6.4超重与失重 跟踪训练（Word版含解析）

2021-2022学年鲁科版必修1
6.4超重与失重
跟踪训练（解析版）
1．运动员（可看作质点）参加跳板跳水比赛的速度与时间关系图象如图所示，t=0是其向上起跳瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．t1时刻开始进入水面
B．t2时刻到达最高点
C．0～t2时间内，运动员一直处于失重状态
D．t3时刻已浮出水面
2．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．
3．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
4．某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的过程，其中A为无人时踏板的静止位置，B为人站在踏板上静止时的平衡位置，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低位置，则下列说法中正确的是（　　）
A．人在起跳过程，运动到A位置时所受合力为零
B．人和踏板由B到A的过程中，人向上做加速运动
C．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态
D．人和踏板由C到A的过程中，人先超重后失重
5．如图是某人站在力传感器上做下蹲-起跳动作的示意图，中间的●表示人的重心。图是根据传感器画出的F-t图线。两图中a-g各点均对应，其中有几个点在图中没有画出，图中a、c、e对应的纵坐标均为700N。取重力加速度g=10m/s2.请根据这两个图所给出的信息，判断下面说法中正确的是（　　）
A．此人重心在b点时处于超重状态
B．此人重心在c点时的加速度大小大于在b点时的加速度大小
C．此人重心在e点时的加速度大小大于在a点时的加速度大小
D．此人重心在f点时的脚刚好离开传感器
6．在竖直上抛运动中，正确的说法是（　　）
A．上升过程是超重过程
B．下降过程是超重过程
C．全过程是变力作用下的往返运动
D．全过程是的完全失重
7．放在电梯地板上的一个木箱，被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态，如图所示，后发现木箱突然被向右弹簧拉动，据此可判断出电梯的运动情况是（　　）
A．匀速上升
B．加速下降
C．加速上升
D．匀速下降
8．在一架直升飞机的顶板上用一细绳悬挂一个质量为M=2kg的三角形箱子，在箱子的底板上固定一个轻质弹簧，弹簧上端栓接一质量为m=0.5kg的小球，开始时，整个系统随直升机一起以加速度a=2m/s2向上加速，某时刻细绳突然断裂，忽略空气阻力，g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．细绳未断裂时弹簧弹力为F=4N
B．细绳断裂瞬间小球处于失重状态
C．细绳断裂瞬间小球的加速度大小为am=8m/s2
D．细绳断裂瞬间箱子的加速度大小为aM=13m/s2
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．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
12．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
13．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
14．如图所示是某同学站在力传感器上做下蹲起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线，由图线可知该同学（　　）
A．该同学的质量大约为65kg
B．该同学做了两次下蹲再起立的动作
C．下蹲过程中人一直处于失重状态
D．起立过程中人给传感器的作用力等于传感器给人的作用力
15．如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯做匀速运动时，弹簧秤的示数为10
N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6
N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取）（　　）
A．电梯可能向上做加速运动，加速度大小为
B．电梯可能向下做加速运动，加速度大小为
C．电梯可能向上做减速运动，加速度大小为
D．电梯可能向下做减速运动，加速度大小为
16．如图所示，升降机的水平底面上放有重为G的物体，升降机底面对它的支持力大小为N，它对升降机底面压力大小为F，下列说法正确的是（　　）
A．不管升降机怎样运动，总有F>N
B．当升降机自由下落时，N＝0，F＝0
C．当N>G时，物体超重，升降机的速度方向一定向上
D．当N>G时，物体超重，升降机的加速度方向一定向上
17．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。
18．如图甲所示，某同学在竖直上升的升降机内研究升降机的运动规律他在升降机的水平底板上安放了一台压力传感器（能及时准确显示压力大小），压力传感器上表而水平，上面放置了一个质量为的木块，在时刻升降机从地面由静止开始上升，在时上升了H，并且速度恰好减为零，他根据记录的压力数据绘制了压力随时间变化的关系图像，如图乙所示，请你根据题中所给条件和图像信息回答题中所给的内，升降机上升的高度H为多少？，（取）
