4.6超重和失重 同步练习(Word版含解析)

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名称 4.6超重和失重 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 3.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-09 23:27:17

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文档简介

人教版必修第一册 4.6 超重和失重
一、单选题
1.为了节能,商场的自动扶梯会在无人乘行时低速运行,有人站上去时慢慢加速.自动扶梯在下列运行状态时,人处于超重状态的是(  )
A.匀速上行
B.匀速下行
C.加速下行
D.加速上行
2.在竖直运动的电梯内的地板上放置一个体重计,一位质量为50kg男学生站在体重计上,在电梯运动过程中的某时刻,该男学生发现体重计的示数如图所示。重力加速度g取10m/s2,则该时刻(  )
A.男学生的重力为400N
B.电梯一定在竖直向下运动
C.电梯的加速度大小为2m/s2,方向一定竖直向下
D.男学生对体重计的压力小于体重计对他的支持力
3.中国载人航天工程办公室消息,北京时间2021年11月8日1时16分,经过约6.5小时的出舱活动,神舟十三号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动全部既定任务。下列说法正确的是(  )
A.“2021年11月8日凌晨1时16分”是指时间间隔
B.“神舟十三号”绕地球运行一周的平均速度为零
C.分析“神舟十三号”的飞行姿态时可以视其为质点
D.航天员出舱活动时, 航天员就是在空间站表面像在地面一样步行
4.从2020年7月起,太原市实施的老旧小区安装电梯的惠民政策,解决了老旧小区中高龄居民上下楼的“大问题”。取竖直向上为正方向,图中记录了一居民乘电梯时速度随时间变化的关系,则以下四个时刻中,人处于超重状态的是(  )
A. B. C. D.
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.如图所示,电梯内有一固定斜面,斜面与电梯右侧墙壁之间放一光滑小球,当电梯以的加速度匀加速上升时,电梯右侧墙壁对小球弹力为,当电梯以的加速度匀减速上升时,电梯右侧墙壁对小球弹力为,重力加速度为g,则(  )
A. B.
C. D.
7.图示为河北某游乐园中的一个游乐项目“大摆锤”,该项目会让游客体会到超重与失重带来的刺激。以下关于该项目的说法正确的是(  )
A.当摆锤由最高点向最低点摆动时,游客会体会到失重
B.当摆锤由最高点向最低点摆动时,游客会体会到超重
C.当摆锤摆动到最低点时,游客会体会到明显的超重
D.当摆锤摆动到最低点时,游客会体会到完全失重
8.站在电梯里的人有失重的感觉时,电梯可能正在(  )
A.加速下降 B.加速上升 C.匀速下降 D.减速下降
9.在某学校的秋季运动会上,小娟同学以背越式成功地跳过了1.78米的高度。若不计空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.小娟上升过程中加速度大于重力加速度g
B.起跳时地面对她的支持力大于她对地面的压力
C.起跳时小娟对地面的压力小于她的重力
D.小娟在空中运动时处于失重状态
10.若同学在地面向上跳起,则他在空中(  )
A.一直处于超重状态
B.上升时处于超重状态,下降时处于失重状态
C.一直处于失重状态
D.上升时处于失重状态,下降时处于超重状态
11.为了体验超重与失重,某同学将台秤放在电梯的水平底板上,然后自己站在台秤上。当电梯处于静止状态时,台秤读数为60kg;在电梯运行后的某个瞬间,该同学发现台秤的读数变为45kg,重力加速度为10m/s2。则在该瞬间(  )
A.该同学的重力减轻了150N
B.电梯加速度大小为2m/s2
C.电梯可能加速下降
D.电梯可能加速上升
12.在升降机的地板上放有一质量为m的物体,升降机竖直向上运动过程中,上升的高度h与时间t的关系图像如图所示。和时刻升降机地板对物体的支持力大小分别为和,重力加速度为g,下面说法正确的是(  )
A.一定大于 B.一定小于 C.一定大于mg D.可能等于mg
13.2021年12月9日15点40分,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站开始进行太空授课。他们演示了微重力环境下太空转身、液体表面张力等现象。下列说法正确的是(  )
A.“12月9日15点40分”是指时刻
B.悬浮在太空舱中的宇航员处于超重状态
C.研究宇航员转身姿态时,宇航员可以看作质点
D.宇航员在太空舱中走动时,宇航员相对太空舱静止
14.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示,当此车减速上坡时(仅考虑乘客与水平面之间的作用),则乘客(  )
A.乘客所受重力减小
B.处于超重状态
C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用
D.不受摩擦力的作用
15.下列说法中正确的是(  )
A.东京奥运会女子双人跳台决赛中,陈芋汐、张家齐在空中加速下落时,处于超重状态
B.陈芋汐/张家齐在空中加速下落时,不受重力作用
C.游乐场中的升降机加速上升时,升降机中的乘客处于超重状态
D.游乐场中的升降机加速上升时,升降机中的乘客处于失重状态
二、填空题
16.中国第二艘载人航天飞船“神舟六号”于2005年10月12日上午九点,在酒泉卫星发射中心成功发射,顺利升空.40岁的费俊龙和41岁的聂海胜胜利完成了围绕地球飞行5天的航天任务.火箭发射升空的过程中,他们处于________状态;载人舱返回地面的过程中,他们处在________状态.(均选填“超重”或“失重”)
17.在“探究超重与失重的规律”实验中,某同学利用力传感器悬挂一个砝码沿竖直方向从静止开始运动,力传感器中拉力的大小变化情况如图所示.从图中知道该砝码的重力约______N,t=21s时砝码的加速度为____m/s2.(取g=10m/s2)
18.电梯中有一个弹簧测力计上悬挂质量为1kg的物体,当电梯以的加速度匀减速上升时,弹簧测力计的示数为________N.若下降过程中弹簧测力计的示数是12N,则此时物体的加速度大小为________.
