2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册 4.6失重和超重 课时练（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册
4.6失重和超重
课时练（解析版）
1．在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的（　　）
A．
B．
C．
D．
2．为了模拟跳水运动员的运动规律，t＝0时刻，某同学将一小球（看做质点）从平台边缘向上抛出，小球的速度与时间关系图象如图所示，不计空气阻力，取重力加速度大小为g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．小球上升的高度为1.6m
B．跳台与水面的高度差是3.2m
C．1.2s至2.0s时间内小球处于超重状态
D．小球潜入水中的深度大于3.2m
3．广州塔又称广州新电视塔，总高度600m，是广州的标志性建筑之一，随着超级高楼越来越多，高速电梯在日常生活中越来越重要。在某次对广州塔高速电梯的测试中，电梯的时间—速度图像如图所示，图中倾斜的虚线a、b分别为曲线在t=0时和t=3s时的切线，下列说法正确的是（　　）
A．0~10s时间内电梯的加速度逐渐增大
B．t=2s时电梯一定处于超重状态
C．t=3s时电梯的加速度大小为m/s2
D．t=0时电梯的加速度为t=3s时电梯加速度的倍
4．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力的大小F随时间t变化的图像如图乙所示，g为重力加速度，则（
）
A．升降机停止前在向下运动
B．0
~
t1时间内小球处于失重状态，t1
~
t2时间内小球处于超重状态
C．t1
~
t3时间内小球向下运动，速度先增大后减小
D．t3
~
t4时间内小球向下运动，速度一直增大
5．科学研究发现，在月球表面：①没有空气；②重力加速度约为地球表面的；③没有磁场。若宇航员登上月球后，在空中同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的是（　　）
A．氢气球和铅球都处于超重状态
B．氢气球将加速上升，铅球加速下落
C．氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面
D．氢气球和铅球都将下落，且同时落地
6．塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度-时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料（　　）
A．前15s内先上升后下降
B．前15s内速度先增加后减小
C．前5s内处于失重状态
D．前10s内的平均速度等于0.5m/s
7．在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学按科目要求所做的四个动作过程如下图所示，其中处于超重状态的过程是（　　）
A．静止站立
B．加速下蹲
C．加速上升
D．离地上升
8．全国2021年跳水冠军赛上，谢思埸、王宗源摘得男子双人3米板冠军，如图所示为比赛时的精彩瞬间。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员与水接触后便立即开始减速
B．运动员在向下运动时，一直处于失重状态
C．运动员在向上运动时，一直处于超重状态
D．入水过程中，水对运动员的作用力一定等于运动员对水的作用力
9．如图所示，质量为M=7kg的箱子B置于光滑水平面上。箱子底板上放一质量为m2=1kg的物体C，质量为m1=2kg的物休A经过定滑轮的轻绳与箱子B相连，在A加速下落的过程中，C与箱子B始终你持相对静止，不计定滑轮的质量和一切阻力，取g=10m/s2，下列正确的是（　　）
A．物体A处于完全失重状态
B．物体A的加速度大小为2m/s2
C．物体对箱子B的静摩擦力大小为16N
D．轻绳对定滑轮的作用力大小为16N
10．“蹦极”是一项非常刺激的体育动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长的位置，C是人所达到的最低点，b是最终停止运动时静止的位置。人在从P点下落到最低点c点的过程中（　　）
A．在a点时，人的速度最大
B．在ab段，人的加速度减小
