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

2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册
4.6失重和超重
课时作业（解析版）
1．某同学打开装有加速度传感器的智能手机，平持着手机乘坐竖直升降电梯，看到加速度随时间变化的图像如图所示，系统以竖直向上为正方向。以下判断正确的是（　　）
A．该同学一定是乘电梯下楼的
B．ac段处于超重状态，df段处于失重状态
C．ac段电梯向下运动，cd段电梯匀速运动，df段电梯向上运动
D．ab、de段电梯加速运动，be、ef段减速运动，cd段匀速运动
2．一个重500
N的同学站在升降机的水平地板上，测得升降机竖直上升的过程中速度v和时间t的数据如下表所示，升降机的启动和制动过程可以看作是匀变速直线运动，中途作匀速直线运动，取g=10
m/s2，则2.3
s时该同学对地板的压力为（　　）
t/s
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
v/m·s-1
0
2.0
4.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0
A．600
N
B．500
N
C．300
N
D．550
N
3．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古成功着陆，我国首次地外天体采样返回任务圆满完成！将嫦娥五号着陆的最后阶段看作直线运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，嫦娥五号返回器运动速度大小用v表示，则关于t1到t2时间内下列说法正确的是（　　）
A．v增大，月球样品处于失重状态
B．v增大，月球样品处于超重状态
C．v减小，月球样品处于失重状态
D．v减小，月球样品处于超重状态
4．在饮料瓶的下方戳一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶静止不动时，小孔中有水喷出，忽略空气阻力，有（　　）
A．松手让瓶自由下落，下落过程中，小孔中仍有水喷出，但速度变慢
B．松手让瓶自由下落，下落过程中，水不再从小空中喷出
C．将瓶以一定的速度竖直向上抛出，上升过程，小孔中仍有水喷出且速度不变
D．将瓶以一定的速度竖直向上抛出，上升过程，小孔中仍有水喷出且速度变快
5．蹦极是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志。某人身系弹性蹦极绳（可近似认为满足胡克定律）从水面上方高台下落，人下落一定高度后速度减为零，此时人距水面还有一段距离。忽略空气阻力的影响，人可视为质点。则在人下降的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人一直处于失重状态
B．人一直处于超重状态
C．人下降到最低点时受到的弹力大于人受到的重力
D．弹性蹦极绳拉直瞬间人的速度达到最大值
6．用如下方法估测电梯在加速和减速过程中的加速度：用测力计悬吊一个重物，保持测力计相对电梯静止，测得电梯上升加速时测力计读数为G1，减速时为G2。已知该电梯加速和减速过程的加速度大小相同，重力加速度为g。则可知电梯变速运动时的加速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．每个小伙伴都有一个飞行梦，现在钢铁侠的梦想就能成为现实。2020年中国深圳光启公司的马丁飞行背包接受预定，交付期一年。消防员利用马丁飞行背包在某次高楼火灾观测时，竖直飞行的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．消防员上升的最大高度为
B．消防员在加速度最大
C．消防员在处于失重状态
D．消防员在，平均速度大小约为
8．在静止的电梯里，质量为m的某人站在测力计上，当电梯以大小为g的加速度匀减速下降时，下列说法正确的是（　　）
A．此人对测力计的压力小于测力计对他的支持力
B．测力计示数为mg
C．测力计示数为mg
D．此人处于失重状态
9．关于物体的运动与所受外力的关系，下列说法正确的是（　　）
A．物体的速度为零时，物体处于平衡状态
B．物体有竖直向上的加速度，则物体处于超重状态
C．物体自由下落时，物体对地球没有作用力
D．运动物体若没有受到外力作用，速度将逐渐减小，直至停止
10．关于教科书上四幅插图，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，掷出后的冰壶能继续运动说明其仍受到一个向前的作用力
B．乙图中，高大的桥要造很长的引桥，而减小桥面的坡度，目的是增加车辆重力沿桥面方向的分力，保证上下坡行车方便与安全
C．丙图中，汽车速度减小时速度变化量方向与汽车运动方向相同（为初速度）
D．丁图中，小红在体重计上从如图姿势起立的全过程先超重后失重
