4.6超重与失重课时练习—湖南省邵阳武冈市展辉学校2020-2021学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word含答案)

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名称 4.6超重与失重课时练习—湖南省邵阳武冈市展辉学校2020-2021学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-02 06:36:52

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文档简介

湖南武冈市展辉学校2020-2021学年高一物理
第四章运动与力的关系第6节超重与失重课时练习
(人教版Word版,含答案)
一、单选题
1.在电梯中,把一重物置于水平台秤上,台秤与力传感器相连,电梯先从静止加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动;传感器屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(FN-t)图象,如图所示,g取10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.电梯在启动阶段经历了4s的加速上升过程
B.电梯的最大加速度是m/s2
C.重物在0到4s的时间里,先超重后失重
D.在整个过程中,重物重力先变大,后不变,再变小,最后又不变
2.某跳水运动员在3 m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状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时的平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则下列说法正确的是(  )
A.人和踏板由C到B的过程中,人向上做匀加速运动
B.人和踏板由C到A的过程中,人处于超重状态
C.人和踏板由C到A的过程中,先超重后失重
D.人在C点具有最大速度
3.一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.
4.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
5.一乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移x与时间t的关系图象如图所示,其中t1 ~t2之间图象为直线。乘客的速度大小用v表示。以下说法正确的是(  )
A.t1~t2时间内,v增加 B.t2~t3时间内,v增加
C.0~t 1时间内,乘客处于超重状态 D.t2~t3时间内,乘客处于超重状态
6.2021年7月27日,在东京奥运会跳水女子双人十米跳台决赛中,中国选手陈芋汐/张家齐夺得冠军。如图为她们刚起跳时、中途动作造型和入水前的三个瞬间。对开始起跳到即将入水的过程,以下说法正确的是(  )
A.身体上下各部分的位移都相等 B.裁判员评分时能将她们当质点
C.两人重心的加速度几乎一直相同 D.重心上升过程中一直处于超重状态
7.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
8.如图所示,某段时间内站立在体重计上的一位同学完成下蹲动作。下列图像能反应体重计示数随时间变化的是(  )
A.B.C.D.
9.2021年7月27日,在东京奥运会跳水女子双人十米跳台决赛中,中国选手陈芋汐/张家齐夺得冠军。运动员在跳台的最外端准备起跳,如图所示,若运动员起跳过程和离开跳台上升的过程均可以看成匀变速运动,则(  )
A.运动员受到的重力就是她对跳台的压力
B.运动员对跳台的压力是由于跳台发生形变而产生的
C.运动员离开跳台上升到最高点的过程中处于超重状态
D.运动员起跳过程的平均速度和离开跳台上升过程的平均速度相等
10.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
11.如图所示,蹦板是一种极限体育项目,运动员从高处跳下,弹性绳被拉伸前做自由落体运动,弹性绳被拉伸后在弹性绳的缓冲作用下,运动员下落一定高度后速度减为零。 从弹性绳开始张紧到运动员下落到最低点的过程中,忽略空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.运动员的加速度不变 B.运动员的加速度一直增大
C.运动员一直处于失重状态 D.运动员先处于失重状态后处于超重状态
12.一个质量为1kg的物体用一轻质弹簧测力计竖直悬挂在升降机内,下列说法正确的是 (  )
A.只有当弹簧测力计的示数为零时,物体才处于失重状态
B.弹簧测力计的示数为5N时,物体的重力大小也为5N
C.升降机向上加速运动时,弹簧测力计的示数大于10N
D.升降机向下减速运动时,弹簧测力计的示数小于10N
二、多选题
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.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落,如图所示,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止悬吊着时的平衡位置,人在从P点落下到最低点c的过程中(  )
A.在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态
