2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册4.6超重和失重基础过关 (Word版含答案)

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名称 2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册4.6超重和失重基础过关 (Word版含答案)
格式 docx
文件大小 2.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-26 12:48:13

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文档简介

4.6超重和失重新学期同步练习基础过关-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.如图所示的蹦床比赛中,人从空中下落到弹簧床面后,直到向下减速为零,忽略空气阻力,以下说法正确的是(  )
A.人接触蹦床面到运动至最低点的过程中,人的惯性先增大后减小
B.人接触蹦床时速度最大
C.人起跳时弹簧对他的支持力大于他对弹簧的压力
D.人接触弹簧向下运动的整个过程中,人是先失重后超重
2.为了节能,某地铁出口处的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行,当有人站上去时又会慢慢启动,加速到一定速度后再匀速运行。对于此自动扶梯启动并将人送到高处的过程(如图所示),以下说法正确的是(  )
A.人始终受到重力、支持力和摩擦力的作用
B.人对扶梯的压力是由于扶梯踏板发生弹性形变而产生的
C.在自动扶梯启动加速的阶段,人处于超重状态
D.匀速运行时,人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对平衡力
3.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
4.2021年第14届全运会资格赛落幕,董栋和刘灵玲分获男、女个人蹦床冠军。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧,运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度-时间图像如图所示,其中Oabc段为曲线,直线cd 与曲线相切于c点abc部分关于t=t2对称。不计空气阻力,则(  )
A.运动员在0-t1时间内竖直向上做加速运动,处于超重状态
B.在t2时弹簧处于原长状态,运动员处于失重状态
C.运动员在t4时到达最高处,处于超重状态
D.运动员在t1时与t3时加速度大小相等,都处于失重状态
5.潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域,浮力顿减,称之为“掉深”。我国南海舰队的某常规型潜艇,是目前世界上唯一的一艘遭遇到海底“掉深”后,还能自救脱险的潜艇,创造了世界潜艇发展史上的奇迹。如图甲所示,某总质量为的潜艇,在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时刻,该潜艇“掉深”,在时间内潜艇竖直方向的图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。重力加速度取,不计水的粘滞阻力,则( )
A.潜艇在“掉深”前的速度为
B.潜艇在高密度海水区域受到的浮力为
C.潜艇“掉深”后竖直向下的最大位移为
D.潜艇“掉深”后在时间内处于超重状态
6.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
7.一个质量为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
8.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
9.极限跳水也叫高台跳水,一般是在悬崖或者港口上搭建跳台,选手们从高处一跃而下,惊险刺激的场景令观众大呼过瘾。如图所示,一选手从距离水面高为20 m的跳台上跳下,忽略选手跳离时的初速度,选手受到的空气阻力跟速度成正比,重力加速度取g=10 m/s2,则选手在入水前,下列说法正确的是(  )
A.选手在空中做匀加速运动 B.选手从开始跳下到入水的时间等于2 s
C.选手加速下落时处于失重状态 D.选手最后可能会减速下落处于超重状态
10.对于下列说法正确的是(  )
A.电梯正在减速下降,人在电梯中处于失重状态
B.物体超重时惯性大,失重时惯性小
C.自由落体运动的物体在下落过程中,处于完全失重状态
D.物体处于完全失重状态时,不受重力
二、多选题,共5小题
