高考物理計(jì)算題復(fù)習(xí)《超重和失重》（解析版）

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)《超重和失重》一、計(jì)算題2003年，中國(guó)成為世界上第三個(gè)用飛船載人到太空的國(guó)家，并在2005年執(zhí)行搭載兩位宇航員的航天任務(wù)，圖為飛船升空過程．在飛船加速過程中，宇航員處于超重狀態(tài)．人們把這種狀態(tài)下宇航員對(duì)座椅的壓力與靜止在地球表面時(shí)所受重力的比值，稱為耐受力值，用k表示．在選拔宇航員時(shí)，要求其耐受力值為4≤k≤12.若某次宇宙飛船執(zhí)行任務(wù)過程中，在飛船起飛階段宇航員的耐受力值k1=4.2，而飛船重返大氣層階段飛船以a2=5.2m/s2的加速度豎直向下減速運(yùn)動(dòng)．設(shè)宇航員質(zhì)量m=75kg，求：

(1)飛船起飛階段加速度a1的大??；

質(zhì)量為50?kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，如圖所示，求：(g取10?m/s2)(1)當(dāng)升降機(jī)以2m/s(2)若該體重計(jì)能承受的最大壓力為2000N，則升降機(jī)向上加速時(shí)的最大加速度多大？

一個(gè)質(zhì)量為50kg的人，站在豎直向上運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)底板上．他看到升降機(jī)上掛著一個(gè)帶有重物的彈簧測(cè)力計(jì)，其示數(shù)為40N，如圖所示，該重物的質(zhì)量為5kg，這時(shí)人對(duì)升降機(jī)底板的壓力是多大？(g取10m/s2)

一個(gè)質(zhì)量為70kg的人乘電梯豎直向上運(yùn)行，如圖為電梯的速度?時(shí)間圖象。(g

取10m/s2)求：

(1)電梯在0?6s內(nèi)上升的高度。

(2)在0?2s，2s?5s，5s?6s

一個(gè)質(zhì)量是60kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一個(gè)彈簧秤，彈簧秤下面掛著一個(gè)質(zhì)量為m=5kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，他看到彈簧秤的示數(shù)為40N，g取10m/s2，求：

(1)此時(shí)升降機(jī)的加速度的大小；

(2)此時(shí)人對(duì)地板的壓力．

在電梯中，把一重物置于臺(tái)秤上，臺(tái)秤與力的傳感器相連，當(dāng)電梯從靜止加速上升，然后又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，最后停止運(yùn)動(dòng)；傳感器的屏幕上顯示出其受的壓力與時(shí)間的關(guān)系(N?t)圖象，如圖所示，則

(1)電梯在哪段時(shí)間內(nèi)加速上升，此過程中重物處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)？為什么？

(2)電梯的最大加速度是多大？(取g=10m/s

如圖所示，質(zhì)量M=60kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一只彈簧測(cè)力計(jì)(圖中簡(jiǎn)畫為彈簧)，測(cè)力計(jì)下掛著一個(gè)質(zhì)量m=1.0kg的物體A.在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的某段時(shí)間內(nèi)，人看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6.0N.取g=10m/s2。

(1)求此時(shí)升降機(jī)加速度的大小和方向；

(2)求此時(shí)人對(duì)地板的壓力大??；

(3)請(qǐng)你判斷此時(shí)升降機(jī)在向上運(yùn)動(dòng)還是在向下運(yùn)動(dòng)，升降機(jī)處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)。

質(zhì)量是60kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上(g取10m/s2)，求：

(1)升降機(jī)勻速上升時(shí)體重計(jì)的讀數(shù)；

(2)升降機(jī)以4m/s2的加速度勻加速上升時(shí)體重計(jì)的讀數(shù)；

(3)當(dāng)體重計(jì)的讀數(shù)是420N時(shí)，判斷升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況．

質(zhì)量是60?kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，如圖所示．重力加速度g取10?m/s2，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，求體重計(jì)的示數(shù)．(1)勻速上升；(2)以4?m/s(3)以5?m/s2的加速度加速下降．

