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 培优练习（word版含答案）
文档属性
| 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 培优练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 442.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-05 16:28:10 | ||
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文档简介
超重和失重 培优练习
一．选择题（共7小题）
1．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。在上述过程中，关于座舱中的人所处的状态，下列判断正确的是（ ）
A．座舱在自由下落的过程中人处于超重状态
B．座舱在减速运动的过程中人处于超重状态
C．座舱在整个运动过程中人都处于失重状态
D．座舱在整个运动过程中人都处于超重状态
2．小明同学用手掌平托一苹果，如图所示，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最左侧点b运动到最高点c的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．苹果处于超重状态
B．手掌对苹果的支持力越来越小
C．手掌对苹果的摩擦力越来越大
D．苹果所受的合外力越来越大
3．倾角为θ、质量为M的斜面体始终静止在水平桌面上，质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑。下列结论正确的是（ ）
A．斜面体处于超重状态 B．木块对斜面体的压力大小是mgsinθ
C．桌面对斜面体摩擦力大小mgsinθcosθ D．桌面对斜面体支持力大小（M+m）g
4．如图所示，圆柱体固定在地面上，表面光滑，轻质橡皮绳一端连接小球甲，另一端跨过圆柱体连接小球乙，乙通过细绳与地面连接，甲质量是乙的2倍，甲乙均静止。将连接地面的细绳剪断瞬间（ ）
A．甲球的加速度为g B．甲球处于失重状态
C．乙球处于超重状态 D．乙球处于平衡状态
5．某实验小组在电梯内固定一个力传感器，在传感器下方悬挂一个重为10N的钩码，测出的力随时间的变化规律如图所示。则下列分析不正确的是（ ）
A．从t1到t2，钩码处于失重状态
B．从t3到t4，钩码处于超重状态
C．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在3楼
D．电梯可能开始在3楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
6．在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面76m高处，然后由静止释放，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动到距地面28m时开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态
B．座椅在减速下降的过程中人处于超重状态
C．座椅距离地面50m高度时，座椅对游客的作用力是游客体重的3倍
D．座椅距离地面15m高度时，座椅对游客的作用力是游客体重的2倍
7．7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A位置表示床面未受压力时的平衡位置，B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B位置过程中，朱雪莹的速度不断变小
B．床面在B位置时，朱雪莹所受弹力等于重力
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AB之间的某位置
二．多选题（共5小题）
8．某中学举行了校秋季运动会，小明同学参加了跳高决赛，他以背越式跳过1.65m的高度拿到了本届校运会的亚军，为班级争了光．若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小明下降过程中处于失重状态
B．小明脚离地起跳以后在上升过程中处于超重状态
C．小明起跳时地面对他的支持力大于他的重力
D．小明起跳以后在下降过程中重力消失了
9．某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，如图甲所示，在电梯地板上固定了一个压力传感器，传感器上表面水平，将一个重力G＝10N的物体放在压力传感器上，观察在电梯运动过程中压力传感器示数的变化情况，若某段时间内计算机显示屏上出现如图乙所示的图线，则根据图线分析可知（ ）
A．在第1s内，物体处于失重状态，电梯可能向下做匀加速直线运动
B．在第2s内，电梯可能处于匀速运动状态
C．在第3s内，物体处于超重状态，电梯可能向下做匀减速直线运动
D．在第4s内，物体处于超重状态，电梯可能向上做匀加速直线运动
10．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度﹣位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的有（ ）
A．弹性绳原长小于15m
B．当运动员下降10m时，处于超重状态
C．当运动员下降15m时，绳的弹力最大
D．当运动员下降20m时，其加速度方向竖直向上
11．图甲为门式起重机，它可以从列车上将静止的集装箱竖直向上提升到一定高度。若选竖直向上为正方向，测得集装箱竖直方向运动过程中的加速度a随位移x变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．在x＝4m时，集装箱的速度为2m/s B．在0～4m内，集装箱运动的时间为s
C．在4m～6m内，集装箱处于超重状态 D．集装箱上升的最大高度为6m
