4.6 超重和失重 同步练习题(word版含答案)

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名称 4.6 超重和失重 同步练习题(word版含答案)
格式 docx
文件大小 334.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-21 06:58:47

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文档简介

超重和失重 同步练习题
一、单选题
1.如图所示,一同学在家中称体重,她稳定站立时体重计示数为,之后她发现“下蹲”“起立”过程中,体重计示数是变化的,请根据学过的超重、失重知识,判断以下说法正确的是(  )
A.整个“下蹲”过程,体重计的示数一直小于,出现失重现象
B.整个“起立”过程,体重计的示数一直大于,出现超重现象
C.整个“起立”过程,体重计的示数先小于后大于
D.“起立”或“下蹲”过程中,都能出现超重、失重现象
2.下列现象中属于失重现象的是(  )
A.电梯加速下降 B.电梯加速上升
C.电梯匀速上升 D.电梯减速下降
3.如图所示,质量为m的小球挂在电梯的天花板上。电梯在以大小为g的加速度向下加速运动,小球( )
A.处于失重状态,所受拉力为mg B.处于失重状态,所受拉力为mg
C.处于超重状态,所受拉力为mg D.处于失重状态,所受拉力为mg
4.游乐园中,游客乘坐加速和减速的升降机,可以体会超重与失重的感觉,下列描述正确的是(  )
A.当升降机加速上升时,游客处于失重状态
B.当升降机减速下降时,游客处于超重状态
C.当升降机减速上升时,游客处于超重状态
D.当升降机加速下降时,游客处于超重状态
5.小明住的楼房中有一部电梯,小明利用所学物理知识估测电梯在加速和减速过程中的加速度。方法如下:用测力计悬吊一个重物,保持测力计相对电梯静止,测得电梯上升过程中,加速时测力计读数为G1,减速时为G2。小明了解到该电梯加速和减速过程的加速度大小是相同的。由此,请估算电梯变速运动时加速度大小(重力加速度为g)(  )
A. B. C. D.
6.质量为m的物体,用细绳挂在电梯的天花板上。当电梯以0.2g的加速度竖直加速下降时,细绳对物体的拉力大小将(  )
A.小于重力 B.等于重力
C.大于重力 D.等于零
7.2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭成功发射,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。对于火箭在加速上升的过程中,下列说法正确的是(  )
A.火箭受到的合力方向竖直向下
B.飞船内的宇航员处于超重状态
C.火箭受到的重力与空气对火箭的作用力是一对相互作用力
D.飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力是一对平衡力
8.如图所示,将物体A放在容器B中,以某一速度把容器B竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器B的底面始终保持水平,则以下说法正确的是(  )
A.容器B上升过程中,物体A对B有压力,下降过程中,压力等于零
B.容器B上升到最高点的时候,物体A对B有压力
C.不论容器B上升还是下降,物体A对B都有压力
D.不论容器B上升还是下降,物体A对B的压力都等于零
二、多选题
9.如图,用手托着一个苹果将其向上抛出,苹果上升一段高度后下落,又被轻轻地接住,不计空气阻力,则(  )
A.苹果在上升过程中离手前处于超重状态
B.苹果在上升过程中离手前的速度越来越大
C.苹果在上升过程中速度先增大后减小
D.苹果未与手接触的过程中均处于完全失重状态
10.东京奥运会于2021年8月8日落下帷幕,中国体育代表团取得了38枚金牌、32枚银牌和16枚铜牌的好成绩.精彩的奥运赛场也蕴含了丰富的物理学知识,下列关于奥运赛场中的一些说法,正确的是(  )
A.摔跤运动员适当增加体重能增大其惯性
B.跳远运动员助跑能增大其起跳时的惯性
