求：

（1）升降机匀速上升时体重计的读数；

（2）升降机以4m/s2的加速度匀加速上升时体重计的读数；

（3）当体重计的读数是420N时，判断升降机的运动情况。

6、质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？

（g=10m/s2）

（2）升降机以4m/s2的加速度匀加速上升；

（3）升降机以5m/s2的加速度匀加速下降．

7、竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m=4kg的物体，试分析下列情况下电梯各种具体的运动情况（g取10m/s2）：

（1）当弹簧秤的示数T1=40N，且保持不变．

（2）当弹簧秤的示数T2=32N，且保持不变．

（3）当弹簧秤的示数T3=44N，且保持不变．

8、某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体．求：

（1）此电梯的加速度为多少？

（2）若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？

（g=10m/s2） 

9、质量为25kg的小孩坐在秋千板上，小孩重心离系绳的横粱2.5m．如果秋千板摆到最低点时，小孩运动速度的大小是5m/s，她对秋千板的压力是多大？

g=10m/s2．

10、假定神舟5号飞船在发射后3s内竖直上升了l80m，上升过程是初速为零的匀加速直线运动，求飞船内质量为60kg的宇航员对座椅的压力多大?

g取10m／s2

11、一同学家住在23层高楼的顶楼．他想研究一下电梯上升的运动过程．某天他乘电梯上楼时携带了一个质量为5kg的重物和一个量程足够大的台秤，他将重物放在台秤上．电梯从第1层开始启动，一直运动到第23层停止．在这个过程中，他记录了台秤在不同时段内的读数如下表所示．

时间/s

台秤示数/N

电梯启动前

50.0

0～3.0

58.0

3.0～13.0

13.0～19.0

46.0

19.0以后

根据表格中的数据，求：

（1）电梯在最初加速阶段和最后减速阶段的加速度大小；

（2）电梯在中间阶段上升的速度大小；

（3）该楼房平均每层楼的高度．

12、科研人员乘气球进行科学考察．气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990kg．气球在空中停留一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住．堵住时气球下降速度为1m/s，且做匀加速运动，4s内下降了12m．为使气球安全着陆，向舱外缓慢抛出一定的压舱物．此后发现气球做匀减速运动，下降速度在5分钟内减少3m/s．若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度g＝9.89m/s2，求抛掉的压舱物的质量．

13、（2013河北省石家庄名校质检）北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭．它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止．若某游客手中托着质量为1kg的饮料瓶进行这个游戏，g取9.8m/s2，问：

（1）当座舱落到离地面高度为40m的位置时，饮料瓶对手的作用力多大？

（2）当座舱落到离地面高度为15m的位置时，手要用多大的力才能托住饮料瓶？

14、为了测量某住宅大楼每层的平均高度（层高）及电梯运行情况，甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验。

质量m＝50kg的甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中，体重计示数随时间变化的情况，并作出了如图10所示的图象，已知t＝0时电梯静止不动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层。

求：

（1）电梯启动和制动时的加速度大小；

（2）该大楼的楼层高度。

图10

15、太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6000m的高空静止下落，可以获得持续的25s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验．已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10m/s2，试求：

（1）飞船在失重状态下的加速度大小；

（2）飞船在微重力状态中下落的距离．

============参考答案============

一、计算题

1、以物体为研究对象，物体受到向下的重力Mg和向上的支持力N（等于台秤的示数）。

物体随台秤一起以g/3的加速度匀加速下降，由牛顿第二定律可得：

Mg－N=M・g/3 

解得：

N=2Mg/3

2、一个质量m=50kg的人在地面上最多能举起

（1）在地面上有

解之

（2分）

解之得

（2）

（3分）

3、 

（1）600N　

（2）840N　（3）300N

解析：

体重计的读数即人对体重计压力的大小，因而分析人的受力情况，求出体重计对人的支持力FN，然后再由牛顿第三定律，即可得出体重计的读数，人站在升降机的体重计上受力情况如右图所示．

（1）当升降机匀速上升时，a＝0.

由牛顿第二定律知，FN－mg＝0.

所以FN＝mg＝600N．由牛顿第三定律，人对体重计的压力，即体重计的示数为600N.

（2）当升降机以4m/s2的加速度加速上升时，有FN－mg＝ma，所以FN＝m（g＋a）＝60×

（10＋4）＝840N.

由牛顿第三定律，人对体重计的压力，即体重计的示数为840N．（超重状态）

（3）当升降机以5m/s2的加速度加速下降时，此时a的方向向下，有mg－FN＝ma.

所以FN＝m（g－a）＝60×

（10－5）N＝300N.

