4.6超重和失重课后练习能力提升-2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
练习
一、单选题,共10小题
1.如果说一个人在电梯中“失重”了,是指( )
A.人对电梯的压力减小 B.人对电梯的压力增大
C.人的重力增大 D.人的重力减小
2. 年 月 日,神州十二号载人飞船返回舱在成功着陆的过程中,经大气层 的减速,速度从 减为 ;打开降落伞后,经过 速度进一步减为 ;与降落伞分离,打开发动机减速后处于悬停状态,经过对着陆点的探测后平稳着陆。若整个运动可视为竖直向下运动,则返回舱( )
A.打开降落伞前,处于完全失重状态
B.打开降落伞至分离前,处于失重状态
C.打开降落伞至分离前,受到的合力方向竖直向上
D.悬停状态中,发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
3.2021年4月28日,在西安举行的全运会田径项目测试赛女子撑杆跳高决赛中,浙江队选手徐惠琴以4米50的成绩获得冠军。若不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.徐惠琴上升过程先处于超重状态,后处于失重状态
B.徐惠琴上升到最高点时其加速度为零,她既不失重也不超重
C.徐惠琴从最高点下落到软垫前,这阶段一直处于超重状态
D.徐惠琴落到软垫后一直做减速运动,一直处于超重状态
4.质量为的物体放置在升降机内的台秤上,现在升降机以加速度在竖直方向上做匀变速直线运动,若物体处于超重状态,则( )
A.升降机加速度方向竖直向上 B.台秤示数减小
C.升降机一定向上运动 D.升降机一定做加速运动
5.一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.
6.如图所示,A、B两人用安全带连接在一起,从飞机上跳下进行双人跳伞运动,不计空气对人的阻力,下列说法正确的是( )
A.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力一定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力大于B的重力
C.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力等于B的重力
D.在降落伞打开后减速下降过程中,安全带的作用力小于B的重力
7.撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成三个阶段:持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。撑杆跳高的过程中包含很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.持杆助跑过程,重力的反作用力是地面对运动员的支持力
B.撑杆起跳上升阶段,弯曲的撑杆对运动员的作用力大于运动员对撑杆的作用力
C.撑杆起跳上升阶段运动员先处于超重状态后处于失重状态
D.越杆下落过程中运动员处于超重状态
8.有一个10N的重物,挂在固定在电梯顶部的弹簧测力计的下端。某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为 8 N,如图所示,此时( )
A.重物可能向上加速运动,处于超重状态
B.重物可能向下加速运动,处于失重状态
C.重物可能向上匀速运动,处于平衡状态
D.重物可能向下匀速运动,处于平衡状态
9.如图甲所示,质量为m=60 kg的同学,双手抓住单杠做引体向上,他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示,g取10 m/s2,由图像可知( )
A.t=0.5 s时,他的加速度为3 m/s2
B.t=0.4 s时,他处于超重状态
C.t=1.1 s时,他受到单杠的作用力的大小是620 N
D.t=1.5 s时,他处于超重状态
10.如图所示,人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,以下说法正确的是( )
A.若扶梯斜向上作匀加速运动,人对踏板的压力和人的重力等大
B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.人的重力和人对踏板的压力是一对平衡力
D.人受到重力和支持力的作用
二、多选题,共5小题
11.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
12.如图所示为学生手端餐盘准备用餐的情景,假设盘保持水平,盘里的碗、碟、水果的四周都留有空间,并与餐盘保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A.减速行走时,水果一定受到3个力的作用
B.加速向前行走时,盘对碗的作用力水平向前
C.将餐盘竖直向下放到餐桌上的过程中,食物都处于失重状态
D.若途中停下看通知时,餐盘稍微倾斜,但盘和里面的东西都静止,则盘对碗的支持力垂直盘面向上
13.在升降机中,一个人站在体重计上,发现自己的体重减轻了20%,于是他作出下列判断,其中正确的是( )
A.升降机可能以大小为0.8g的加速度加速上升
B.升降机可能以大小为0.2g的加速度加速下降
C.升降机可能以大小为0.2g的加速度减速上升
D.升降机可能以大小为0.8g的加速度减速下降
14.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩向下,并在钩上悬挂一个重为的钩码。弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出,如图所示,则下列分析正确的是( )
A.从时刻到,钩码处于失重状态 B.从时刻到,钩码处于失重状态
C.电梯可能从1楼开始上升,最后停在12楼 D.电梯可能从16楼开始下降,最后停在1楼
15.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
三、填空题,共3小题
16.某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体,而在一个竖直方向运动的电梯里,最多能举起质量为80kg的物体,那么此时电梯的加速度大小应为________m/s2,方向为__________(g=10m/s2)。
17.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.