質(zhì)量為60?kg的人，站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)是多少？(g=10?m/s(1)升降機(jī)勻速上升，(2)升降機(jī)以4?m/s(3)升降機(jī)以5?m/s2的加速度加速下降．

如圖所示，在托盤測(cè)力計(jì)的托盤內(nèi)固定一個(gè)傾角為30°的光滑斜面，現(xiàn)將一個(gè)重4N的物體放在斜面上，讓它自由滑下，求物體下滑的過程中托盤測(cè)力計(jì)的讀數(shù)？

一個(gè)質(zhì)量是50?kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一個(gè)彈簧秤，彈簧秤下面掛著一個(gè)質(zhì)量為m=5?kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，他看到彈簧秤的示數(shù)為40?N，g取10?m/s2，求此時(shí)人對(duì)地板的壓力。

將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個(gè)矩形的箱中，如圖所示，在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運(yùn)動(dòng)，金屬塊始終沒有離開上頂板．當(dāng)箱以a=2.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，上頂板的壓力顯示壓力為6.0N，下底板的壓力傳感器顯示的壓力為10.0N.(g=10m/s2)

(1)金屬塊的重力多大？

(2)若上頂板壓力傳感器的示數(shù)是下底板壓力傳感器的示數(shù)的0.4倍，試求箱的加速度大小和方向．

(3)要使上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零，箱沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的情況可能是怎樣的？

如圖所示，質(zhì)量M=60?kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一只彈簧測(cè)力計(jì)(圖中簡(jiǎn)畫為彈簧)，測(cè)力計(jì)下掛著一個(gè)質(zhì)量m=1.0?kg的物體A。在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的某段時(shí)間內(nèi)，人看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6.0?N。取g=10?m/s2。

(1)求此時(shí)升降機(jī)加速度的大小和方向；

(2)求此時(shí)人對(duì)地板的壓力大??；

(3)請(qǐng)你判斷此時(shí)升降機(jī)在向上運(yùn)動(dòng)還是在向下運(yùn)動(dòng)，升降機(jī)處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)。

某人在地面上最多能舉起質(zhì)量為80kg的重物，當(dāng)此人站在以a=10m/s2的加速度加速上升的升降機(jī)中時(shí)，又最多能舉起質(zhì)量為多少千克的重物？(取g=10m/s2)

小明用臺(tái)秤研究人在升降電梯中的超重與失重現(xiàn)象.他在地面上用臺(tái)秤稱得其體重為500?N，再將臺(tái)秤移至電梯內(nèi)稱其體重，電梯從t=0時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)到t=11?s時(shí)停止，得到臺(tái)秤的示數(shù)F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，g取10?m/s2.求：(1)小明在0～2?s內(nèi)加速度a1(2)在10～11?s內(nèi)，臺(tái)秤的示數(shù)F3(3)小明運(yùn)動(dòng)的總位移

“蹦極跳”是一種能獲得強(qiáng)烈失重、超重感覺的非?！按碳ぁ钡捏@險(xiǎn)娛樂項(xiàng)目．人處在離溝底水面上方二十多層樓的高處(或懸崖上)，用橡皮彈性繩拴住身體，讓人頭下腳上自由下落，落到一定位置時(shí)彈性繩拉緊．設(shè)人體立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，到接近水面時(shí)剛好減速為零，然后再反彈．已知某“勇敢者”頭戴重為45?N的安全帽，開始下落時(shí)的高度為75?m，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)使人落到離水面30?m時(shí)，彈性繩才繃緊．不計(jì)空氣阻力，則：(1)當(dāng)他落到離水面高50?m位置時(shí)戴著的安全帽對(duì)人的頭頂?shù)膹椓槎嗌伲?2)當(dāng)他落到離水面20?m的位置時(shí)，則其頸部要用多大的力才能拉住安全帽？(取g=10?m/s2)