11.在北京时间7月30日下午结束的东京奥运会蹦床女子决赛中,中国名将朱雪莹夺得金牌,其中位置表示床面未受压力时的平衡位置,位置是她从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置.若床面始终在弹性限度内,空气阻力及床面的质量均可忽略不计,对于朱雪莹从最高点下落到最低点的过程,下列说法中正确的是(  )
A.床面从A位置下降到位置的过程中,朱雪莹的速度不断变小
B.床面在位置时,朱雪莹所受弹力大于重力
C.朱雪莹接触床面前处于失重状态,接触床面后处于超重状态
D.加速度方向改变发生在之间的某位置
12.近几年,国家推出了旧房改造的政策,方便了很多老小区的居民,如图所示是某小区加装的外置电梯,其在0~8 s内的v-t图像如图所示,取竖直向上为正方向,某居民的质量为50 kg,站在电梯内,重力加速度大小取10 m/s2,下列说法中正确的是(  )
A.0~2s内该居民处于超重状态
B.6~8s内该居民处于失重状态
C.1 s末,该居民对电梯的压力为600 N
D.7 s末,该居民对电梯的压力为400 N
13.若以竖直向上为正方向,某电梯运动的图像如图所示,电梯中的乘客:(  )
A.时间内处于超重状态
B.时间内处于失重状态
C.时间内处于失重状态
D.时间内处于失重状态
14.为了方便居民的生活,很多老旧小区加装了电梯,如图甲所示为某小区加装的外置电梯。质量为的某同学站在电梯内,用仪器记录了电梯在运行过程中速度随时间变化的关系的图像如图乙所示。若规定竖直向上为正方向,重力加速度取,下列说法中正确的是(  )
A.内该同学处于失重状态
B.内该同学处于失重状态
C.末,该同学对电梯的压力大小为
D.末,该同学对电梯的压力大小为
15.一名乘客乘坐竖直电梯上楼,其位移x与时间t的图像如图所示,其中t1到t2时间段图像为直线。下列说法正确的是(  )
A.t1~t2时间内,乘客的速度一直不变
B.t2-t3时间内,乘客的速度一直增大
C.t1~t2时间内,乘客对电梯压力大于乘客重力
D.t2~t3时间内,乘客对电梯压力小于乘客重力
三、填空题,共3小题
16.如图所示,一电梯正以的加速度向下做匀加速运动,在电梯的顶部挂有一弹簧秤,弹簧秤下用一轻绳挂着一个质量为的物体,则弹簧秤的示数为_____,此时物体处于_____状态(选填“超重”或“失重”)()
17.视重:体重计的示数称为视重,反映了人对体重计的______。
18.某同学为了探究超重与失重现象,在学校大楼的电梯里面进行实验,用一个弹簧测力计悬吊一个苹果,如图所示,观察弹簧测力计的示数变化情况.他发现:在电梯从1楼开始上升直达8楼停下的过程中,弹簧测力计的读数先是2.2N,然后稳定在2N,最后变为1.7N.电梯起动时的加速度大小为________,电梯减速时的加速度大小为________.(g取)
四、解答题,共2小题
19.在超重或失重现象中,物体受到的重力大小是否改变 若人对座椅的压力为0,是否可以认为人所受的重力就为0 为什么
20.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.
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.D
【详解】
A.质量是惯性的唯一量度,所以人接触蹦床面到运动至最低点的过程中,人的惯性不变。故A错误;
B.人接触蹦床面到运动至最低点的过程中,速度先增大后减小,当人受到的床面的弹力与重力平衡时,其速度达到最大。故B错误;
C.根据牛顿第三定律,可知人起跳时弹簧对他的支持力等于他对弹簧的压力。故C错误;
D.人接触弹簧向下运动的整个过程中,开始一段时间,重力大于弹力,处于失重状态,当弹力等于重力,速度达最大,之后重力小于弹力,处于超重状态。故D正确。
故选D。
2.C
【详解】
A.加速运动时,人受到重力、支持力和摩擦力的作用,匀速运动时,人受到重力和支持力的作用,水平方向不受摩擦力作用,故A错误;
B.人对扶梯的压力是由于人的脚发生弹性形变而产生的,故B错误;
C.在自动扶梯启动加速的阶段,人具有竖直向上的加速度,支持力大于重力,处于超重状态。故C正确;
D.人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对相互作用力,不是平衡力。故D错误;
故选C。
3.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。
4.A
【详解】
A.时间内运动员竖直向上做加速运动,加速度向上,处于超重状态,故A正确;
B.由题图知时运动员的速度达到最大,此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡,弹簧并非处于原长状态,运动员不是处于失重状态,故B错误;
C.运动员在时到达最高处,加速度向下,处于失重状态,故C错误;
D.由对称性可知,曲线在时与时的斜率绝对值相等,运动员加速度大小相等,运动员在时处于超重状态,故D错误。
故选A。
5.D
【详解】
A.图像表示潜艇“掉深”后竖直方向速度的变化情况,“掉深”前在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行,所以不知道“掉深”前的速度,故A错误;