19．如图甲所示为潍坊市政府广场两座百米多高的观光塔。游客乘坐观光电梯就可以从1层到达观光平台。若质量的人站在电梯平台上在时由静止开始上升，运动的图像如图乙所示，。求该过程中：
(1)电梯运行的最大速度；
(2)人对电梯的最小压力。
参考答案
1．C
【详解】
ABD．由速度与时间关系图象可知0时刻是运动员向上起跳，说明速度是负值时表示速度向上，则知时间内在向上做匀减速运动，时间内在向下做匀加速直线运动，还没有进入水面，时刻运动员的速度开始变小，说明时刻开始进入水面，时刻，运动员的速度减为零，此时人处于水下最深处，故ABD错误；
C．由图可知，时间内在向上做匀减速运动，加速度方向向下，运动员处于失重状态，时间内向下做匀加速直线运动，加速度方向向下，运动员处于失重状态，故0～t2时间内，运动员一直处于失重状态，选项C正确。
故选C。
2．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。
3．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。
4．D
【详解】
A．人在起跳过程，运动到A位置时踏板对人没有作用力，受到自身重力的作用，故合力不为零，A错误；
B．在B处踏板的作用力与重力平衡，故人和踏板由B到A的过程中，合力向下，人向上做减速运动，B错误；
CD．人和踏板由C到A的过程中，人先加速上升后减速上升，踏板的弹力先大于重力后小于重力，故人先处于超重状态后处于失重状态，C错误，D正确。
故选D。
5．D
【详解】
刚开始，人站立在传感器上，重力等于支持力，传感器的示数为700N，即人的体重为700N，a、c、e点在同一水平线上，支持力相等，合力为零，加速度均为0，b点传感器的支持力小于重力700N，人处于失重状态，d点传感器的支持力大于人的重力，加速度向上，人处于超重状态，f点时，传感器的示数为0，人与传感器脱离接触，ABC错误，D正确.
故选D。
6．D
【详解】
在竖直上抛运动中，物体只受重力作用，根据牛顿第二定律得知，物体的加速度为g，方向竖直向下，全过程是
的完全失重状态。
故选D。
7．B
【详解】
发现木箱突然被弹簧拉动，说明摩擦力减小，支持力减小，故是失重状态，故有向下的加速度，是加速下降或者减速上升。
故选B。
8．D
【详解】
A．对小球受力分析，受竖直向下的重力和竖直向上的弹力，根据牛顿第二定律可得
解得
A错误；
BC．细绳断裂瞬间，弹簧弹力不会突变，小球依然有向上的加速度，大小等于2m/s2，小球处于超重状态，BC错误；
D．细绳断裂瞬间，箱子受竖直向下的重力和竖直向下的弹簧的弹力，根据牛顿第二定律可得
解得
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】
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。
12．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。
13．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。
14．AD
【详解】
A．由图可知，该同学的重力约为650N，则质量大约为65kg，选项A正确；
BC．每做一次下蹲-起立动作都要向下先加速后减速，然后向上先加速后减速，即先失重后超重，在超重后失重，则该同学做了一次下蹲再起立的动作，选项BC错误；
D．起立过程中人给传感器的作用力与传感器给人的作用力是一对作用力和反作用力，则人给传感器的作用力等于传感器给人的作用力，选项D正确。
故选AD。
15．BC
【详解】
电梯匀速运动时，弹簧秤的示数为10
N，可知重物的重力等于10
N，质量为1
kg，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6
N，可知电梯处于失重状态，加速度向下，对重物受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
，方向竖直向下
则电梯的加速度大小为，方向竖直向下，因此电梯可能向下做加速运动，也可能向上减速运动，故BC正确；AD错误；
故选BC。
16．BD
【详解】
A．F和N是作用力与反作用力，不管升降机怎样运动，总有F=N，故A错误；
B．当升降机自由下落时，a=g，处于完全失重状态，重力不变，N=0，F＝0，故B正确；
CD．当N>G时，物体超重，根据牛顿第二定律知，加速度方向运动向上，升降机可能向上做加速运动，可能向下做减速运动，故C错误，D正确。
故选BD。
17．(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
18．28m
【详解】
木块受到重力和支持力两个力作用，由图像可以看出，升降机在0～2s内向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
解得
升降机在0～2?s内上升的高度为
2s末的速度为
在2～6s内升降机做匀速运动的位移为
在6～10s内升降机做匀减速运动的位移为
故升降机在10s内上升的总高度为
19．(1)2.5m/s；(2)570N
【详解】
(1)由a-t图像可知，电梯先做匀加速运动，再做匀速运动，然后做匀减速运动；当在5s末速度最大，最大速度
(2)电梯减速上升时，人对电梯压力最小，则
解得