一個(gè)質(zhì)量是50kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一個(gè)彈簧秤，彈簧秤下面掛著一個(gè)質(zhì)量為m=5kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，他看到彈簧秤的示數(shù)為40N，g取10m/s2

在一個(gè)電梯中用彈簧秤下掛一物體，當(dāng)電梯勻速上升時(shí)彈簧秤的示數(shù)為80N。

(1)當(dāng)電梯加速下降時(shí)彈簧秤的示數(shù)為60N，求電梯的加速度。(2)若這個(gè)電梯以同樣大小的加速度上升，電梯中彈簧秤的示數(shù)又是多少?

為了使航天員能適應(yīng)在失重環(huán)境下的工作和生活，國(guó)家航天局組織對(duì)航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練。需要?jiǎng)?chuàng)造一種失重環(huán)境；航天員乘坐訓(xùn)練機(jī)后，訓(xùn)練機(jī)總重5×104kg，以200m/s速度沿30°傾角爬升到7000m高空后飛機(jī)向上拉起，沿豎直方向以200m/s的初速度向上作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻減速的加速度為g，當(dāng)飛機(jī)到最高點(diǎn)后立即掉頭向下，仍沿豎直方向以加速度為g加速運(yùn)動(dòng)，在此段時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造出完全失重，當(dāng)飛機(jī)離地2000m高時(shí)為了安全必須拉起，后又可一次次重復(fù)為航天員失重訓(xùn)練。每次飛機(jī)速度達(dá)到350m/s時(shí)必須終止失重訓(xùn)練(否則飛機(jī)可能失速)。求：飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間是多少？

一個(gè)質(zhì)量為50kg的人，站在豎直向上運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)地板上，他看到升降機(jī)上掛著重物的彈簧秤上示數(shù)為40N，已知重物質(zhì)量為5kg，g取10m/s2，這時(shí)，人對(duì)升降機(jī)地板的壓力是多少？

某人在地面上最多能舉起m1=60kg的物體，在一個(gè)加速下降的電梯里最多能舉起m2=80kg的物體．取g=10m/s2.求：

(1)此電梯的加速度；

(2)若電梯以(1)中加速度大小加速上升，則此人在電梯里最多能舉起多大質(zhì)量的物體？

質(zhì)量是60kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，如圖所示。重力加速度g取10m/s2，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，求體重計(jì)的示數(shù)。

(1)勻速上升；

(2)以4m/s2的加速度加速上升；

(3)以5m/s2的加速度加速下降。

“蹦極跳”是一種能獲得強(qiáng)烈失重、超重感覺的非?！按碳ぁ钡捏@險(xiǎn)娛樂項(xiàng)目．人處在離溝底水面上方二十多層樓的高處(或懸崖上)，用橡皮彈性繩拴住身體，讓人頭下腳上自由下落，落到一定位置時(shí)彈性繩拉緊．設(shè)人體立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，到接近水面時(shí)剛好減速為零，然后再反彈．已知某“勇敢者”頭戴重為45?N的安全帽，開始下落時(shí)的高度為75?m，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)使人落到離水面30?m時(shí)，彈性繩才繃緊．不計(jì)空氣阻力，則：(1)當(dāng)他落到離水面高50?m位置時(shí)戴著的安全帽對(duì)人的頭頂?shù)膹椓槎嗌伲?2)當(dāng)他落到離水面20?m的位置時(shí)，則其頸部要用多大的力才能拉住安全帽？(取g=10?m/s2)

一個(gè)質(zhì)量是50?kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一個(gè)彈簧秤，彈簧秤下面掛著一個(gè)質(zhì)量為m=5?kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，他看到彈簧秤的示數(shù)為40?N，g取10?m/s2，求