C．在bc段，绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态
D．在c点，人的速度为零，处于平衡状态
11．电梯给人们的生活与工作带来了根多的便利。某单元的电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中，速度v随时间t变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．在0~时间内，钢丝绳对轿厢的拉力做正功
B．在0~时间内，轿厢对人的支持力先减小后增大
C．在~时间内，轿厢处于失重状态
D．在~时间内，钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
12．在工地上，吊车的钢绳吊着木箱静止在某一高度处，木箱内放置一个500kg的物体。钢绳拉着木箱向上由静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s2，在第2s末钢绳突然断裂，此后木箱先向上做匀减速运动，到达最高点后开始竖直下落，第5s末落至地面。木箱在空中运动的过程中底面始终保持水平，重力加速度取10m/s2，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（
）
A．第1s末物体处于超重状态
B．第1.5s末钢绳对木箱的拉力为6
×
104N
C．第3s末物体对木箱底面的压力为零
D．木箱原先静止处离地的高度为29m
13．沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷（设在下陷过程中，泥炭对人的阻力不计）。如果整个下陷的过程是先加速运动再减速运动，那么，下列说法中正确的是（　　）
A．在加速向下运动时，人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力
B．在减速向下运动时，沼泽地对人的支持力大于人的重力
C．在整个运动过程中，人先处于超重状态，后处于失重状态
D．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力
14．如图所示，在水平面上放置一倾角为足够长的斜面P，自斜面上由静止释放一个小物块Q，P保持静止间动摩擦因数为，Q下滑的加速度为。现对Q施加一个竖直向下大小为的恒力，P仍静止，Q下滑的加速度为，由于施加恒力作用而P对地面的压力大小增大了，下列判断正确的是（
）
A．
B．
C．
D．
15．蹦床运动员在某次比赛中从蹦床上起跳，上升到最高点后又落回蹦床。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员在离开蹦床后上升过程中处于失重状态
B．运动员下降过程中（接触蹦床前）处于超重状态
C．运动员起跳时蹦床对他的支持力大于他对蹦床的压力
D．运动员从离开蹦床到刚要落到蹦床上的过程中做匀变速运动
16．某商场安装了智能化电动扶梯，无人站在扶梯上时扶梯运转得很慢。现有顾客乘扶梯下楼，扶梯自动先加速、再匀速运转。下列说法正确的是（　　）
A．扶梯匀速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小
B．扶梯加速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小
C．扶梯加速过程中，顾客处于失重状态
D．扶梯加速过程中，顾客共受到两个力作用
17．把一体重计放在竖直电梯的底板上，某同学站在体重计上，电梯启动并竖直上升，发现某段时间内，体重计的示数比电梯静止时的示数增加了，在到达目标楼层前某段时间内，又发现体重计示数比电梯静止时的示数减少了。求：
(1)两次示数对应的时间段内该同学对体重计压力的大小之比；
(2)两次示数对应的时间段内电梯的加速度大小之比。
18．质量为45kg的某同学站在电梯中的体重计上，用照相机记录了体重计在电梯运行中的示数，如图所示。图中标注的箭头及旁边的数字分别表示电梯运行的方向和到达的楼层。请判断电梯的运动状态，并计算电梯的加速度大小。（取重力加速度g=10m/s2）
19．为了观察超重和重现象，质量为50kg的小红站在电梯内的体重计上，如图所示。求电梯处于下列运动状态时体重计的示数：（取重力加速度g=10m/s2）
（1）电梯匀速上升；
（2）电梯以0.8m/s2的加速度匀加速上升；
（3）电梯以0.8m/s2的加速度匀减速上升。
参考答案
1．D
【详解】