18.图中的实线是某同学利用力传感器悬挂一砝码在竖直方向运动时,数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况.从图中可以知道该砝码的重力约为________N,A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为________,处于失重状态的为________.
四、解答题,共2小题
19.一质量为m = 40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t = 0时刻由静止开始上升,在0s到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问:
(1)在0到2s内电梯上升的加速度大小?
(2)在0到6s内电梯上升的高度是多少?(取重力加速度g = 10m/s2)
20.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。
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.A
【详解】
失重指的是对电梯的压力小于自身的重力,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.C
【详解】
A.打开降落伞前,飞船减速下降,加速度向上,处于完全超重状态,选项A错误;
B.打开降落伞至分离前,飞船减速下降,加速度向上,处于完全超重状态,选项B错误;
C.打开降落伞至分离前,加速度向上,则受到的合力方向竖直向上,选项C正确;
D.悬停状态中,发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力,它和飞船的重力是平衡力,选项D错误。
故选C。
3.A
【详解】
A.在撑杆上升的开始阶段加速度的方向向上,她处于超重状态,在上升的最后阶段加速度的方向向下,她处于失重状态,故A正确;
B.她上升到最高点时,其加速度方向向下,她处于失重状态,故B错误;
C.在空中下降过程她只受到重力的作用,加速度的方向向下,她处于失重状态,故C错误;
D.她落到软垫后,开始时软垫的作用力小于重力,她仍然要做一段加速运动后才会减速,故D错误。
故选A。
4.A
【详解】
ACD.由于物体处于超重状态,人对台秤的压力大于人的重力,台秤对人的支持力也大于重力,根据牛顿第二定律
可知人有向上的加速度,那么升降机也就有向上的加速度,此时可以是向上加速运动,也可以是向下减速运动,故A正确,CD错误;
B.根据牛顿第二定律
可知
所以台秤示数增加ma,故B错误。
故选A。
5.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。
6.A
【详解】
ABC.降落伞未打开时,A、B两人一起做自由落体运动,处于完全失重状态,则A、B之间安全带的作用力为0,A正确,BC错误;
D.降落伞打开后,A、B减速下降,加速度向上,则A、B处于超重状态,对B有
FT-mg=ma
整理得
FT=mg+ma>mg
D错误。
故选A。
7.C
【详解】
A.重力的反作用力是运动员对地球的吸引力,故A错误;
B.弯曲的撑杆对运动员的作用力和运动员对撑杆的作用力是相互作用力,大小相等,故B错误;
C.撑杆起跳上升阶段,运动员先向上做加速运动,后向上做减速运动,先处于超重状态后处于失重状态,故C正确;
D.越杆下落过程中运动员只受重力,处于完全失重状态,故D错误。
故选C。
8.B
【详解】
由题知,弹簧测力计的示数为8N,小于重物的重力10N,说明重物处于失重状态,所以重物的运动情况,可能是向下加速运动,或是向上减速运动。
故选B。
9.B
【详解】
A.根据速度-时间图像斜率表示加速度可知,t=0.5 s时,他的加速度为0.3 m/s2,A错误 。
B.t=0.4 s时他向上加速运动,加速度方向向上,他处于超重状态,B正确。
C.t=1.1 s时他的加速度为0,他受到的单杠的作用力刚好等于重力600 N,C错误。
D.t=1.5 s时他向上做减速运动,加速度方向向下,他处于失重状态,D错误。
故选B。
10.D
【详解】