B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C.在bc段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
D.在c点,人的速度为零,其加速度为零
15.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
16.在某建筑工地,有一工件在电机的牵引下从地面竖直向上送至指定位置进行安装,已知该工件先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动三个阶段。当工件加速运动到总距离的一半时开始计时,测得电机的牵引力随时间变化的图像如图所示,当时工件速度恰好减为0且到达指定位置。整个过程中不计空气阻力,重力加速度,则(  )
A.时间内,工件一直处于失重状态
B.工件做匀速运动的速度大小为
C.工件做匀减速运动加速度大小为
D.地面和指定位置之间的总距离为56m
三、填空题
17.两个完全相同的条形磁铁,放在平板AB上,磁铁的N、S极如图所示,开始时平板及磁铁皆处于水平位置,且静止不动。
a.现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触),并使之停在A″B″处,结果发现两个条形磁铁吸在了一起。
b.如果将AB从原来位置突然竖直向下平移,并使之停在位置A′B′处,结果发现两条形磁铁也吸在了一起,请回答下列问题:
(1)开始时两磁铁静止不动,磁铁间的相互作用力是________力;右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________。
(2)在a过程中磁铁开始滑动时,平板正在向上加速还是减速呢?答:________。
(3)在b过程中磁铁开始滑动时,平板正在向下加速还是减速呢?答:________。
18.小明在以 2m/s2 的加速度加速下降的升降机里最多能举起 60.0kg 的 物体,则他在地面上最多能举起_______kg 的物体.若他在匀加速上升的升降机中最多能举起 32.0kg 的物体,则此升降机上升的加速度大小为_______________ m/s2.
四、解答题
19.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)
20.升降机地板上放一个弹簧式台秤,秤盘放一个质量为20kg的物体(g=10m/s2),当升降机
(1)当升降机匀速上升时,物体对台秤的压力大小是多少?
(2)当升降机以1m/s2的加速度竖直上升时,物体处于超重状态还是失重状态?物体所受的支持力大小是多少?
(3)当升降机以5m/s2的加速度减速上升时,物体处于超重状态还是失重状态?物体所受的支持力大小是多少?
(4)当升降机自由下落时,物体对台秤的压力为多少?
参考答案
1.A
【详解】
AC.0~4s,压力大于重力,电梯加速度竖直向上,处于超重状态,做加速上升。故A正确;C错误;
B.根据图像信息可得,压力保持不变时,根据二力平衡有
解得
压力即支持力最大为50N,此时加速度最大,由牛顿第二定律有
代入数据,得
故B错误;
D.在整个过程中,重物重力保持不变。故D错误。
故选A。
2.C
【详解】
在B点,重力等于弹力,在C点速度为零,弹力大于重力,所以从C到B过程中合力向上,做加速运动,但是由于从C到B过程中踏板的形变量在减小,弹力在减小,所以合力在减小,故做加速度减小的加速运动,加速度向上,处于超重状态,从B到A过程中重力大于弹力,所以合力向下,加速度向下,速度向上,所以做减速运动,处于失重状态,故C正确,ABD错误。
故选C。
3.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。
4.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。
5.D
【详解】
AB.由于图象的斜率表示速度,由图可知在时间内速度增加,时间内匀速,时间内减速,故AB错误;
C.时间内,向下加速运动,则
乘客处于失重状态,故C错误;
D.在时间内,即乘客减速下降,加速度向上,根据牛顿第二定律得
处于超重状态,故D正确。
故选D。
6.C
【详解】
A.从竖直起跳到倒立入水,身体形态发生变化,故身体上下各部分的位移不会都相等,A错误;
B.肢体动作对得分有影响,故裁判员评分时不能将她们当质点,B错误;
C.两人动作几乎完全同步,故两人重心的加速度几乎一直相同,C正确;
D.重心上升过程中只受重力作用,一直处于完全失重状态,D错误。
故选C。
7.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。
8.C
【详解】
人下蹲的过程可以分成两段:人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,根据牛顿第二定律可知
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,根据牛顿第二定律可知
此时人对传感器的压力大于人的重力的大小。
故选C。
9.D
【详解】
A.运动员受到的重力的施力物体是地球,而对跳台的压力的施力物体是运动员,不是同一个力,故A错误;
B.运动员对跳台的压力是由于运动员的脚发生形变而产生的,故B错误;
C.运动员离开跳台上升到最高点的过程中,加速度向下,处于失重状态,故C错误;
D.运动员起跳过程和离开跳台上升过程看成匀变速运动,则根据平均速度
由竖直上抛和自由落体的对称性,可知,运动员起跳过程的平均速度和离开跳台上升过程的平均速度相等,故D正确。
故选D。
10.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