(2)若某時(shí)刻發(fā)現(xiàn)彈簧秤的示數(shù)為70N，則電梯可能是如何運(yùn)動(dòng)的．

答案和解析1.【答案】解：

(1)飛船起飛階段，由k1=N1mg=4.2，得到N1=4.2mg.宇航員與飛船加速度相同，起飛時(shí)宇航員受力如圖1：重力mg、支持力N1．

根據(jù)牛頓第二定律，取豎直向上為正方向，

有：N1?mg=ma1

代入數(shù)據(jù)，解得：a1=32

m/s2

(2)飛船返回大氣層時(shí)，宇航員受力如圖2：重力mg、支持力N2．

根據(jù)牛頓第二定律，取豎直向上為正方向，

有：N2?mg=ma2【解析】(1)飛船起飛階段宇航員的耐受力值k1=4.2，說明宇航員對(duì)座椅的壓力是重力的4.2倍，根據(jù)牛頓第三定律，座椅對(duì)宇航員的支持力也為4.2mg.以宇航員為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律求解飛船起飛階段加速度a1的大?。?/p>

(2)以宇航員為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律求出宇航員受到的支持力，算出耐受力值k2．

本題文字材料很長(zhǎng)，要抓住有用信息，讀懂耐受力值的含義，再由牛頓定律就能正確求解，比較容易．

2.【答案】解：(1)對(duì)人受力分析：受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，取豎直向下為正方向，由牛頓第二定律得：mg?FN1=ma

代入數(shù)據(jù)得，F(xiàn)N1=400N

由牛頓第三定律得，F(xiàn)/N1=FN=400N?mg

人處于失重狀態(tài)

(2)取豎直向上為正方向

由牛頓第二定律得：

FN2?mg=ma

【解析】本題主要考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用?超重和失重。

(1)根據(jù)題意由牛頓第二定律求出體重計(jì)對(duì)人的作用力，然后由牛頓第三定律求出人對(duì)體重計(jì)的作用力，從而判斷人處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)；

(2)若該體重計(jì)能承受的最大壓力為2000N，由牛頓第二定律得升降機(jī)向上加速時(shí)的最大加速度。

3.【答案】解：設(shè)彈簧秤示數(shù)為F，重物質(zhì)量為m，對(duì)物體應(yīng)用牛頓第二定律得：

mg?F=ma

解得：a=g?Fm=(10?405)m/s2=2m/s2，方向豎直向下

設(shè)人質(zhì)量為M，地板對(duì)人的支持力為FN，對(duì)人利用牛頓第二定律得：

Mg?FN【解析】先以重物為研究對(duì)象，根據(jù)重物對(duì)彈簧秤的拉力的大小和本身的重力的關(guān)系，由牛頓第二定律可以求得升降機(jī)的加速度的大小，再對(duì)人受力分析，由牛頓第二定律即可求得人受到的支持力的大小，從而知道人對(duì)升降機(jī)地板的壓力．

對(duì)重物和人分別應(yīng)用牛頓第二定律即可求出結(jié)論，需要注意的是題目中要求的是人對(duì)升降機(jī)地板的壓力，最后要根據(jù)牛頓第三定律來求得人對(duì)升降機(jī)地板的壓力．

4.【答案】解：(1)由圖象可知，電梯在0?6s內(nèi)上升的高度：X=3+62×2m=9m

(2)0?2s內(nèi)的加速度：a1=2?02m/s2=1m/s2

由牛頓定律：F1?mg=ma1

解得F1=770N

由牛頓第三定律可知壓力為770N

2s?5s內(nèi)，F(xiàn)2=mg

則F2=700N

由牛頓第三定律可知壓力為700N

5s?6s內(nèi)，a3=0?21m/s2=?2m/s2

由牛頓第二定律：F3?mg=m【解析】(1)明確v?t圖象的性質(zhì)，根據(jù)圖象與時(shí)間軸所圍成的面積可求得電梯上升的高度；

(2)根據(jù)圖象求出各時(shí)間段內(nèi)的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律可求得支持力大小。

求解位移有多種方法，可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分別求出三段位移，也可以直接根據(jù)圖象的面積求解，要能靈活選擇方法，關(guān)鍵是對(duì)每種方法都要熟悉，才能選擇較為簡(jiǎn)潔的方法；人對(duì)地面的壓力關(guān)鍵要求出加速度，對(duì)物體受力分析后運(yùn)用牛頓第二定律求解。