C.体操运动员单杠比赛下法前腾空的整个过程中运动员始终处于失重状态
D.举重运动员推动杠铃上升的整个过程中杠铃始终处于超重状态
11.大型商场为了方便顾客上下楼,都会安装自动扶梯。扶梯可以分为两大类,一种有台阶,另一种无台阶,如图所示。在没有顾客乘行时,这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行,当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则电梯在运送顾客上楼的整个过程中(  )
A.顾客始终处于超重状态
B.在图甲中,扶梯由加速转为匀速时乘客所受摩擦力减小
C.在图乙中,顾客始终受到三个力作用
D.在图乙中,顾客对扶梯作用力的方向先指向后斜下方,再竖直向下
12.如图所示,左图为大型游乐设备升降机,右图为其结构简图。升降机由静止开始从a位置自由下落到b位置,再从b位置开始以恒力制动竖直下落到c位置停下。已知升降机和游客的总质量为m,ab高度差为2h,bc高度差为h,重力加速度为g,忽略空气阻力,则(  )
A.升降机从a到b与从b到c过程运动的时间之比为2:1
B.升降机从a到b与从b到c过程运动的加速度大小之比为1:2
C.从a到b,升降机座椅对游客的作用力为游客重力的2倍
D.从b到c,升降机座椅对游客的作用力为游客重力的3倍
三、填空题
13.质量为1kg的物体放在电梯内的台秤上,若电梯以2m/s2加速度匀加速上升,台秤读数为______N,若电梯以2m/s匀速下降,台秤读数为_____N(取g=10m/s2)
14.某实验小组利用DIS系统在电梯内研究超重和失重现象。他们在电梯地板上放置一个压力传感器,在传感器上放一个物块,如图甲所示。电梯从底层到达顶层的过程中,计算机显示出传感器所受压力大小随时间变化的关系如图乙所示。则从图乙中可以知道该物块的重力为____N,物块处于超重状态的时间段为____,处于失重状态的时间段为____。
15.如图所示,一质量为60kg的人站在商场的电梯上,当电梯以a=3m/的加速度沿倾角的斜面加速向下运动时,人处_____状态(选填"超重"或"失重"),该人受到的支持力大小为_____N,该人受到的摩擦力大小为_____N。(g=10m/s2)
四、解答题
16.美国国家航空航天局(NASA)有一项面向大学生的“微重力学生飞行挑战计划”,学生以团队形式提交自己设计的微重力实验方案,获胜的队伍会受邀到约翰逊航天中心,乘坐飞机到达高空,然后飞机由静止开始下落,以模拟微重力环境。下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍。这样,可以获得持续约之久的失重状态,大学生们便在这段时间内进行关于微重力影响的实验。紧接着,飞艇又做匀减速运动。若飞艇离地面的高度不得低于,重力加速度取。试求:
(1)飞艇在内下落的高度。
(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力是重力的多少倍。
17.某人在以a=0.5m/s2的加速度匀加速下降的升降机中最多可举起m1=90kg的物体,则此人在地面上最多可举起多少千克的物体?若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2=40kg的物体,则此升降机上升的加速度为多大?(g取10m/s2)
18.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。既新奇又刺激,很受同学们欢迎。其原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面60m的高处,然后让座舱自由下落,落到离地面20m高时,制动系统启动,座舱均匀减速,到地面时刚好停下。若座舱中的小李体重500N,试求:
(1)此过程中的最大速度是多少?当座舱落到离地面30m的位置时,水平支持面对小李的支持力是多少?
(2)当座舱落到离地面15m的位置时,小李对水平支持面的压力是多少?(取g=10m/s2)。
(3)小李从开始下落经多长时间到达地面?