11．一质量为的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移与时间的关系图像如图所示，其中时间内图像为直线。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用表示。重力加速度大小为。以下判断正确的是（　　）
A．时间内，增大，
B．时间内，减小，
C．时间内，减小，
D．时间内，减小，
12．如图所示，小然同学站在电梯中的电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为50kg，某一时刻该同学发现电子秤的示数为45kg，则在该时刻电梯的运动可能是（　　）
A．匀速上升
B．加速上升
C．加速下降
D．匀速下降
13．广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t=0时由静止开始上升，以向上为正方向a-t图像如图所示。则下列相关说法正确的是（　　）
A．t=4.5s时，电梯处于失重状态
B．5~55s时间内，绳索拉力最小
C．t=59.5s时，电梯处于超重状态
D．t=60s时，电梯速度恰好为零
14．在军事演习中，而量为62kg的空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下，沿竖直方向运动的v-t图象如图甲所示，当速度减为零时空降兵恰好落到地面。降落伞用8根对称的绳悬挂空降兵，每根绳与中轴线的夹角均为。如图乙所示不计空降兵所受的阻力，，，重力加速度g取10，则（　　）
A．空降兵前30s处于失重状态
B．空降兵从300m高处开始跳下
C．空降兵在整个运动讨程中的平均速度大小为7.5m/s
D．落地前瞬间降落伞的每根绳对空降兵的拉力大小为284N
15．在升降机中的人，发现自己站的测力计示数比自己的体重要小，则（　　）
A．升降机可能正在加速上升
B．升降机可能正在加速下降
C．人受到的重力减小了
D．人受到的重力不变
16．如图所示，有一个同学在竖直升降的电梯内，探究超重失重现象。该同学站在磅秤上的总质量为50千克。电梯由静止开始向下做匀加速运动，这时开始计时。该同学在磅秤上的示数随时间变化情况图线如图，最后电梯恰好停在地面上，重力加速度取g=10m/s2，求：
(1)电梯作匀速运动时的速度大小；
(2)电梯降落的总位移的大小。
17．弹簧秤上一个质量的物体，在下列各情况下，弹簧秤的示数为多少？（）
（1）以的速度匀速上升或下降；
（2）以的加速度竖直加速上升；
（3）以的加速度竖直加速下降；
（4）以重力加速度竖直加速下降.
18．“蹦极”是一种能获得强烈失重、超重感觉的非常“刺激”的惊险娱乐项目。人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处（或悬崖上），用橡皮弹性绳拴住身体，让人头下脚上自由下落，落到一定位置时弹性绳拉紧。设人体立即做匀减速运动，到接近水面时刚好减速为零，然后再反弹。已知某“勇敢者”头戴重为45N的安全帽，开始下落时的高度为75m，设计的系统使人落到离水面30m时，弹性绳才绷紧。不计空气阻力，则：（取g=10m/s2）
(1)当他落到离水面50m位置时戴着的安全帽对人的头顶的弹力为多少？
(2)当他落到离水面20m的位置时，则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽？
参考答案
1．A
【详解】
以竖直向上为正方向，图线abc段加速度负值，故电梯在加速下降，处于失重状态，def段加速度正值，电梯在减速下降，处于超重状态，中间cd段匀速下降，故该同学一定是乘电梯下楼的。
故选A。
2．A
【详解】
升降机启动阶段的加速度为
因此t=2.3
s时处于加速阶段，选取同学为研究对象，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律知该同学对地板的压力大小为600
N
故选A。
3．D
【详解】
位移x与时间t的关系图像的斜率表示速度，t1到t2时间内图像的斜率逐渐减小，则嫦娥五号返回器运动速度大小v减小，嫦娥五号返回器向下减速运动，月球样品也向下减速运动，故加速度向上，所以月球样品处于超重状态。
故选D。
4．B
【详解】
AB．松手让瓶自由下落，下落过程中，只受到重力的作用，处于完全失重状态，此时水和容器的运动状态相同，它们之间没有相互作用，水不再从小空中喷出，A错误，B正确；
CD．将瓶以一定的速度竖直向上抛出，上升过程中，只受重力作用，此时水和容器的运动状态相同，它们之间没有相互作用，水不再从小空中喷出，C错误，D错误。
故选B。
5．C
【详解】
AB．人下落时，先做加速运动，下落一定高度后做减速运动最后速度减为零，即加速度先向下，在向上，故先失重后超重，AB错误；
CD．当绳子的拉力等于人的重力时，此时加速度为零，速度最大值，然后绳子继续伸长，弹力大于重力，人做减速运动，一直到速度为零，即人下降到最低点时受到的弹力大于人受到的重力，D错误C正确。
故选C。
6．D
【详解】
根据牛顿第二定律有加速上升时
减速上升时
且，联立解得
故选D。
7．D
【详解】
A．由图可知，在1.5分钟时，消防员上升的高度最高，有
A错误；
B．图像的斜率表示加速度，所以在内加速度最大。B错误；
