高中物理人教版(2019)必修一4.6超重和失重 培优练习(含解析)

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名称 高中物理人教版(2019)必修一4.6超重和失重 培优练习(含解析)
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文件大小 1.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-11-02 16:42:33

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第四章 运动和力的关系
4.6:超重和失重
题组一:超重和失重
1.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
2.下列哪种情况将会出现超重现象(  )
A.加速下落的石块 B.荡秋千时经过最低点的小孩
C.在水平面内转弯的汽车里的乘客 D.围绕地球运行的同步卫星内的宇航员
3.如图甲所示,弹簧下端固定,水平薄板静止在弹簧上端,将手机放在薄板上由静止释放,一直运动到最低点手机软件记录下此过程加速度a随时间t变化的图像如图乙所示,则(  )
A.t1时刻,手机处于超重状态
B.t2时刻,手机速度为零
C.t2时刻,手机对薄板压力为零
D.t3时刻,手机对薄板压力最大
4.如图,用一细绳将条形磁铁A竖直挂起来,A的下端吸起一小铁块B。A、B质量相等并处于静止状态。现将细绳烧断,不计空气阻力,在A、B同时下落的过程中(  )
A.小铁块B的加速度为零 B.磁铁A的加速度为2g
C.A、B之间弹力为零 D.A、B整体处于完全失重状态
5.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长度位置,c是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平衡位置。人在从P点下落到最低点c点的过程中(  )
A.人在a点时速度最大
B.人在ab段做加速度增大的加速运动,处于失重状态
C.在bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态
D.在c点,人的速度为零,处于平衡状态
6.如图所示,跳水运动员在走板时,从跳板的a端缓慢地走到b端,跳板逐渐向下弯曲,然后用力蹬板起跳,忽略空气阻力,在此过程中,下列说法正确的是(  )
A.走板时,运动员对板的压力不断增大
B.走板时,运动员对板的摩擦力不断减小
C.运动员脚离开跳板到上升至最高点过程处于超重状态
D.运动员从最高点下落至水面前的过程中处于失重状态
7.(多选)如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m=0.2kg的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,取g=10m/s2,则下列说法正确的是(  )
A.小球刚接触弹簧时速度最大
B.当Δx=0.3m时,小球处于超重状态
C.该弹簧的劲度系数为20.0N/m
D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大
8.在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作,传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象,则下列图象中可能正确的(  )
A. B.
C. D.
9.(多选)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力随时间变化的图线。由图线可以得到以下信息正确的是(  )
A.该同学做了两次下蹲-起立运动
B.该同学做了四次下蹲-起立运动
C.下蹲过程中人处于先失重后超重状态
D.起立过程中人处于超重状态
10.一木箱静止在地面上,木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M,有一质量为m的环套在杆上,给环一初速度,使其沿杆向上减速运动,试求环向上运动的加速度多大时,才使箱子对地面的压力为零?
题组二:电梯中的超失重问题
1.如图所示,电梯的顶部挂一个弹簧秤,其下端挂了一个质量为5kg的重物,电梯做匀速直线运动时,弹簧秤的示数为50N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为40N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(取)(  )
A.物体的重力变小了,物体处于失重状态
B.电梯一定向下做匀减速运动,加速度大小为
C.电梯可能向上做匀减速运动,加速度大小为
D.此时电梯运动的加速度方向一定向上
2.如图,质量为m的小球挂在电梯的天花板上、电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中,小球(  )
A.处于失重状态,所受拉力为0.25mg B.处于失重状态,所受拉力为0.75mg
C.处于超重状态,所受拉力为0.25mg
D.处于超重状态,所受拉力为1.25mg
3.如图,站在电梯内的人质量为M,举起质量为m的木箱紧压在电梯的顶板上,当木箱和人共同以a的加速度随电梯加速上升时,测得木箱对顶板的压力为F。下列说法正确的是(  )
A.人对电梯底板的压力大小为
B.人对电梯底板的压力大小为
C.人对木箱的推力大小为
D.人对木箱的推力大小为
4.在某次对天津天塔高速电梯的测试中,电梯的时间—速度图像如图所示,图中倾斜的虚线a、b分别为曲线在t=0时和t=3s时的切线,下列说法正确的是(  )
A.0~10s时间内电梯的加速度逐渐增大
B.t=2s时电梯一定处于超重状态
C.t=3s时电梯的加速度大小为m/s2
D.t=0时电梯的加速度为t=3s时电梯加速度的倍
5.如图所示是一客运电梯某段时间内上升的图像,则有(  )
A.0~2s时间内,电梯的加速度最大,处于超重状态
B.0~2s时间内,电梯的加速度最大,处于失重状态
C.6~10s时间内,电梯的加速度最大,处于超重状态
D.6~10s时间内,电梯的加速度最大,处于失重状态
6.放在电梯地板上的一个木箱,被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态,如图所示,后发现木箱突然被弹簧拉动,据此可判断出电梯的运动情况是(  )
A.匀速上升 B.加速上升
C.加速下降 D.减速下降
7.在一架直升飞机的顶板上用一细绳悬挂一个质量为M=2kg的三角形箱子,在箱子的底板上固定一个轻质弹簧,弹簧上端栓接一质量为m=0.5kg的小球,开始时,整个系统随直升机一起以加速度a=2m/s2向上加速,某时刻细绳突然断裂,忽略空气阻力,g=10m/s2,则下列说法正确的是(  )
A.细绳未断裂时弹簧弹力为F=4N
B.细绳断裂瞬间小球处于失重状态
C.细绳断裂瞬间小球的加速度大小为am=8m/s2
D.细绳断裂瞬间箱子的加速度大小为aM=13m/s2
8.某中学实验小组的同学们在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩)向下,并在钩上悬挂一个重为10N的钩码。弹簧秤弹力F随时间t变化的规律可通过一传感器直接得出,其F-t图象如图所示。根据F-t图象,下列分析正确的是(  )
A.从时刻t1到t2,钩码处于超重状态
B.从时刻t3到t4,钩码处于失重状态
C.电梯有可能开始停在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼
D.电梯有可能开始停在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼
9.用如下方法估测电梯在加速和减速过程中的加速度:用测力计悬吊一个重物,保持测力计相对电梯静止,测得电梯上升加速时测力计读数为G1,减速时为G2。已知该电梯加速和减速过程的加速度大小相同,重力加速度为g。则可知电梯变速运动时的加速度大小为(  )