5.【答案】解：(1)彈簧秤的示數(shù)大小等于彈簧秤對(duì)物體的拉力T，對(duì)物體由牛頓第二定律可得：

T?mg=ma

解得：a=T?mgm=40?5×105m/s2=?2m/s2

物體加速度等于升降機(jī)加速度，故升降機(jī)加速度大小為2m/s2.方向豎直向下．

(2)升降機(jī)的加速度等于人的加速度，設(shè)地板對(duì)人的支持力為N，對(duì)人由牛頓第二定律可得：

N?Mg=Ma

解得：

N=Mg+Ma=60×10+60×(?2)=480N．

由牛頓第三定律可得人對(duì)地板的壓力為480【解析】(1)彈簧秤的示數(shù)大小等于彈簧秤對(duì)物體的拉力，由牛頓第二定律可得升降機(jī)的加速度．

(2)升降機(jī)的加速度等于人的加速度，由牛頓第二定律可得地板對(duì)人的支持力，由牛頓第三定律可得人對(duì)地板的壓力．

本題主要是訓(xùn)練超重失重的處理，知道一般都用牛頓第二定律列示解答．注意其加速度的方向是重點(diǎn)．

6.【答案】解：(1)因?yàn)橹匚镒鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)臺(tái)秤的壓力等于重力，由圖可知，G=30N

電梯在0～4s內(nèi)加速上升，重物在0～4s內(nèi)處于超重狀態(tài)，因?yàn)樵?～4s內(nèi)，重物對(duì)臺(tái)秤的壓力大于重力

(2)重物的質(zhì)量m=Gg=3010=3kg因?yàn)橹匚飳?duì)臺(tái)秤的壓力與臺(tái)秤對(duì)重物的支持力是作用力與反作用力

所以，重物所受的支持力的最大值Nm=50N因?yàn)楫?dāng)Nm=50N時(shí)，重物處于超重狀態(tài)

所以，N?G=ma所以，a=N?Gm=50?303=203m/s2

重物所受的支持力的最小值Nmin=10N因?yàn)楫?dāng)Nmin=10N時(shí)，重物處于失重狀態(tài)【解析】欲求物體的重力要從圖象中找到勻速的時(shí)間段，利用共點(diǎn)力平衡的條件得到重力．且重力不變，變化的是視重．利用牛頓第二定律求最大加速度，首先從圖象上找到最大合外力．

這是一道考查超、失重現(xiàn)象和本質(zhì)以及牛頓第二定律計(jì)算加速度的題目，關(guān)鍵是從圖象中找到最大的合外力，是一道基礎(chǔ)題．

7.【答案】解：(1)以物體A為研究對(duì)象，它受到豎直向下的重力mg、豎直向上的拉力F作用，根據(jù)牛頓第二定律得：

mg?F=ma

代入數(shù)據(jù)解得升降機(jī)的加速度大小a=4.0m/s2，方向豎直向下。

(2)以人為研究對(duì)象，它受到豎直向下的重力Mg、豎直向上的支持力N作用，根據(jù)牛頓第二定律有：

Mg?N=Ma

代入數(shù)據(jù)，解得：

N=360N

根據(jù)牛頓第三定律，此時(shí)人對(duì)地板的壓力大小為360N。

(3)升降機(jī)可能在向上運(yùn)動(dòng)，也可能在向下運(yùn)動(dòng)。升降機(jī)處于失重狀態(tài)。

答：(1)升降機(jī)加速度的大小為4.0m/s2，方向豎直向下。

(2)此時(shí)人對(duì)地板的壓力大小為360N?！窘馕觥?1)升降機(jī)與A具有相同的加速度，對(duì)A分析，根據(jù)牛頓第二定律求出A的加速度大小和方向，從而得出升降機(jī)的加速度大小和方向。