C．消防员在减速下落，处于超重状态。C错误；
D．消防员在，平均速度为
D正确。
故选D。
8．C
【详解】
AD．当电梯以大小为g的加速度匀减速下降时，人有向上的加速度为g，处于超重状态，人对测力计的压力大于人的重力，故AD错误；
BC．根据牛顿第二定律有
得
故B错误，C正确。
故选C。
9．B
【详解】
A．物体的速度为零时，不一定处于平衡状态，如自由落体的初始时刻。A错误；
B．物体有竖直向上的加速度，则物体受到的拉力或支持力大于重力，则物体处于超重状态。B正确；
C．物体自由下落时，依然受到重力，所以物体对地球有作用力。C错误；
D．运动物体若没有受到外力作用，速度将保持不变。D错误。
故选B。
10．D
【详解】
A．力不是维持物体运动状态的原因，A错误。
B．物体的重力沿斜面方向的分力为
可知，坡度越小，角度越小，分力越小，B错误。
C．由于汽车减速，所以加速度方向与速度方向相反，速度的变化量与加速度方向相同，C错误。
D．起立的全过程为先加速再减速，加速度先向上后向下，所以先超重再失重，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．由于x-t图象的斜率表示速度，由图可知在0～t1时间内速度增加，该时间段内乘客加速上升，加速度方向向上，处于超重状态，乘客所受支持力大于重力，即FN＞mg，故A错误；
B．在t1～t2时间内，图象的斜率保持不变，乘客的速度不变，乘客向上做匀速直线运动，处于平衡状态，FN=mg，故B错误；
CD．在t2～t3时间内，图象的斜率变小，乘客的速度v减小，乘客向上做减速运动，乘客处于失重状态，乘客所受支持力小于重力，即FN＜mg，故C错误，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
电梯运动时电子秤的示数小于电梯静止时的读数，可知人失重，加速度向下，则电梯可能加速下降或者减速上升。
故选C。
13．D
【详解】
A．据题，电梯在t=0时由静止开始上升，加速度向上，此时加速度a＞0，t=4.5s时，a＞0，加速度向上，电梯处于超重状态，故A错误；
B．5～55s时间内，a=0，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小，故B错误；
C．t=59.5s时，a＜0，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C正确；
D．根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，60s内a-t图象与坐标轴所围的面积为0，所以60s内速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以t=60s时，电梯速度恰好为0．故D正确．
故选D。
14．BC
【详解】
A．由图可知，前10s内伞兵向下做加速运动，加速度的方向向下，则伞兵处于失重状态；10~30s内匀速下降，既不失重也不超重，故A错误；
B．速度—时间图像中，面积大小等于位移大小，则位移大小为
故B正确；
C．空降兵在整个运动过程中的平均速度大小为
故C正确；
D．根据牛顿运动定律
根据图像，空降兵落地前加速度的大小为
a=1m/s2
解得
F=106.6N
故D错误。
故选BC。
15．BD
【详解】
在升降机中的人，发现自己站的测力计示数比自己的体重要小，说明人受到的支持力小于重力，人此时的合外力方向向下，所以加速度方向向下，但是人的重力本身保持不变，显然BD正确。
故选BD。
16．(1)12m/s；(2)126m
【详解】
(1)静止开始向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得
解得
由速度时间公式得
(2)匀加速时位移为
匀速时位移为
匀减速时，由牛顿第二定律得
解得
由速度位移公式得
解得
电梯降落的总位移的大小为
17．（1）；（2）；（3）；（4）0
【详解】
(1)以物体为研究对象，在运动过程中仅受到两个力作用；竖直向下的重力、竖直向上的弹力，如图所示
匀速上升或下降时，物体的加速度为零，若以向上为正方向，则由牛顿第二定律
得
所以此时弹簧称的示数等于物体的重力，即。
(2)以
匀加速上升，若以向上为正方向，则由牛顿第二定律
得
此时弹簧称的示数比物体的重力大，为（超重现象）。
(3)以
匀加速下降，若取向下为正方向，则由牛顿第二定律
得
此时弹簧称示数比物体的重力小，即为（失重现象）。
(4)以重力加速度匀加速下降，若取向下为正，则由牛顿第二定律
而
得
此时弹簧秤示数为零（完全失重）。
18．(1)0；(2)112.5N
【详解】
(1)人在离水面50m位置时，做自由落体运动，处于完全失重状态，对安全帽有
对整体有
所以F=0，由牛顿第三定律可知，安全帽对人头顶的弹力为0。
(2)人下落到离水面30m处时，已经自由下落
此时
匀减速运动距离为
设人做匀减速运动的加速度为a，由
得
安全帽的质量为
对安全帽，由牛顿第二定律可得
解得
故在离水面20m的位置时，其颈部要用112.5N的力才能拉住安全帽。