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

2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册
4.6失重和超重
同步练习（解析版）
1．如图所示是一客运电梯某段时间内上升的图像，则有（　　）
A．0~2s时间内，电梯的加速度最大，处于超重状态
B．0~2s时间内，电梯的加速度最大，处于失重状态
C．6~10s时间内，电梯的加速度最大，处于超重状态
D．6~10s时间内，电梯的加速度最大，处于失重状态
2．电梯内有一物体，质量为m，用细绳挂在电梯的天花板上，当电梯以的加速度竖直加速上升时，细绳对物体的拉力是（　　）
A．
mg
B．
mg
C．mg
D．
mg
3．某无人机在距火星表面3m高处悬停30s后开始竖直下降着陆，假设下降过程可看成两个连续的过程，分别为匀加速直线运动和匀减速直线运动（着地速度恰好为0），下降过程用时5s。已知该无人机质量为1.8kg，火星表面的重力加速度是地球表面的，则该无人机在（　　）
A．火星表面下降过程中一直处于失重状态
B．火星表面下降过程中一直处于超重状态
C．火星表面下降过程中的最大速度为1.2m/s
D．空中悬停时火星大气对它的作用力约为10.8N
4．实现单人飞行，是许多人的梦想。一款由中国制造的飞行背包使现代钢铁侠的梦想成为现实。若某商业高楼发生火灾时，消防员利用飞行背包进行高楼火灾观测，其从地面开始竖直飞行的图像如图所示。则（　　）
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．消防员在的平均速度大小为
5．如图甲所示，弹簧下端固定，水平薄板静止在弹簧上端，将手机放在薄板上由静止释放，一直运动到最低点手机软件记录下此过程加速度a随时间t变化的图像如图乙所示，则（　　）
A．t1时刻，手机处于超重状态
B．t2时刻，手机速度为零
C．t2时刻，手机对薄板压力为零
D．t3时刻，手机对薄板压力最大
6．港珠澳大桥建造过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，关于沉管减速向下沉放过程中，下列描述正确的是（　　）
A．沉管处于失重状态
B．沉管处于超重状态
C．沉管所受合外力方向向下
D．沉管所受的合外力为0
7．电梯地板上放一台秤，台秤上放一重为100N的物体，某时刻台秤的示数为108N，此时电梯处于（　　）
A．静止状态
B．匀速运动状态
C．超重状态
D．失重状态
8．一重力大小为的物体置于加速上升的升降机内。物体受到地板的支持力为，对地板的压力大小为，则（　　）
A．
B．
C．
D．
9．如图，质量为m的小球挂在电梯的天花板上、电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中，小球（　　）
A．处于失重状态，所受拉力为0.25mg
B．处于失重状态，所受拉力为0.75mg
C．处于超重状态，所受拉力为0.25mg
D．处于超重状态，所受拉力为1.25mg
10．升降机地板上放一木箱，质量为m，当它对地板的压力N=0.8mg时，升降机的运动情况可能是（　　）
A．加速上升
B．减速上升
C．静止
D．匀速上升
11．如图所示，跳高是田径运动的田赛项目之一，是一种由助跑、单脚起跳、越过横杆、落地等动作组成，以越过横杆上缘的高度来计算成绩的比赛项目。跳高是运动员征服高度的运动项目，是人类不屈不挠，勇攀高峰的象征。若不计空气阻力，关于跳高过程中各阶段的物理知识分析正确的是（　　）
A．运动员从地面单脚起跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力
B．运动员上升阶段处于超重状态
C．相同质量的运动员跳得越高说明惯性越大
D．运动员落地后受到的弹力是由于地面的形变产生的
12．某同学站在竖直观光电梯底板上的体重计上，如图所示的图像是电梯在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．在内，体重计示数等于该同学所受的重力
B．在内，该同学处于超重状态
C．在内，该同学处于超重状态
D．在内，体重计示数与该同学真实体重相差最大