三、解答题
19.如图,水平地面上的薄木板A,质量为m,长度l0=1.5m;小物块B置于木板A的左端,质量mB=2mA.让A. B相对地面以相同的速度v0=9m/s开始运动.已知木板A与地面间的动摩擦因数为μ1=0.4,A和B之间的动摩擦因数为μ2=0.3,重力加速度g=10m/s2.求开始运动后,A. B分离的时间以及分离时两者速度的大小.
20.一质量为的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从时刻由静止开始上升,在0~6 s内体重计对人的支持力F的变化情况如图所示。试问:在这段时间内小孩超重、失重情况及电梯上升的高度是多少?(取重力加速度)
21.为了确定物体在竖直方向上的运动情况,某研究小组利用一根轻弹簧、刻度尺、钩码制作了一个测量加速度的装置.如图所示,轻弹簧上端固定在竖直放置的刻度尺的零刻线处,下端不挂钩码时指针指在()位置;挂上质量为的钩码,平衡时指针处在()位置。(重力加速度)
(1)求弹簧的劲度系数;
(2)将该装置挂在竖直方向的升降机中,发现指针处在()位置。求此时升降机的加速度,并判断升降机的运动情况。
22.如图所示,质量M=4kg的足够长的木板在水平地面上做直线运动,与地面间动摩擦因数μ2=0.4,当长木板速度v0=18m/s时,将初速度为零质量m=2kg的滑块放到长木板上,滑块与长木板间动摩擦因数μ1=0.2,求:(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2)
(1)最终滑块到长木板右端的距离.
(2)由于滑块与木板之间的摩擦而产生的热量.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
AB.匀速上行和匀速下行时,人处于平衡状态,故AB错误;
C.加速下行时,人有竖直向下的加速度分量,人处于失重状态,故C错误;
D.加速上行时,人有竖直向上的加速度分量,人处于超重状态,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】
A.男学生的重力为
故A错误;
BC.由图可知该学生此时正处于失重状态,加速度方向竖直向下,即电梯可能竖直向下加速运动,也可能竖直向上减速运动,且加速度的大小为
故B错误,C正确;
D.男学生对体重计的压力与体重计对他的支持力是一对相互作用力,大小相等,故D错误。
故选C。
3.B
【详解】
A.“2021年11月8日凌晨1时16分”是指时刻,故A错误;
B.“神舟十三号”绕地球运行一周的位移为零,则平均速度为零,故B正确;
C.分析“神舟十三号”的飞行姿态时,其大小和形状不能忽略,不可以视其为质点,故C错误;
D.航天员出舱活动时, 航天员处于完全失重状态,和地面步行不一样,故D错误。
故选B。
4.A
【详解】
0s~2.1s内电梯和人向上做加速直线运动,加速度的方向竖直向上,人处于超重状态,2.1s~5.5s做匀速直线运动,5.5s~8s内电梯和人向上做减速直线运动,加速度的方向竖直向下,人处于失重状态,则1s时人处于超重状态。
故选A。
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】
设斜面对物体的弹力为,与竖直方向的夹角为,对于加速上升过程,竖直方向
水平方向
解得
对于减速上升过程,竖直方向
水平方向
解得
因此
故BCD错误A正确。
故选A。
7.C
【详解】
当摆锤由最高点向最低点摆动时,先具有向下的加速度分量,后有向上的加速度分量,即游客先体会到失重后体会到超重。当摆锤摆动到最低点时,具有方向向上的最大加速度,此时游客体会到明显的超重。
故选C。
8.A
【详解】
站在电梯里的人有失重的感觉时,电梯有竖直向下的加速度,则电梯可能正在加速下降或减速上升。
故选A。
9.D
【详解】
A.在上升过程,小娟只受重力的作用处于完全失重状态,加速度大小等于g,故A错误;
B.起跳时地面对她的支持力和她对地面的压力是作用力与反作用力关系,大小相等,方向相反,故B错误;
C.小娟起跳时加速度的方向向上,所以地面对她的支持力大于她的重力,故C错误;
D.起跳以后小娟在空中运动时,只受重力的作用处于完全失重状态,故D正确。
故选D。
10.C
【详解】
该同学起跳后在空中只受重力,则加速度向下为重力加速度,则处于完全失重,故选C。
11.C
【详解】
A.小明在这段时间内的视重变小了,说明处于失重状态,而该同学的重力没有变,故A错误;
B.以竖直向下为正方向,由牛顿第二定律
而,,解得
故B错误;
CD.因加速度的方向竖直向下,可能竖直向上做减速运动,也可能是竖直向下做加速运动,故C错误,D正确;