试卷第页,共页
试卷第1页,共5页
参考答案:
1.D
【详解】
下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态,后处于超重状态,体重计的示数先小于后大于;人从下蹲状态站起来的“起立”过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,人先处于超重状态,后处于失重状态,体重计的示数先大于后小于;所以“起立”、“下蹲”过程,都能出现体重计的示数大于的现象,也都能出现体重计的示数小于 的现象,所以“起立”或“下蹲”过程中,都能出现超重、失重现象;故D正确,ABC错误。
故选D。
2.A
【详解】
A.电梯加速下降时,加速度向下,失重,选项A正确;
B.电梯加速上升时,加速度向上,超重,选项B错误;
C.电梯匀速上升时,既不失重也不超重,选项C错误;
D.电梯减速下降时,加速度向上,超重,选项D错误。
故选A。
3.B
【详解】
小球挂在电梯的天花板上,受到重力mg和绳的拉力T,以大小为g的加速度向下加速运动,由牛顿第二定律可得
因此小球处于失重状态,所受拉力为mg,ACD错误,B正确。
故选B。
4.B
【详解】
A.当升降机加速上升时,游客受到重力和支持力,加速度向上,由牛顿第二定律可知
FN-mg=ma
FN>mg
游客处于超重状态,A错误;
B.当升降机减速下降时,游客受到重力和支持力,加速度向上,由牛顿第二定律可知
FN-mg=ma
FN>mg
游客处于超重状态,B正确;
C.当升降机减速上升时,游客受到重力和支持力,加速度向下,由牛顿第二定律可知
mg- FN =ma
FN<mg
游客处于失重状态,C错误;
D.当升降机加速下降时,游客受到重力和支持力,加速度向下,由牛顿第二定律可知
mg- FN =ma
FN<mg
游客处于失重状态,D错误。
故选B。
5.A
【详解】
设物体质量为m,电梯加速度大小为a,则
解得
故BCD错误,A正确。
故选A。
6.A
【详解】
当电梯以0.2g的加速度竖直加速下降时,物体处于失重状态,则细绳对物体的拉力大小将小于重力,故BCD错误A正确。
故选A。
7.B
【详解】
A.火箭在加速上升的过程中,加速度向上,所以合外力向上,故A错误;
B.宇航员随火箭一起向上做加速运动,加速度向上,处于超重状态,故B正确;
C.一对相互作用力方向相反,而火箭受到的重力与空气对火箭的作用力方向都向下,所以不是一对相互作用力,故C错误;
D.一对平衡力大小相等、方向相反、作用在同一个直线上、作用在同一个物体上,而飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的弹力作用在两个物体上,不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
8.D
【详解】
不论容器B上升还是下降,两物体的加速度均为向下的g,两物体均处于完全失重状态,则物体A对B的压力都等于零。
故选D。
9.CD
【详解】
A.苹果在上升过程中,离手前,受到重力和支持力作用,随着苹果的上升,支持力逐渐减小,离开手时,支持力为零,故苹果受到的合力先向上后向下,先是超重状态,后是失重状态,故A错误;
BC.苹果上升过程,离手前,先向上做加速运动,后向上做减速运动,速度先增大后减小,故B错误,C正确;
D.苹果未与手接触的过程中,只受重力,均处于完全失重状态,故D正确。
故选CD。
10.AC
【详解】
AB.惯性大小只与质量有关,与运动状态无关,且质量越大惯性越大,因此摔跤运动员适当增加体重能增大其惯性,故A正确,B错误;
C.加速度方向向上则超重,加速度方向向下则失重因为运动员在空中下落时加速度方向一直向下故运动员一直处于失重状态,故C正确;
D.举重运动员举起杠铃并非一直加速上升,中间会有减速到静止的时候,之后再上升,故不是一直处于超重状态,故D错误。
故选AC。
11.BD
【详解】