A.若扶梯斜向上作匀加速运动,人有向上的加速度分量,人处于超重状态,所以人对踏板的压力大于人的重力,故A错误;
BD.由于人和梯做匀速运动,水平方向加速度为零,所以水平方向摩擦力为零,则人只受到重力和扶梯的支持力作用,故B错误,D正确;
C.人的重力和人对踏板的压力作用对象不同,所以两个力不是一对平衡力,故C错误。
故选 D。
11.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。
12.AD
【详解】
A.减速行走时,水果一定受到3个力的作用,分别是重力、支持力、摩擦力,A正确;
B.加速前行时,盘子对碗产生两个作用力,分别是支持力和向前的摩擦力,合力斜向前方,B错误;
C.将餐盘竖直向下放到餐桌上的过程中,食物都先处于失重,后处于超重状态,C错误;
D.若途中停下看通知时,餐盘稍微倾斜,但盘和里面的东西都静止,弹力垂直于接触面,所以盘对碗的支持力垂直盘面向上,D正确;
故选AD。
13.BC
【详解】
AD.若a=0.8g,方向竖直向上,可能加速上升,可能减速下降,根据牛顿第二定律有
F-mg=ma
解得
F=1.8mg
其中F为人的视重,人的视重比实际重力大
×100%=80%
AD错误;
BC.若a=0.2g,方向竖直向下,可能加速下降,可能减速上升,根据牛顿第二定律有
mg-F′=ma
解得
F′=0.8mg
人的视重比实际重力小
×100%=20%
BC正确。
故选BC。
14.AD
【详解】
A.从时刻t1到t3,钩码受到的拉力小于重力,钩码处于失重状态,加速度向下,A正确;
B.从时刻t5到t6,钩码受到的拉力大于重力,钩码处于超重状态,加速度向上,B错误;
C.如果电梯开始停在低楼层,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在高楼层,那么图像应该为拉力先等于重力、再大于重力、然后等于重力、小于重力、最后等于重力,C错误;
D.如果电梯开始停在高楼层,先加速下降,接着匀速下降,再减速下降,最后停在低楼层,那么应该是拉力先等于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力,D正确。
故选AD。
15.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。
16.2.5 竖直向下
【详解】
[1][2].某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体,而在一个竖直方向运动的电梯里,最多能举起质量为80kg的物体,说明在电梯内物体失重,加速度竖直向下;由牛顿第二定律:
mg-m0g=ma
解得:
17.48 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.
18.4 AD BC
【详解】
[1].由图可知砝码处于平衡状态时,力传感器的示数约为4N,故砝码重力约为4N;
[2][3].从图上很容易判断A、D两点力传感器的示数大于砝码实际重力,处于超重状态,B、C两点力传感器示数小于实际重力,处于失重状态.
19.(1)1m/s2;(2)9m
【详解】
(1)对小孩进行受力分析,列出牛顿第二定律有
a1 == 1m/s2
则在0到2s时间内的加速度为1m/s2。
(2)由F—t图像可知在0到2s内电梯做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动公式有
x1 =a1t12,v1 = a1t1
代入数据有
x1 = 2m,v1 = 2m/s
在2到5s内电梯做匀速直线运动,根据匀速直线运动的公式有
x2 = v1t2 = 6m
5到6s内电梯做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动公式
a3 == -2m/s2,x3 = v1t3 +a3t32 = 1m
则电梯上升的总位移为
x = x1 + x2 + x3 = 9m
则0到6s内电梯上升了9m。
20.(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
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页