13．某人站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为68kg。在电梯加速向上运动的过程中，体重计的示数可能是（　　）
A．66kg
B．67kg
C．69kg
D．70kg
14．某电梯中用细绳悬挂一重物可在静止或匀速直线运动状态下使物体平衡，当电梯在竖直方向做某种运动时，发现绳子突然断了，由此可知电梯的运动情况可能是（　　）
A．加速上升
B．减速上升
C．减速下降
D．加速下降
15．高层建筑电梯的地板上装有压力传感器，传感器能显示放置在地板上的物体对地板的压力。如图为电梯在从静止开始到匀速运动直到再次静止的过程中，压力随时间的变化关系图像。在电梯运动的这一段时间内，以下说法正确的是（g取）（　　）
A．电梯向上运动
B．电梯向下运动
C．电梯在开始运动的一小段时间内的加速度为
D．电梯在开始运动的一小段时间内的加速度为
16．在丽江某高中体育节各项比赛中，下列说法正确的是（　　）
A．100米男子短跑决赛中，第一名冲过终点线后不能立刻停下是因为他的速度大导致惯性大
B．实心球离开手以后因为球具有惯性，仍能继续向前飞行一段距离
C．跳高比赛中运动员起跳后在上升过程处于失重状态
D．跳高比赛中运动员下降过程处于超重状态
17．在绕地球的圆形轨道上运行的空间站内，相对空间站悬空、静止的宇航员把一个小物品向前推出，请描述推开过程中和推开后、宇航员和小物品各自相对飞船的运动情况（包括宇航员和小物品各自的运动方向、运动速度、运动轨迹等），并解释其原因。
18．在一个上端开口的塑料瓶侧壁的下部打几个小孔，在瓶内灌水之后，发现有水不断从小孔中流出。让瓶子做自由落体运动，观察下落过程中小孔是否有水流出。请解释产生这一现象的原因。如果将瓶子竖直向上抛出，小孔有没有水流出?
19．你站在水平地面上，在迅速蹲下的过程中，你对地面的压力大小与重力相比，会如何变化?请说明理由。
20．如图甲所示，用一细线悬挂一质量m=1.0kg的物块，在细线拉力F作用下，物块由静止开始竖直向上运动。某探究小组的同学用电脑描绘出物块运动的v-t图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。求∶
(1)物块在前4s内通过的位移；
(2)在前4s内细线对物块拉力F的最小值；在图丙所示的F-t坐标系中画出拉力F随时间t变化的图线。
参考答案
1．A
【详解】
0~2s时间内，速度逐渐增加，加速度方向向上，处于超重状态，大小为
6~10s时间内，速度逐渐减小，加速度向下，处于失重状态，大小为
0~2s时间内，电梯的加速度最大。
故选A。
2．D
【详解】
根据牛顿第二定律
解得
故选D。
3．C
【详解】
AB．无人机在火星表面下降过程中先加速后减速，先处于失重状态、后处于超重状态，故选项AB均错误；
C．无人机竖直下降的时间为5s，高度为3m,设下降过程的最大速度为，则匀加速运动阶段
匀减速运动阶段
、
其中
联立解得
故选项C正确；
D．无人机在空中悬停时火星大气对它的作用力与它所受的重力平衡，约为
故选项D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．由图像得面积表示位移可知上升的最大高度为
故A错误；
B．图像斜率绝对值表示加速度的大小，可得消防员在加速度最大，故B错误；
C．消防员在向下减速，加速度向上，处于超重状态，故C错误；
D．消防员在的位移为
则消防员在的平均速度为
故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．0~
t2手机向下做加速度减小的加速运动，加速度方向向下，是失重，故t1时刻，手机处于失重状态，t2时刻加速度为零，速度达到最大值，AB错误；
C．t2时刻，对于手机受重力，支持力，加速度为零，则支持力大小等于重力大小，支持力不为零，根据牛顿第三定律，则手机对薄板压力不为零，C错误；
D．t2~
t3手机向下做加速度增大的减速运动，加速度方向向上，是超重，t3时刻，加速度最大，手机对薄板压力最大，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
沉管减速向下沉放过程中，速度方向向下，加速度方向向上，合力方向向上，沉管处于超重状态。
故选B。
7．C
【详解】