A. 有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行,加速阶段顾客处于超重状态,匀速阶段处于平衡态,故A错误;
B.在图甲中,加速阶段,由牛顿第二定律知

匀速阶段,由平衡条件得
由此可知,在图甲中,扶梯由加速转为匀速时乘客所受摩擦力减小,故B正确;
C.在图乙中,匀速阶段,只受重力和支持力,故C错误;
D.在图乙中,设扶梯对顾客的作用力为F,加速阶段受力分析,由牛顿第二定律知
方向指向前斜上方,根据牛顿第三定律,顾客对扶梯作用力的方向指向后斜下方,同理可知匀速阶段顾客对扶梯作用力的方向竖直向下,故D正确。
故选BD。
12.ABD
【详解】
A.加速与减速过程平均速度相等,由
可得运动时间之比等于位移大小之比为2:1,故A正确;
B.由a到b的加速度为g,有
由b到c加速度为a,有
可得
a=2g
故从a到b与从b到c的运动加速度大小之比为1:2,故B正确;
C.从a到b,游客处于完全失重状态,所以升降机座椅对游客的作用力等于0,故C错误;
D.从b到c,对游客,由牛顿第二定律
a=2g
得跳楼机座椅对游客的作用力为
则跳楼机座椅对游客的作用力为游客的重力的3倍,故D正确。
故选ABD。
13. 12 10
【详解】
根据题意,受力分析可得
代入数据,解得
由牛顿第三定律可知,物体对电梯的压力为12N,即台秤的示数为12N;
根据题意,受力分析可得
代入数据,解得
由牛顿第三定律可知,物体对电梯的压力为10N,即台秤的示数为10N。
14. 20 t1~t2 t3~t4
【详解】
电梯启动前处于静止状态,传感器受到的压力大小等于物块的重力大小,故物块的重力为20N。
t1~t2时间内,传感器受到的压力大于物块重力,物块处于超重状态。
t3~t4时间内,传感器受到的压力小于物块重力,物块处于失重状态。
15. 失重 492 144
【详解】
电梯以a=3m/的加速度沿倾角的斜面加速向下运动时,在竖直方向有向下的加速度,故人处于失重状态;
人在竖直方向的加速度为
竖直方向由牛顿第二定律得
代入数据解得
人在水平方向的加速度为
水平方向由牛顿第二定律
16.(1)3000m;(2)1.48
【详解】
(1)设飞艇在25s内下落的加速度为a1,设飞艇和大学生们的总质量为M,根据牛顿第二定律可得
解得
所以飞艇在25s内下落的高度为
即飞艇在s内下落的高度为3000m;
(2)25s后,飞艇将做减速运动,减速时飞机的速度
减速运动下落的高度
减速运动飞艇的加速度大小
设大学生质量为m,由牛顿第二定律
得飞艇对大学生的支持力为
由牛顿第三定律得,大学生对座位的压力大小
即大学生对座位的压力为重力的1.524倍。
17.85.5kg;11.375m/s2
【详解】
以物体为研究对象,对物体进行受力分析及运动状态分析,如图甲所示
设人的最大“举力”为F,由牛顿第二定律得
m1g-F=m1a1
解得
F=m1(g-a1)=855N
当他在地面上举物体时,设最多举起质量为m0的物体,则有
m0g-F=0
解得
m0=85.5kg
此人在某一匀加速上升的升降机中最多能举起m2=40kg的物体,由于m0=85.5kg>m2=40kg,显然此时升降机一定处于超重状态,对物体进行受力分析和运动情况分析,如图乙所示,由牛顿第二定律得
F-m2g=m2a2
解得
a2==11.375m/s2
即升降机加速上升的加速度为11.375m/s2。
18.(1),0;(2)1500N;(3)
【详解】
(1)由题意可知,座舱先自由下落40m,在20m高处时制动系统开始启动后做匀减速运动,所以下落40m时速度最大,设为v,由v2=2gh1,得
离地面30m时,座舱自由下落,处于完全失重状态,所以水平支持面对小李的支持力为0;
(2)设匀减速运动的加速度大小为a2,由v2=2a2h2,得
对小李,由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律,小李对水平支持面的压力是1500N;
(3)自由下落的时间为
匀减速的时间为
则总时间为
试卷第页,共页
试卷第1页,共1页