高中物理人教必修一4.6 超重和失重练习解析版

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1、4.6超重和失重 同步练习一、选择题1.下列说法中正确的是()A只有正在向上运动的物体,才有可能处于超重状态B超重就是物体所受的重力增大C物体处于超重状态时,地球对它的引力变大D超重时物体所受的重力不变【答案】D【解析】只要物体加速度方向向上,物体就处于超重状态,物体也可能向下做减速运动,故A错误超重时物体的重力不变,地球对物体的吸引力也不变,故B、C错误,D正确2、.(多选)在升降机内,一人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,则下列判断可能正确的是(g取10 m/s2) ()来源:Zxxk.ComA升降机以8 m/s2的加速度加速上升B升降机以2 m/s2的加速度加速下降C升降机以2 m

2、/s2的加速度减速上升D升降机以8 m/s2的加速度减速下降【答案】BC【解析】人发现体重减轻,说明人处于失重状态,加速度向下,由mgNma,N80%mg,故a0.2 g2 m/s2,方向向下升降机可能加速下降,也可能减速上升,故B、C正确3. 如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力)下列说法正确的是()A在上升和下降过程中A对B的压力一定为零来源:学科网ZXXKB上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力【答案】A【解析】以A、B作为整体,上升过程只受重力作用,所以系统

3、的加速度为g,方向竖直向下,故系统处于完全失重状态,A、B之间无弹力作用,A正确,B错误下降过程,A、B仍是处于完全失重状态,A、B之间也无弹力作用,C、D错误4(多选)一兴趣小组做了一次实验,实验时让某同学从桌子上跳下,自由下落H后双脚触地,他顺势弯曲双腿,他的重心又下降了h后停住,利用传感器和计算机显示该同学受到地面的支持力F随时间变化的图象如图所示。根据图象提供的信息,以下判断正确的是()A 在0至t2时间内该同学处于失重状态B t2时刻该同学的加速度为零C t3时刻该同学的速度达到最大D 在t3至t4时间内该同学处于超重状态【答案】ABD【解析】在0到t2时间内,支持力的大小小于重力,

4、加速度方向向下,所以该同学处于失重状态,A正确;在t2时刻,支持力的大小等于重力,加速度为0,速度达到最大,B正确,C错误;在t3到t4时间内,支持力的大小大于重力,加速度方向向上,所以该同学处于超重状态,D正确;故选项ABD.5、下列关于超重、失重现象的说法正确的是()A 汽车驶过拱形桥顶端时处于失重状态,此时质量没变,重力减小了B 荡秋千的小孩通过最低点时处于失重状态,此时拉力小于重力C 宇航员在飞船内处于完全失重状态,而正在进行太空行走的宇航员在飞船外则处于平衡状态D 电梯加速上升时,电梯中的人处于超重状态,受到的支持力大于重力【答案】D【解析】A、汽车驶过拱形桥顶端时有竖直向下的加速度

5、,处于失重状态,此时质量没变,重力不变,故A错误;B、荡秋千时秋千摆到最低位置时,加速度方向向上,故人处于超重状态,故B错误;C、无论宇航员在舱内或是在舱外,都随着飞船一起做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,所以不是处于平衡状态,故C错误;D、电梯加速上升时,加速度向上,处在电梯中的人处于超重状态,受到的支持力大于重力,故D正确;故选D。6、实验小组利用DS系统,观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验,某次实验得到电梯内一物体的v-t图象如图所示,取竖直向上为正方向,下列说法错误的是A 物体在前38内的位移约为2.3mB 在0t3s这段时间内,电梯内的物体处于超重状态C 在3st8s这段

6、时间内,电梯内物体的速度和加速度都在减小D 在3st8s这段时间内,电梯内的物体受到的支持力小于重力【答案】C【解析】由图可知,图中一个小方格代表的位移为0.1m,则在前3s内图像包含的面积约为23个小格,可知位移约为2.3m,选项A正确;图像的斜率等于加速度,可知在0t3s这段时间内,加速度向上,则电梯内的物体处于超重状态,选项B正确;在3st8s这段时间内,电梯内物体的速度在减小,加速度先增大后减小,选项C错误; 在3st8s这段时间内,电梯的加速度向下,处于失重状态,则电梯内的物体受到的支持力小于重力,选项D正确;此题选择不正确的选项,故选C.7、撑杆跳是一种田径运动项目。在这项比赛中,

7、运动员双手握住一根特制的杆子,经过快速助跑后,借助杆撑地的反弹力量,使身体腾起,跃过横杆。现忽略空气阻力,关于运动员撑杆跳的过程,下列说法正确的是A 运动员起跳后的上升阶段,运动员始终处于超重状态B 运动员起跳后的上升阶段,杆对运动员的支持力始终等于运动员对杆的压力C 运动员起跳后的上升阶段,杆对运动员的支持力与运动员对杆的压力是一对平衡力D 运动员起跳后的上升阶段,杆对运动员的作用力可能小于运动员对杆的作用力【答案】B【解析】在运动员起跳上升阶段,运动员开始时向上做加速运动,随后向上做减速运动,所以运动员开始时处于超重状态,上升的最后阶段处于失重状态,故A错误;运动员起跳后的上升阶段,杆对运

8、动员的支持力与运动员对杆的压力是一对作用力与反作用力,大小相等,故B正确,CD错误。所以B正确,ACD错误。8、在2018年印尼雅加选亚运会上,中国撑杆跳运动员李玲获得撑杆跳金牌,图为她在比赛中的几个画面。下列说法中正确的是( )A 她在助跑过程中,一定做匀加速直线运动B 她在上升过程中,处于失重状态来源:学#科#网C 她在下落过程中,处于失重状态D 她过晟高点时的速度为零【答案】C【解析】她在助跑过程中,不一定做匀加速直线运动,选项A错误;她在上升过程中,先加速后减速,先超重后失重,选项B错误;她在下落过程中,加速度向下,处于失重状态,选项C正确; 她过最高点时的还有水平速度,则速度不为零,