(2)隔離對(duì)人分析，根據(jù)牛頓第二定律求出支持力的大小，從而得出人對(duì)地板的壓力大小。

(3)根據(jù)加速度的分析判斷超失重。

本題考查了牛頓第二定律的基本運(yùn)用，解決本題的關(guān)鍵知道當(dāng)加速度向下時(shí)物體失重，加速度向上時(shí)物體超重；發(fā)生失重或超重時(shí)速度方向不能確定。

8.【答案】解：(1)升降機(jī)勻速上升，受力平衡，則FN=mg=600N

(2)升降機(jī)加速上升，加速度方向向上，支持力大于重力

根據(jù)牛頓第二定律得：

FN1?mg=ma1

FN1=m(g+a1)=840N

(3)當(dāng)體重計(jì)的讀數(shù)是420N時(shí)，小于600N，人處于失重狀態(tài)，則升降機(jī)加速下降，加速度方向向下

根據(jù)牛頓第二定律得：

mg?FN2=ma2

a2=mg?FN2m=60×10?42060=3m/s2

升降機(jī)以【解析】(1)體重計(jì)的讀數(shù)等于升降機(jī)對(duì)人的支持力的大?。?/p>

(2)升降機(jī)勻速上升時(shí)，人受力平衡，支持力等于重力；

(3)當(dāng)升降機(jī)以不同的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，可根據(jù)牛頓第二定律求解．

該題是牛頓第二定律的直接應(yīng)用，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．

9.【答案】解：(1)勻速上升時(shí)a=0，則有

FN?mg=0

得FN=mg=600?N

據(jù)牛頓第三定律知FN=600?N

(2)勻加速上升，a向上，取向上為正方向，則有

FN?mg=ma

得FN=m(g+a)=60×(10+4)N=840?N

據(jù)牛頓第三定律知FN=840?N【解析】以人為研究對(duì)象受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程，另外由牛頓第三定律知，人受到的支持力與人對(duì)秤的壓力大小相等，所以體重計(jì)的讀數(shù)即為支持力的大小。

臺(tái)秤受到的壓力大小為臺(tái)秤的讀數(shù)，所以在解決本題時(shí)要先求出臺(tái)秤對(duì)人的支持力，然后由牛頓第三定律得出臺(tái)秤的讀數(shù)。

10.【答案】解：(1)升降機(jī)勻速上升時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)F1=G=mg=600N

(2)當(dāng)升降機(jī)以4m/s2的加速度勻加速上升時(shí)，以人為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得：F2?mg=ma1

代入解得：F2=840N

由牛頓第三定律得到人對(duì)體重計(jì)的壓力大小等于F2=840N，即體重計(jì)的讀數(shù)為840N(3)【解析】本題是運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律研究超重和失重現(xiàn)象，可以定性分析與定量計(jì)算結(jié)合研究。

(1)體重計(jì)的讀數(shù)顯示人對(duì)體重計(jì)的壓力大?。禉C(jī)勻速上升，體重計(jì)的讀數(shù)等于人的重力；

(2)以人為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律求出體重計(jì)對(duì)人的支持力，再由牛頓第三定律分析人對(duì)體重計(jì)的壓力大小；

(3)同理，以人為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律求出體重計(jì)對(duì)人的支持力，再由牛頓第三定律分析人對(duì)體重計(jì)的壓力大小。

11.【答案】3N

【解析】略

12.【答案】解：

對(duì)物體列牛頓第二定律方程：mg?N=ma，解得其向下的加速度大小為：a=2m/s2，對(duì)人列牛頓第二定律方程可得：Mg?FN=Ma，解得此時(shí)地板對(duì)人的支持力為：F【解析】略