B.因潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行,潜艇在高密度海水区域受到的浮力等于潜艇的重力,即为
故B错误;
C.根据图像与坐标轴所围的面积表示位移可得潜艇“掉深”后竖直向下的最大位移为
故C错误;
D.潜艇“掉深”后在时间内,加速度方向向上,处于超重状态,故D正确。
故选D。
6.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。
7.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。
8.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。
9.C
【详解】
A.选手在空中下落的过程中,随着速度的增加,空气阻力逐渐增大,合力逐渐减小,加速度逐渐减小,因此选手在空中做加速度逐渐减小的加速运动,A错误;
B.若下落的过程中没有空气阻力,根据
可知入水时间
而由于空气阻力的作用,入水时间应大于2s,B错误;
C.选手加速下落过程中,合力向下,处于失重状态,C正确;
D.当速度足够快时,重力等于阻力,加速度减小到零,速度不再增加,选手最后可能会匀速下落,D错误。
故选C。
10.C
【详解】
A.电梯减速下降的过程,加速度向上,其内部的人处于超重状态,A错误;
B.质量是惯性大小的量度,与物体运动的状态无关,不论超重还是失重,物体的惯性不变,B错误;
C.自由下落的物体处于完全失重状态,C正确;
D.自由下落的物体处于完全失重状态,但受到的重力不变,D错误。
故选C。
11.BD
【详解】
A.朱雪莹刚接触床面时,蹦床对朱雪莹的弹力小于重力,合力向下,继续向下加速,其动能变大,然后弹力大于重力,合力向上,继续向下减速。故A错误;
B.床面在B位置时,速度为零,弹力大于重力,合外力向上。故B正确;
C.朱雪莹接触床面前处于失重状态,刚接触床面到弹力与重力大小相等之前,弹力小于重力,合力向下,仍然处于失重状态。故C错误;
D.朱雪莹在重力等于弹力的位置,加速度为零,此位置之后加速度改变方向,此位置在AB之间的某位置,故D正确。
故选BD。
12.BD
【详解】
A.0~2s电梯向上减速,该居民处于失重状态,故A错误;
B.6~8s内电梯向下加速,该居民处于失重状态,故B正确;
C.1s末,该居民处于失重状态,加速度为2m/s2,对电梯的压力为
F=mg-ma=400N
故C错误;
D.7 s末,该居民处于失重状态,加速度为2m/s2,对电梯的压力为
F=mg-ma=400N
故D正确。
故选BD。
13.AC
【详解】
A.时间内,加速向上运动,加速度向上,处于超重状态,选项A正确;
B.时间内,匀速向上运动,不超重也不失重,选项B错误;
C.时间内加速向下运动,加速度向下,处于失重状态,选项C正确;
D.时间内减速向下运动,加速度向上,处于超重状态,选项D错误。
故选AC。
14.BC
【详解】
A.内,图线斜率为正,加速度向上,该同学处于超重状态。故A错误;
B.内,图线斜率为负,加速度向下,该同学处于失重状态。故B正确;
C.末,由图象得加速度的大小为
由牛顿的定律得
解得
故C正确;
D.末,该同学处于失重,对电梯的压力大小小于自身重力(500N)。故D错误。
故选BC。
15.AD
【详解】
AC.因x-t图像的斜率等于速度,则在 t1~t2时间内,电梯匀速上升,乘客的速度一直不变,乘客对电梯压力等于乘客重力,选项A正确,C错误;
BD.t2-t3时间内,电梯减速向上运动,乘客的速度一直减小,加速度向下,乘客失重,即乘客对电梯压力小于乘客重力,选项B错误,D正确。
故选AD。
16. 失重
【详解】
[1][2]设弹簧秤对物体的拉力大小为,根据牛顿第二定律得
得到
说明物体处于失重状态。
17.压力
【详解】

18.1 1.5
【详解】
[1].由题意知苹果重2N,质量为0.2kg,先做匀加速直线运动
[2].后做匀速直线运动,最后做匀减速运动
19.没有;不能;人的全部重力提供了加速度,不产生压力
【详解】
在超重或失重现象中,物体受到的重力大小没有改变,是物体受到的支持力或拉力发生了改变;若人对座椅的压力为0,不能可以认为人所受的重力就为0,是人的全部重力提供了加速度,这时人相对座位静止不动,但没有发生挤压及形变,所以不产生压力。
20.(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

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

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

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


此时弹簧秤示数为零(完全失重)。答案第1页,共2页
答案第1页,共2页