因为某时刻台秤的示数大于物体本身的重量，故此时电梯处于超重状态，ABD错误，C正确。
故选C。
8．B
【详解】
由牛顿第三定律可知，物体对地板的压力和地板对物体的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，因物体加速上升，因此
可得。
故选B。
9．B
【详解】
电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中，因加速度向下，则小球处于失重状态；对小球
解得
T=0.75mg
故选B。
10．B
【详解】
设向下为正，则由牛顿第二定律可知
mg-N=ma
解得
a=0.2g
方向向下，则升降机可能加速下降或者减速上升。
故选B。
11．D
【详解】
A．由牛顿第三定律，运动员从地面单脚起跳地面对人的支持力等于人对地面的压力，
A错误；
B．运动员上升阶段有向下的加速度，处于失重状态，
B错误；
C．质量是惯性大小的唯一量度，质量相等，惯性相等，
C错误；
D．运动员落地后受到的弹力是由于地面的形变产生的，
D正确。
故选D。
12．AD
【详解】
A．在内，电梯匀速上升，该同学受力平衡，体重计示数等于该同学所受的重力，A正确；
B．在内，电梯减速上升，加速度向下，该同学处于失重状态，B错误；
C．在内，电梯加速下降，加速度向下，该同学处于失重状态，C错误；
D．在内，设体重计的支持力为F1，由牛顿第二定律可得
在内，设体重计的支持力为F2，由牛顿第二定律可得
图线斜率表示加速度，内加速度最大，故体重计示数与该同学真实体重相差最大，D正确。
故选AD。
13．CD
【详解】
电梯加速向上，加速度方向向上，则超重，故体重计的示数大于68kg。
故选CD。
14．AC
【详解】
绳子突然断了，说明电梯处于超重状态，其加速度方向一定是竖直向上，则电梯的运动情况可能是加速上升或减速下降。
故选AC。
15．BC
【详解】
AB．电梯从静止开始到匀速运动直到再次静止，则先加速后匀速最后减速，由图象可知，电梯先加速度向下，则电梯向下运动，故A错误，B正确；
CD．电梯在开始运动的一小段时间内加速度为
而mg=100N，所以
故C正确，D错误。
故选BC。
16．BC
【详解】
A．惯性是物体的固有属性，只与物体的质量大小有关，与其它因素无关，故A错误；
B．实心球离开手以后因为球具有惯性，仍能继续向前飞行一段距离，故B正确；
C．跳高比赛中运动员起跳后在上升过程，加速度方向向下，处于失重状态，故C正确；
D．跳高比赛中运动员下降过程中，加速度方向向下，处于失重状态，故D错误。
故选BC。
17．见解析
【详解】
在空间站中处于完全失重的状态，推开过程，小物品受力，相对飞船向前加速运动，力和物体运动方向相同，运动轨迹为直线，根据力的作用是相互的，宇航员相对飞船向后加速运动，运动轨迹为直线；
推开后不受力，保持原来的运动状态，所以小物品相对飞船向前做匀速直线运动，宇航员相对飞船向后做匀速直线运动。
18．将塑料瓶自由下落，由于空气阻力不计，塑料瓶及水的加速度都等于重力加速度，处于完全失重状态，故塑料瓶中各层水之间没有压力，在下落过程中，水都不会从孔中流出；如果将瓶子竖直向上抛出，小孔没有水流出
【详解】
将塑料瓶自由下落，由于空气阻力不计，塑料瓶及水的加速度都等于重力加速度，处于完全失重状态，故塑料瓶中各层水之间没有压力，在下落过程中，水都不会从孔中流出；
如果将瓶子竖直向上抛出，塑料瓶及水的加速度也都等于重力加速度，处于完全失重状态，故塑料瓶中各层水之间没有压力，在下落过程中，水都不会从孔中流出；
19．开始压力比重力小，后来压力比重力大，理由见解析
【详解】
迅速蹲下的过程中，可分为两个过程，先是向下做加速运动处于失重状态，后来向下做减速运动处于超重状态，其加速度先向下，后向上，则地面对你的支持力先是比重力小，后来支持力比重力大，由牛顿第三定律可得你对地面的压力，开始压力比重力小，后来压力比重力大。
20．(1)12.5m；(2)7.5N，见解析
【详解】
(1)
v-t图像的面积表示位移，可得物块在前4s内通过的位移为
(1)第1s内物体加速上升，由牛顿第二定律可得
由图乙可知a1=5m/s2，可得，第2s处于平衡状态，，最后2s减速上升，由图乙可知a1=2.5m/s2，由牛顿第二定律可得
可得，故在前4s内细线对物块拉力F的最小值为7.5N，F随时间t变化的图线如图所示