人的下蹲动作是先加速后减速的。人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小。
故选D。
2．C
【详解】
A．由图可知，上升时间0.4s，上升的高度为
A错误；
B．自由下落的高度为
跳台与水面的高度差为
B错误；
C．1.2s至2.0s时间内进入水中减速下降，加速度向上，处于超重状态，C正确；
D．若小球潜入水中的过程做匀减速直线运动，则位移大小为
而实际上，小球做加速度减小的减速运动，相同时间位移较小，故小球潜入水中的实际深度小于3.2m，D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．由题图可知，图中切线斜率表示加速度大小，即
由图可知切线斜率逐渐减小，所以电梯的加速度逐渐减小，选项A错误；
B．由图可知2s时电梯的速度逐渐增大，但不知道电梯在向上运动还是在向下运动，所以不能判断加速度方向，则无法确定电梯是超重状态还是失重状态，选项B错误；
C．时有
选项C正确；
D．时
则
t=0时电梯的加速度为t=3s时电梯加速度的6倍，选项D错误；
故选C。
4．C
【详解】
A．从0时刻开始，弹簧弹力减小，知小球向上运动，可知升降机停止前向上运动，A错误；
B．0
~
t1时间内，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，t1
~
t2时间内，重力大于弹力，加速度向下，也处于失重状态，B错误；
C．0
~
t1时间内，小球向上运动，t1
~
t3时间内，小球向下运动，加速度先向下后向上，则速度先增大后减小，C正确；
D．t3时刻处于最低点，t3
~
t4时间内，小球向上运动，D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查力和运动的关系，知道加速度方向与速度方向相同，做加速运动，加速度方向与速度方向相反，做减速运动。掌握判断超失重的方法，关键看加速度的方向。
5．D
【详解】
由于在月球表面没有空气，没有磁场，物体在月球表面只受重力作用，物体由静止释放，将做自由落体运动，位移h相同，运动的加速度g相同，运动的时间也一定相同，应该同时落地。自由落体运动处于完全失重状态。
故选D。
6．B
【详解】
A．图像的纵坐标表示速度，其正负表示速度的方向，故前15s内速度一直为正，即一直上升，A错误；
B．图像的纵坐标的数值表示速度的大小，则前15s内速度先增加后减小，B正确；
C．前5s内建筑材料正在向上加速，加速度向上，则建筑材料处于超重状态，C错误；
D．若构造上升过程为匀加速直线运动和匀减速直线运动，则
而实际图像描述的在相同的时间内做变加速直线运动的面积大于匀变速直线运动的面积，由可知整个上升过程中的平均速度大于0.5m/s，D错误；
故选B。
7．C
【详解】
A．静止站立处于平衡状态，A错误；
B．加速下蹲，加速度向下，支持力小于重力，处于失重状态，B错误；
C．加速上升，加速度向上，支持力大于重力，处于超重状态，C正确；
D．离地上升处于完全失重状态，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．运动员刚接触水时重力大于水对人的作用力，运动员还是加速下降，A错误；
BC．运动员在空中运动过程，处于完全失重状态，刚进入水中水的作用力较小，处于失重状态，入水一定深度后水的作用力大于重力时，运动员处于超重状态，BC错误；
D．入水过程中，据牛顿第三定律可知，水对运动员的作用力一定等于运动员对水的作用力，D正确。
故选D。
9．BD
【详解】
AB．设绳子拉力为F，则对A
对BC整体
解得
则a加速度向下处于失重但不是完全失重，A错误B正确；
C．摩擦力提供C的加速度
C错误；
D．由于滑轮两侧绳子垂直，则对滑轮的力为
D正确。
故选BD。
10．BC
【详解】
AB．在ab段绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，人做加速运动，随着弹性绳弹力的增大，合力减小，则加速度减小，所以人在ab段做加速度减小的加速运动，当运动到b点时拉力与重力大小相等，加速度为零，速度最大，
A错误B正确；
CD．在bc段绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，加速度向上，人做减速运动，人处于超重状态，在最低点c时，速度为零但加速度不为零，不是平衡状态，D错误C正确。
故选BC。
11．BD