13.【答案】解：(1)由牛頓第二定律知：

N下?mg?N上=ma

其中a=?2.0m/s2

代入數(shù)據(jù)解得：m=0.5Kg，所以重力為mg=5N

(2)選向上為正，設(shè)下底板壓力為N，則上底板壓力為0.4N：

N?0.4N?mg=ma

解得：a=0.6N?mgm=0.6×10?50.5=2.0m/s2

方向豎直向上

(3)當(dāng)上頂板示數(shù)為零，恰好沒有離開上板，知下面?zhèn)鞲衅鞯氖緮?shù)仍然為10N，由牛頓第二定律知

N?mg=ma′

解得a′=10?5【解析】對(duì)m分析，根據(jù)牛頓第二定律求出m的質(zhì)量，當(dāng)上項(xiàng)板傳感器的示數(shù)是下底板傳感器的示數(shù)的一半，由于下面?zhèn)鞲衅魇緮?shù)不變，根據(jù)牛頓第二定律求出金屬塊的加速度，從而判斷出箱子的運(yùn)動(dòng)情況．當(dāng)上頂板示數(shù)為零，恰好沒有離開上板，知下面?zhèn)鞲衅鞯氖緮?shù)仍然為10N，結(jié)合牛頓第二定律求出金屬塊的加速度，從而判斷出箱子的運(yùn)動(dòng)情況．

金屬塊與箱子具有相同的加速度，解決本題的關(guān)鍵對(duì)金屬塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解．

14.【答案】解：(1)取豎直向下為正方向，物體A為研究對(duì)象，它受到豎直向下的重力mg、豎直向上的拉力F作用，設(shè)升降機(jī)的加速度大小為a，

根據(jù)牛頓第二定律有mg?F=ma

代入數(shù)據(jù)解得

a=4.0?m/s2，加速度方向豎直向下；

(2)以人為研究對(duì)象，它受到豎直向下的重力Mg、豎直向上的支持力N作用，

同理有Mg?N=Ma

代入數(shù)據(jù)解得：N=360?N

根據(jù)牛頓第三定律，此時(shí)人對(duì)地板的壓力大小為360?N；

(3)【解析】求出加速度是本題的關(guān)鍵，熟練掌握牛頓第二定律是求解的關(guān)鍵。

(1)由彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)結(jié)合牛頓第二定律可求出升降機(jī)的加速度；

(2)取人為研究對(duì)象，由牛頓第二定律求出支持力后結(jié)合牛頓第三定律求壓力大??；

(3)因?yàn)樯禉C(jī)在豎直方向運(yùn)動(dòng)，所以對(duì)應(yīng)兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

15.【答案】解：設(shè)此人的最大舉力為F，由題意得：

F=mg=800N

①

設(shè)此人在升降機(jī)中最多能舉起質(zhì)量為m’千克的重物，根據(jù)牛頓對(duì)大定律得：

F?m′g=m′a

②

聯(lián)立①、②式并代入數(shù)據(jù)解得：

m′=40kg

答：最多能舉起質(zhì)量為40千克的重物．

【解析】根據(jù)人在地面上最多能舉起質(zhì)量為80kg的物體，計(jì)算出人最大的舉力．由牛頓第二定律求出人變速運(yùn)動(dòng)的電梯中能舉起的物體的最大質(zhì)量．

本題是應(yīng)用牛頓第二定律研究超重和失重的問題，關(guān)鍵抓住人的最大舉力是一定的．

16.【答案】解：(1)由圖象可知，在0～2s內(nèi)，臺(tái)秤對(duì)小明的支持力為：F1=450N

由牛頓第二定律定律有：mg?F1=ma1

解得：a1=1m/s2

加速度方向豎直向下，故小明處于失重狀態(tài)；

(2)設(shè)在10s～11s內(nèi)小明的加速度為a3，時(shí)間為t3，0～2s的時(shí)間為t1，則a1t1=a3t3

解得：a3=2m/s2【解析】本題關(guān)鍵是明確電梯的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式多次列方程后聯(lián)立求解。

(1)前2秒由靜到動(dòng)是加速，但從圖象可以看出是失重，故是加速下降；

(2)電梯前2秒加速下降，2～10秒勻速下降，10～11s是減速下降；先求解2s時(shí)速度，然后求解最后1s的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求解彈力；