12．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点时的加速度大小等于在a点时的加速度大小
D．此人重心在f点时的脚已经离开传感器
三．解答题（共4小题）
13．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，人受到的支持力为多少？（g＝10m/s2）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以2m/s2的加速度匀加速上升；
（3）升降机以5m/s2的加速度匀加速下降。
14．一质量为5kg的金属球用细绳挂在升降机的顶端，当升降机以2m/s2的加速度匀加速上升时，细绳受到小球的拉力大小为多少？（g＝10m/s2）
15．将金属块m，用轻质弹簧卡压在一矩形箱中（如图），在箱的上底板和下底板有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a＝2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上、下底板压力传感器分别显示6.0N和10.0N（取g＝10m/s2）．
（1）若上底压力传感器示数为下底压力传感器的一半，试判断箱的运动情况．
（2）要使上底板压力传感器示数为零，箱沿竖直方向的运动情况可能是怎样的？
16．在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时，传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图象如图所示．试由此图回答问题：（g取10m/s2）
（1）该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？
（2）算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？
超重和失重 培优练习
参考答案
一．选择题（共7小题）
1．B； 2．B； 3．C； 4．C； 5．C； 6．B； 7．D；
二．多选题（共5小题）
8．AC； 9．BD； 10．AD； 11．BC； 12．CD；
三．解答题（共4小题）
13．解：（1）当升降机匀速上升时由平衡条件得：F合=FN-G=0
所以人受到的支持力为：FN=G=mg=60×10N=600N
（2）当升降机以2m/s2的加速度加速上升时，根据牛顿第二定律有：F′N-G=ma
可得人受到的支持力为：F′N=G+ma=m（g+a）=60×（10+2）N=720N；
（3）当升降机以5m/s2的加速度加速下降时，根据牛顿第二定律可得：mg-F″N=ma
可得人受到的支持力：F″N=mg-ma=m（g-a）=60×（10-5）N=300N；
答：（1）升降机匀速上升时人受到的支持力为600N；
（2）升降机以2m/s2的加速度匀加速上升时，人受到的支持力为720N；
（3）升降机以5m/s2的加速度匀加速下降时，人受到支持力为300N。
14.
解：设细绳对小球的拉力大小为T，以小球为研究对象，受力如图．由于匀加速向上运动，所以合力竖直向上．由牛顿第二定律知
T-mg=ma
所以T=mg+ma=60N
由牛顿第三定律知，细绳对小球的拉力大小也为60N．
答：细绳受到小球的拉力大小为60N.
15.
16.
第2页（共2页）
一．选择题（共7小题）
1．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。在上述过程中，关于座舱中的人所处的状态，下列判断正确的是（ ）
A．座舱在自由下落的过程中人处于超重状态
B．座舱在减速运动的过程中人处于超重状态
C．座舱在整个运动过程中人都处于失重状态
D．座舱在整个运动过程中人都处于超重状态
2．小明同学用手掌平托一苹果，如图所示，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最左侧点b运动到最高点c的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．苹果处于超重状态
B．手掌对苹果的支持力越来越小
C．手掌对苹果的摩擦力越来越大
D．苹果所受的合外力越来越大
3．倾角为θ、质量为M的斜面体始终静止在水平桌面上，质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑。下列结论正确的是（ ）
A．斜面体处于超重状态 B．木块对斜面体的压力大小是mgsinθ
C．桌面对斜面体摩擦力大小mgsinθcosθ D．桌面对斜面体支持力大小（M+m）g
4．如图所示，圆柱体固定在地面上，表面光滑，轻质橡皮绳一端连接小球甲，另一端跨过圆柱体连接小球乙，乙通过细绳与地面连接，甲质量是乙的2倍，甲乙均静止。将连接地面的细绳剪断瞬间（ ）
A．甲球的加速度为g B．甲球处于失重状态
C．乙球处于超重状态 D．乙球处于平衡状态
5．某实验小组在电梯内固定一个力传感器，在传感器下方悬挂一个重为10N的钩码，测出的力随时间的变化规律如图所示。则下列分析不正确的是（ ）
A．从t1到t2，钩码处于失重状态
B．从t3到t4，钩码处于超重状态
C．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在3楼
D．电梯可能开始在3楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
6．在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面76m高处，然后由静止释放，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动到距地面28m时开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态
B．座椅在减速下降的过程中人处于超重状态
C．座椅距离地面50m高度时，座椅对游客的作用力是游客体重的3倍
D．座椅距离地面15m高度时，座椅对游客的作用力是游客体重的2倍