故选D。
12.C
【详解】
由题图仅能判断物体做加速运动,无法判断、时刻加速度的大小,根据牛顿第二定律可得
可得
所以无法比较与的大小,但一定大于mg,故C正确,ABD错误。
故选C。
13.A
【详解】
A.根据时间和时刻的定义,12月9日15点40分是时刻,故A正确;
B.悬浮在太空舱中的宇航员处于失重状态,故B错误;
C.研究宇航员转身姿态时,不能忽略宇航员的形状大小,不可以看作质点,故C错误;
D.宇航员在太空舱中走动时,宇航员相对太空舱是运动的,故D错误。
故选A。
14.C
【详解】
A.乘客所受重力不变,故A错误;
B.当减速上坡时,整体的加速度沿斜面向下,乘客具有向下的分加速度,所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态,故B错误;
CD.当减速上坡时,乘客加速度沿斜面向下,乘客有水平向左的分加速度,而静摩擦力必沿水平方向,所以受到向后(水平向左)的摩擦力作用,故C正确,D错误。
故选C。
15.C
【详解】
AB.陈芋汐、张家齐在空中加速下落时,加速度向下,处于完全失重状态,只受重力作用,故AB错误;
CD.游乐场中的升降机加速上升时,升降机中的乘客受到的支持力大于重力,处于超重状态,故C正确,D错误。
故选C。
16. 超重 超重
【详解】
[1]火箭在发射升空的过程中做加速运动,火箭及航天员具有方向向上的加速度,所以航天员处于超重状态;
[2]火箭在返回地面的过程中,做减速运动,火箭和航天员具有方向向上的加速度,所以航天员处于超重状态.
17. 10 5
【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10N,故砝码重力约为10N;
[2]从图上很容易判断21s力传感器的示数大于砝码实际重力,处于超重状态,砝码的加速度为
18. 8 2
【详解】
以竖直向上为正方向,物体受到重力和弹簧弹力,根据牛顿运动定律可知,
[1]代入数据可得,F=8N
[2]代入数据可得,,方向竖直向上
19.1s 3m/s 6m/s
【详解】
以B为研究对象,根据牛顿第二定律可得:
方向向左;
以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得:
μ1(mA+mB)g﹣μ2mBg=mAaA
解得:
aA=6m/s2
方向向左;
设A、B分离的时间为t,根据运动学公式可得:
解得:
t=1s
分离时A的速度大小为
vA=v0﹣aAt=3m/s
B的速度大小为
vB=v0﹣aBt=6m/s.
20.在0~2 s内,小孩处于超重状态
在2~5 s内,小孩处于平衡状态
在5~6 s内,小孩处于失重状态
电梯上升的高度为
【详解】
由图可知,在t=0到t1=2s的时间内,电梯向上加速运动,小孩处于超重状态,设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1,电梯及小孩的加速度为a1,根据牛顿第二定律,得
在这段时间内电梯上升的高度
在t2-t1=3s的时间内,电梯匀速上升,小孩处于平衡状态,速度为t1时刻的电梯的速度,即
在这段时间内电梯上升的高度
在t3-t2=1s时间内,电梯做减速上升运动,小孩处于失重状态,设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2,电梯及小孩的加速度为a2,由牛顿第二定律,得
电梯上升的总高度
由以上各式,解得
21.(1)50N/m;(2)m/,加速上升
根据胡克定律,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,代入数据求解劲度系数;根据物体所受合力,利用牛顿第二运动定律求解物体的加速度。
【详解】
(1)由分析,当挂上物体时,弹簧的伸长量
解得
由胡克定律可得
解得
(2)当物体在竖直方向运动时,弹簧的形变量增大,弹力增大,大于物体的重力,故物体所受合力方向为上,所以升降机处于加速上升的状态。
以物体为研究对象,由牛顿第二运动定律可得
由胡克定律可得
弹簧的伸长量
解得
m/
22.(1)15.6m (2)81.6J
【详解】
(1)滑块的加速度为:
木板的加速度为:
由速度相等:
此时,共速的速度
解得: ,此时,共速的速度
相对位移:
之后,M继续减速,m也开始减速,滑块的加速度为
木板的加速度为:
当减速到零,相对位移
所以最终滑块到长木板右端的距离为
(2) 滑块与木板之间的摩擦而产生的热量
答:(1)15.6m (2)81.6J
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页