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。
11.D
【详解】
弹性绳拉展前运动员只受重力,加速度为重力加速度,处于完全失重状态,弹性绳拉展后,开始拉力小于重力,加速度逐渐减小,加速度方向向下,还处于失重状态,当拉力大于重力,加速度逐渐增大,运动员加速度方向向上,运动员处于超重状态。所以弹性绳拉展后运动员先处于失重状态,后处于超重状态。
故选D。
12.C
【详解】
A.只要当弹簧测力计的示数小于物体的重力时,物体就处于失重状态,所以A错误;
B.物体的重力大小只与当地的重力加速度及物体的质量有关,所以B错误;
C.根据牛顿第二定律
可知,当升降机向上加速运动时,弹簧测力计的示数大于10N,所以C正确;
D.升降机向下减速运动时,其加速度向上,合外力向上,所以弹簧测力计的示数大于10N,则D错误;
故选C。
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.AB
【详解】
A.a点是弹性绳的原长位置,故a点之前人只受重力,人做自由落体运动,处于完全失重状态,故A正确;
B.b是人静止悬吊着时的平衡位置,故ab段绳的拉力小于重力,人在ab段有向下的加速度,处于失重状态,故B正确。
C.在bc段绳的拉力大于人的重力,人在bc段有向上的加速度,故人处于超重状态,故C错误;
D.c点是人所到达的最低点,故c点速度为零,但受向上的合力不为零,有向上的加速度,故D错误。
故选AB。
15.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。
16.CD
【详解】
A.该工件先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动三个阶段,图线表示的是匀速的后半段和匀减速,所以0~10s时间内,工件做匀速运动,处于平衡状态,选项A错误;
B.根据动量定理得
匀速运动时有
解得
工件做匀速运动的速度大小为2m/s,选项B错误;
C.根据牛顿第二定律得
解得
工件做匀减速运动的加速度大小为0.25m/s2,选项C正确;
D.地面和指定位置之间的总距离为
选项D正确;
故选CD。
17.吸引 右 减速 加速
【详解】
(1)[1][2]磁铁静止时,二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等,对右侧的磁铁来说,吸引力向左,静摩擦力向右。
(2)[3]当平板向上运动而磁铁吸在一起时,说明摩擦力减小,磁铁所受支持力减小,磁铁应处于失重状态,所以平板应向上减速运动,加速度方向向下。
(3)[4]当平板向下运动而两磁铁吸在一起时,磁铁应处于失重状态,所以加速度仍向下,故是向下加速运动。

18.48 5
【详解】
设人的最大举力为F,以物体为研究对象.当电梯以2m/s2的加速度匀加速下降时,根据牛顿第二定律得:mg-F=ma,解得:F=480N,根据F=m1g,可得在地面上人能举起的物体的质量为:m1=48kg;当电梯匀加速上升时,F-m2g=m2a2,代入解得:a2=5m/s2.
19.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
20.(1)200N;(2)超重,220N;(3)失重,100N;(4)0
【详解】
(1)当升降机匀速上升时,根据
根据牛顿第三定律,物体对台秤的压力大小200N
(2)当升降机以1m/s2的加速度竖直上升时,加速度方向向上,物体处于超重状态,根据牛顿第二定律
解得
(3)当升降机以5m/s2的加速度减速上升时,加速度方向向下,物体处于失重状态,根据牛顿第二定律
解得
(4)当升降机自由下落时,加速度等于重力加速度,则物体处于完全失重状态,则物体对台秤的压力为0