7．7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A位置表示床面未受压力时的平衡位置，B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B位置过程中，朱雪莹的速度不断变小
B．床面在B位置时，朱雪莹所受弹力等于重力
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AB之间的某位置
二．多选题（共5小题）
8．某中学举行了校秋季运动会，小明同学参加了跳高决赛，他以背越式跳过1.65m的高度拿到了本届校运会的亚军，为班级争了光．若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小明下降过程中处于失重状态
B．小明脚离地起跳以后在上升过程中处于超重状态
C．小明起跳时地面对他的支持力大于他的重力
D．小明起跳以后在下降过程中重力消失了
9．某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，如图甲所示，在电梯地板上固定了一个压力传感器，传感器上表面水平，将一个重力G＝10N的物体放在压力传感器上，观察在电梯运动过程中压力传感器示数的变化情况，若某段时间内计算机显示屏上出现如图乙所示的图线，则根据图线分析可知（ ）
A．在第1s内，物体处于失重状态，电梯可能向下做匀加速直线运动
B．在第2s内，电梯可能处于匀速运动状态
C．在第3s内，物体处于超重状态，电梯可能向下做匀减速直线运动
D．在第4s内，物体处于超重状态，电梯可能向上做匀加速直线运动
10．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度﹣位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的有（ ）
A．弹性绳原长小于15m
B．当运动员下降10m时，处于超重状态
C．当运动员下降15m时，绳的弹力最大
D．当运动员下降20m时，其加速度方向竖直向上
11．图甲为门式起重机，它可以从列车上将静止的集装箱竖直向上提升到一定高度。若选竖直向上为正方向，测得集装箱竖直方向运动过程中的加速度a随位移x变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．在x＝4m时，集装箱的速度为2m/s B．在0～4m内，集装箱运动的时间为s
C．在4m～6m内，集装箱处于超重状态 D．集装箱上升的最大高度为6m
12．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点时的加速度大小等于在a点时的加速度大小
D．此人重心在f点时的脚已经离开传感器
三．解答题（共4小题）
13．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，人受到的支持力为多少？（g＝10m/s2）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以2m/s2的加速度匀加速上升；
（3）升降机以5m/s2的加速度匀加速下降。
14．一质量为5kg的金属球用细绳挂在升降机的顶端，当升降机以2m/s2的加速度匀加速上升时，细绳受到小球的拉力大小为多少？（g＝10m/s2）
15．将金属块m，用轻质弹簧卡压在一矩形箱中（如图），在箱的上底板和下底板有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a＝2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上、下底板压力传感器分别显示6.0N和10.0N（取g＝10m/s2）．
（1）若上底压力传感器示数为下底压力传感器的一半，试判断箱的运动情况．
（2）要使上底板压力传感器示数为零，箱沿竖直方向的运动情况可能是怎样的？
16．在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时，传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图象如图所示．试由此图回答问题：（g取10m/s2）
（1）该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？
（2）算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？
超重和失重 培优练习
参考答案
一．选择题（共7小题）
1．B； 2．B； 3．C； 4．C； 5．C； 6．B； 7．D；
二．多选题（共5小题）
8．AC； 9．BD； 10．AD； 11．BC； 12．CD；
三．解答题（共4小题）
13．解：（1）当升降机匀速上升时由平衡条件得：F合=FN-G=0
所以人受到的支持力为：FN=G=mg=60×10N=600N
（2）当升降机以2m/s2的加速度加速上升时，根据牛顿第二定律有：F′N-G=ma
可得人受到的支持力为：F′N=G+ma=m（g+a）=60×（10+2）N=720N；
（3）当升降机以5m/s2的加速度加速下降时，根据牛顿第二定律可得：mg-F″N=ma
可得人受到的支持力：F″N=mg-ma=m（g-a）=60×（10-5）N=300N；
答：（1）升降机匀速上升时人受到的支持力为600N；
（2）升降机以2m/s2的加速度匀加速上升时，人受到的支持力为720N；
（3）升降机以5m/s2的加速度匀加速下降时，人受到支持力为300N。
14.
解：设细绳对小球的拉力大小为T，以小球为研究对象，受力如图．由于匀加速向上运动，所以合力竖直向上．由牛顿第二定律知
T-mg=ma
所以T=mg+ma=60N
由牛顿第三定律知，细绳对小球的拉力大小也为60N．
答：细绳受到小球的拉力大小为60N.
15.
16.
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