(3)分加加速、勻速、減速三段求解位移，最后相加得到總位移。

17.【答案】解：

(1)由題意可知，人在離水面50m左右位置時(shí)，正做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，故安全帽對(duì)頭不無彈力作用，故頭感覺不到安全帽的作用力，彈力為0；

(2)人下落到離水面30m處時(shí)，已經(jīng)自由下落：h1=75?m?30?m=45?m，此時(shí)由位移速度公式可得其速度為：v1=2gh1=30m/s，又勻減速運(yùn)動(dòng)距離為：h2=30m，設(shè)人做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由0?v12=2a【解析】本題主要考查牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合應(yīng)用，難度不大。

(1)由完全失重負(fù)特點(diǎn)得解；

(2)解得自由落體末的速度，再由速度位移公式解得減速過程的加速度，對(duì)安全帽受力分析，由牛頓第二定律結(jié)合牛頓第三定律得解。

18.【答案】解：根據(jù)物體A的受力，由牛頓第二定律有：mg?F=ma，知加速度為：a=mg?Fm=50?405m/s2=2m/s2，方向向下【解析】本題主要是訓(xùn)練超重失重的處理，知道一般都用牛頓第二定律列式解答．關(guān)鍵要靈活選擇研究。先對(duì)A研究，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度．人的加速度等于A的加速度，再對(duì)人研究，由牛頓第二定律可得地板對(duì)人的支持力，由牛頓第三定律可得人對(duì)地板的壓力。

19.【答案】解：(1)物體隨電梯勻速時(shí)，由平衡條件：

mg=F1

物體隨電梯加速下降shi時(shí)，由牛頓第二定律：

mg?F2=ma

聯(lián)立知，加速度a=2.5m/s2，方向豎直向下

(2)【解析】略

20.【答案】解：上升時(shí)間t上=v0g=20010s=20s

上升高度h上=v【解析】解決本題的關(guān)鍵是分析清楚飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，然后對(duì)其運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式計(jì)算，注意判定速度與高度限制誰(shuí)先達(dá)到是關(guān)鍵。

飛機(jī)先以加速度g減速上升，再以加速度g加速下降，判斷速度達(dá)到350m/s則結(jié)束訓(xùn)練周期，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式計(jì)算即可。

21.【答案】解：根據(jù)牛頓第二定律得重物的加速度為：a=mg?Fm=50?405m/s2=2m/s2，方向向下。

對(duì)人分析，根據(jù)牛頓第二定律得：Mg?N=Ma，

解得：N=Mg?Ma=50×(10?2)N=400N，【解析】人和重物具有相同的加速度，對(duì)重物分析，根據(jù)牛頓第二定律求出重物的加速度。隔離對(duì)人分析，根據(jù)牛頓第二定律求出支持力的大小，從而得出人對(duì)地板的壓力。

本題考查了牛頓第二定律的基本運(yùn)用，知道人、重物、升降機(jī)具有相同的加速度，能分別對(duì)人和物由動(dòng)能定理列式即可求解。

22.【答案】解：(1)電梯加速下降設(shè)加速度為a，

在地面舉起物體質(zhì)量為m0，在下降電梯舉起物體質(zhì)量為m1

則由牛頓第二定律：m1g?m0g=m1a

解得：a=m1g?m0gm1=80×10?60×1080m/s【解析】(1)無論在超重還是失重情況下，人所能承受的最大壓力就等于人在地面上最多能舉起的物體重力．由此可由牛頓第二定律解得加速下降電梯的加速度；

(2)同樣，由牛頓第二定律可以解得在加速上升電梯最多能舉起的物體質(zhì)量．

本題重點(diǎn)是明確：無論在超重還是失重情況下，人所能承受的最大壓力就等于人在地面上最多能舉起的物體重力．

23.【答案】解：(1)升降機(jī)勻速上升，受力平衡，則FN=mg=600N

(2)升降機(jī)加