由牛顿第三定律知，人对体重计的压力，即体重计的示数为300N．（失重状态）

4、 

解：

以人为研究对象，受力分析如图

静止时

……………………（1分）

人的质量为

在电梯中，设加速度为a，向下为正方向，根据牛顿第二定律可得……………（1分）

……………………（2分）

解得a=2m/s2……………………（1分）

物体做的运动为：

以a=2m/s2加速度为向下的做加速运动或者以a=2m/s2加速度为向上的做加速运动……………………（2分）

5、 

（1）600N（2分）

（2）840N（2分）

（3）以3m/s2的加速度匀减速上升或3m/s2的加速度匀加速下降（3分）

6、考点：

牛顿运动定律的应用-超重和失重．.

专题：

牛顿运动定律综合专题．

分析：

（1）体重计的读数显示人对体重计的压力大小．升降机匀速上升，体重计的读数等于人的重力．

（2）（3）以人为研究对象，根据牛顿第二定律求出体重计对人的支持力，再牛顿第三定律分析人对体重计的压力大小．

解答：

（1）升降机匀速上升时，体重计的读数F1=G=mg=600N；

（2）当升降机以4m/s2的加速度匀加速上升时，以人为研究对象

根据牛顿第二定律得 

F2﹣mg=ma1

代入解得 

F2=840N

再牛顿第三定律得到人对体重计的压力大小等于F2=840N，即体重计的读数为840N．

（3）当升降机以5m/s2的加速度匀加速下降时，以人为研究对象

根据牛顿第二定律得 

mg﹣F3=ma3

F3=300N

再牛顿第三定律得到体重计的读数为300N．

答：

（1）升降机匀速上升时，体重计的读数为600N；

（2）升降机以4m/s2的加速度匀加速上升时，体重计的读数为840N；

（3）升降机以5m/s2的加速度匀加速下降时，体重计的读数为300N．

点评：

本题是运用牛顿运动定律研究超重和失重现象，可以定性分析与定量计算结合研究．

7、考点：

牛顿第二定律．版权所有

对物体受力分析，然后根据牛顿第二定律求解加速度，再确定物体的运动情况．

选取物体为研究对象，通过受力分析可知

（1）当T1=40N时，根据牛顿第二定律有T1﹣mg=ma1，解得

这时电梯的加速度

由此可见电梯处于静止或匀速直线运动状态．

（2）当T2=32N时，根据牛顿第二定律有T2﹣mg=ma2得，

即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．

（3）当T3=44N时，根据牛顿第二定律有T3﹣mg=ma3，得

即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降．

1）当弹簧秤的示数T1=40N，且保持不变为电梯处于静止或匀速直线运动状态．

（2）当弹簧秤的示数T2=32N，且保持不变为电梯加速下降或减速上升．

（3）当弹簧秤的示数T3=44N，且保持不变为电梯加速上升或减速下降．

本题关键对物体受力分析后根据牛顿第二定律确定加速度，然后得到运动情况，基础题．

8、

（1）电梯加速下降设加速度为a，在地面举起物体质量为m0，在下降电梯举起物体质量为m1

则由牛顿第二定律：

m1g﹣m0g=m1a

a=

=2.5m/s2

（2）设加速上升时，举起物体质量为m2

m0g﹣m2g=m2a

m2=

（1）此电梯的加速度为2.5m/s2．

（2）若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是48kg．

9、解：

以小孩为研究对象，分析受力，如图，

小孩是在重力mg和秋千板的支持力FN两个力作用下做圆周运动，有

他对秋千板的压力与秋千板对他的支持力互为作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，

那么他对秋千板的压力为500N

她对秋千板的压力是500N．

10、解：

由

得：

对宇航员，由牛顿运动定律得：

F=m（a+g）=60×

（40+10）N=3000N

由牛顿第三定律得：

宇航员对座椅的压力是3000N 

11、

（1）电梯在最初加速阶段0～3.0S内加速度为

，重物受到的支持力为

，根据牛顿第二定律，得：

最后减速阶段13.0～19.0s内，重物加速度大小为

（2）在三秒末重物的速度：

ｍ／ｓ 

（3）设在全程内电梯的位移为

，电梯加速、匀速、减速运动所用的时间为

、

得：

代入数据得：

ｍ 

则平均每层楼高为

ｍ=3。

16ｍ 

12、由牛顿第二定律得：

mg－f＝ma

抛物后减速下降有：

Δv＝a/Δt

M点横坐标为：

13、

14、解析：

（1）对于启动过程有F1－mg＝ma1

解得a1＝2m/s2

对于制动过程有mg－F3＝ma3

解得a3＝2m/s2

（2）电梯匀速运动的速度v＝a1t1＝2m/s

从图中读得，电梯匀速上升的时间t2＝26s

电梯减速运动的时间t3＝1s

所以总位移x＝vt2＋

（t1＋t3）＝54m

层高h＝

＝3m

答案：

（1）2m/s2　2m/s2　

（2）3m

15、 

（1）9.6m/s2　

（2）3000m