9、选项D错误;故选C.9将货物由静止竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v-t图象如图所示以下判断正确的是( )A 前3 s内货物加速上升,加速度为2m/s2,物体是失重状态B 前3 s内与最后2 s内货物的平均速度大小相等,方向相反C 第5s末到第7s末内货物只受重力作用,完全失重D 第3 s末至第5 s末的过程中,货物匀速上升处于平衡状态【答案】D【解析】前3s内货物做匀加速直线运动,加速度为,加速度的方向向上,物体是超重状态。故A错误。前3s内的平均速度,后2s内的平均速度,两段时间内的平均速度大小相同,方向也相同。故B错误;第5s末到第7s末内物体的加速度:,绳子对物体的拉力为

10、:F=mg-ma=m(g-a)=7m,可知绳子的拉力不为0故C错误;第3s末至第5s末,货物做匀速直线运动,货物匀速上升处于平衡状态。故D正确。故选D。10、某同学站在电梯底板上,如图所示的v-t图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)。根据图像提供的信息,可以判断下列说法中正确的是A 在020s内,电梯向上运动,该同学处于超重状态B 在05s内,电梯在加速上升,该同学处于失重状态C 在5s10s内,电梯处于静止状态,该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力D 在10s20s内,电梯在减速上升,该同学处于失重状态【答案】D【解析】图像的斜率表示加速度,故05s内斜率为

11、正,加速度为正,方向向上,处于超重状态,速度为正,即电梯向上加速运动;在510s过程中,电梯匀速,该同学加速度为零,该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力,处于正常状态;1020s过程中,斜率为负,速度为正,即电梯向上做减速运动,加速度向下,处于失重状态,D正确二、计算题11(12分)一个质量为m =40 kg的小孩站在电梯内的体重计上,电梯从t=0时刻由静止开始上升,t=6S时刚好停止运动,在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试求:在这段时间内电梯上升的高度是多少?取重力加速度g=10 m/s2。【答案】9m【解析】试题分析:选取小孩为研究对象,地面为参考系,小孩受到重力和体重计对小孩的

12、弹力,如图所示.小孩的运动分为三个阶段.在02s内以加速度a1向上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得,加速度a1=1(m/s2)根据匀变速直线运动公式可得,第一阶段位移s1=1/2a1t12=1/2122=2(m)第一阶段末速度v1=a1t1=12=2(m/s)2s5s内向上以速度v1做匀速直线运动,根据匀速直线运动公式可得,第二阶段位移 s2=v1t2=23=6(m)在5s6s内以加速度a2向上做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律可得,加速度a2= =2(m/s2)设从速度v1减速为0的时间为t3,根据匀变速直线运动公式可得t3=1(s)则可判断小孩子在第6s末速度为0,第三阶段位移s3=

13、v1t3-1/2a2t32=21-1/2212=1(m)则在这段时间内小孩上升的高度,即电梯上升的高度s=s1+s2+s3=2+6+1=9(m)12质量是60kg的人站在升降机中的体重计上如图所示,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少? 处于什么状态? (g=10ms2)(1)升降机匀速上升;(2)升降机以4ms2的加速度上升;(3)升降机以5ms2的加速度下降;(4)升降机以重力加速度g加速下降。【答案】(1)600N,正常状态;(2)840N,超重状态;(3)300N,失重状态;(4)0,完全失重状态【解析】试题分析:(1)体重计的读数等于升降机对人的支持力的大小;(2)升降机匀速

14、上升时,人受力平衡,支持力等于重力;(3)当升降机以不同的加速度运动时,可根据牛顿第二定律求解(1)升降机匀速上升,受力平衡,则FN=mg=600N,处于正常状态(2)升降机加速上升,加速度方向向上,支持力大于重力,处于超重状态根据牛顿第二定律得:FN1-mg=ma1解得:FN1=mg+a1=840N (3)升降机加速下降,加速度方向向下,支持力小于重力,处于失重状态根据牛顿第二定律得:mg-FN2=ma2解得:FN2=mg-a2=300N(4)升降机以重力加速度g加速下降,物体处于完全失重状态,FN3=013在电梯中,把一重物置于秤上,台种与力的传感器相连,当电梯从静止加速上升,然后又匀速运

15、动一段时间,最后停止运动;传感器的屏幕上显示出其受的用力与时间的关系(FN-t)图象,如图所示,则(1)电梯在哪段时间内加速上升,此过程中重物处于超重状态还是失重状态? 为什么?(2)电梯的最大加速度是多大? (取g=10m/s)【答案】(1)电梯在04s内加速上升,重物在04s内处于超重状态,因为在04s内,重物对台秤的压力大于重力;(2)电梯的最大加速度是203m/s2。【解析】(1)因为重物做匀速直线运动时对台秤的压力等于重力,由图可知,G=30N电梯在04s内加速上升,重物在04s内处于超重状态,因为在04s内,重物对台秤的压力大于重力;(2)重物的质量m=Gg=3010=3kg ;因为重物对台秤的压力与台秤对重物的支持力是作用力与反作用力,所以重物所受的支持力的最大值Nm=50N;因为当Nm=50N时,重物处于超重状态,所以,N-G=ma所以,a=N-Gm=50-303 m/s2=203m/s2重物所受的

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