【详解】
在图像中，图像的斜率表示加速度。
A．在0~时间内，电梯轿厢加速下降，钢丝绳对轿厢的拉力做负功，A错误；
B．在0~时间内，轿厢向下的加速度先增大后减小，最后趋近于零，人随轿厢一起运动，因此轿厢对人的支持力先减小后增大最后趋近于重力，B正确；
C．在~时间内，轿厢减速下降，因此处于超重状态，C错误；
D．在~时间内，轿厢向上的加速度先增大后减小，因此钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小，D正确。
故选BD。
12．ACD
【详解】
A．第1s末，物体的加速度向上，物体处于超重状态，A正确；
B．第1.5s末，根据牛顿第二定律有
F
-
mg
=
ma
代入数据可解得F
=
6
×
103N，B错误；
C．第2s末钢绳突然断裂，此后木箱只受重力作用，直至第5s末落地，因此第3s末物体的加速度为重力加速度g，物体处于完全失重状态，物体对木箱底面的压力为0，C正确；
D．木箱2s内上升高度
h1=
a1t12
代入数据得
h1=
4m
第2s末的速度
v1=
at1=
4m/s
钢绳断裂后木箱向上做匀减速直线运动的时间
t2=
代入数据得
t2=
0.4s
上升的高度
h2=
代入数据得
h2=
0.8m
到最高点后木箱做自由落体运动，下落高度
h
=
g(t
-
t1
-
t2)2
代入数据得
h
=
33.8m
则木箱原先静止处离地高度为
h
=
h
-
h1
-
h2
代入数据得
h
=
29m
D正确。
故选ACD。
13．BD
【详解】
A．在加速向下运动时，加速度向下，所以重力大于沼泽地对人的支持力，但是人对沼泽地的压力和沼泽地对人的支持力属于相互作用力，相等，A错误。
B．在减速向下运动时，加速度向上，所以沼泽地对人的支持力大于人的重力，B正确。
C．在整个运动过程中，先加速运动再减速运动，所以加速度先向下再向上，所以先失重再超重，C错误。
D．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力，D正确。
故选BD。
14．BC
【详解】
AB．施加F前，根据牛顿第二定律可知
其竖直分加速度
根据失重规律可知地面对P的支持力
施加F后，根据牛顿第二定律可知
其竖直分加速度
根据失重规律可知地面对P的支持力
根据，可知，A错误、B正确；
CD．由可知，又
则，C正确、D错误。
故选BC。
15．AD
【详解】
A．运动员在离开蹦床后上升过程中，加速度向下，处于失重状态，选项A正确；
B．运动员下降过程中（接触蹦床前），加速度向下，处于失重状态，选项B错误；
C．运动员起跳时蹦床对他的支持力与他对蹦床的压力是一对作用力与反作用力，等大反向，选项C错误；
D．运动员从离开蹦床到刚要落到蹦床上的过程中，加速度始终为g向下，则做匀变速运动，选项D正确。
故选AD。
16．ABC
【详解】
AB．无论电梯匀速还是加速，顾客受到的支持力和扶梯受到的压力总是一对作用力与反作用力，因此它们的大小总是相等的，故AB正确；
C．在加速的过程中，物体加速度与速度同方向，合力斜向左下方，因而根据牛顿第二定律可知，顾客受到的支持力小于其重力，顾客处于失重状态，故C正确；
D．在加速的过程中，物体受到的合力斜向左下方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向左，同时顾客还受重力，支持力的作用，故D错误。
故选ABC。
17．(1)4∶3；(2)2∶1
【详解】
(1)设电梯静止时体重计的示数为FN0，物体的重力为G，则有
FN0
=
G
电梯上升过程中，体重计在先后两段时间内的示数分别为FN1和FN2，由题意有
FN1
=(1+0.2）FN0
FN2
=(1-0.1）FN0
解得
(2)设物体的质量为m，在先后两段时间内的电梯的加速度大小分别为a1和a2，由牛顿第二定律得
FN1－G
=ma1
G
－FN2=ma2
解得
18．减速下降，
【详解】
由图可知，该同学超重，此时加速度向上，且电梯下降，故电梯减速下降。由牛顿第二定律可得
电梯的加速度大小为
其中
联立解得
19．（1）500N；（2）540N；（3）460N
【详解】
（1）电梯匀速上升，加速度为0，体重计的示数为
F1=mg=500N
（2）电梯以0.8m/s2的加速度匀加速上升，由牛顿第二定律可得
F2-mg=ma2
代入数据解得F2=540N。
（3）电梯以0.8m/s2的加速度匀减速上升，由牛顿第二定律可得
mg-F3=ma3
代入数据解得F3=460N。