A. B. C. D.
10.(多选)为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。那么下列说法中正确的是(  )
A.顾客开始受到三个力的作用,后来受到两个力作用
B.顾客始终处于超重状态
C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下
D.顾客对扶梯作用的方向先指向右上方,再竖直向上
11.(多选)某地一观光塔总高度达600m,游客乘坐观光电梯大约1min就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t图像如图所示.则下列说法正确的是(  )
A.t=4.5s时,电梯处于超重状态
B.5~55s时间内,绳索拉力最小
C.t=59.5s时,电梯处于超重状态
D.t=60s时,电梯速度恰好为0
第四章 运动和力的关系
4.6:超重和失重
参考答案
题组一:超重和失重
1.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
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。
2.下列哪种情况将会出现超重现象(  )
A.加速下落的石块 B.荡秋千时经过最低点的小孩
C.在水平面内转弯的汽车里的乘客 D.围绕地球运行的同步卫星内的宇航员
B
【详解】
A.加速下落的石块,加速向下,则处于失重状态,A错误;
B.荡秋千时经过最低点的小孩,加速度向上,则处于超重状态,B正确;
C.在水平面内转弯的汽车里的乘客,加速度在水平方向,则既不失重也不超重,C错误;
D.围绕地球运行的同步卫星内的宇航员处于完全失重状态,D错误。
故选B。
3.如图甲所示,弹簧下端固定,水平薄板静止在弹簧上端,将手机放在薄板上由静止释放,一直运动到最低点手机软件记录下此过程加速度a随时间t变化的图像如图乙所示,则(  )
A.t1时刻,手机处于超重状态
B.t2时刻,手机速度为零
C.t2时刻,手机对薄板压力为零
D.t3时刻,手机对薄板压力最大
D
【详解】
A.0~ t2手机向下做加速度减小的加速运动,加速度方向向下,是失重,故t1时刻,手机处于失重状态,t2时刻加速度为零,速度达到最大值,AB错误;
C.t2时刻,对于手机受重力,支持力,加速度为零,则支持力大小等于重力大小,支持力不为零,根据牛顿第三定律,则手机对薄板压力不为零,C错误;
D.t2~ t3手机向下做加速度增大的减速运动,加速度方向向上,是超重,t3时刻,加速度最大,手机对薄板压力最大,D正确。
故选D。
4.如图,用一细绳将条形磁铁A竖直挂起来,A的下端吸起一小铁块B。A、B质量相等并处于静止状态。现将细绳烧断,不计空气阻力,在A、B同时下落的过程中(  )
A.小铁块B的加速度为零 B.磁铁A的加速度为2g
C.A、B之间弹力为零 D.A、B整体处于完全失重状态
D
【详解】
AB.细绳烧断后,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到
加速度大小为
方向竖直向下,故A、B错误。
C.由于条形磁铁A对B有向上的吸引力,则A对B一定有向下有弹力,大小等于磁铁的引力,故C错误。
D.细绳烧断后,A、B同时下落,不计空气阻力,重力加速度为g,属于完全失重状态,故D正确。
故选D。
5.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长度位置,c是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平衡位置。人在从P点下落到最低点c点的过程中(  )
A.人在a点时速度最大
B.人在ab段做加速度增大的加速运动,处于失重状态
C.在bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态
D.在c点,人的速度为零,处于平衡状态
C
【详解】
A、a点是弹性绳的原长位置,故a点之前人只受重力,人做自由落体运动,处于完全失重状态,b是人静止悬吊着时的平衡位置,故ab段绳的拉力小于重力,人在ab段加速度的方向仍然向下;在bc段绳的拉力大于人的重力,人的加速度的方向向上,所以人在b点的速度最大。故A错误。
B、b是人静止悬吊着时的平衡位置,故ab段绳的拉力之间增大但仍然小于重力,人在ab段加速度的方向仍然向下,人做加速度减小的加速运动,人处于失重状态,故B错误。
C、在bc段绳的拉力大于人的重力,人的加速度的方向向上,故人处于超重,故C正确。
D、c是人所到达的最低点,故c点速度为零,但受向上的合力不为零,有向上的加速度,故D错误。
故选:C。
6.如图所示,跳水运动员在走板时,从跳板的a端缓慢地走到b端,跳板逐渐向下弯曲,然后用力蹬板起跳,忽略空气阻力,在此过程中,下列说法正确的是(  )
A.走板时,运动员对板的压力不断增大
B.走板时,运动员对板的摩擦力不断减小
C.运动员脚离开跳板到上升至最高点过程处于超重状态
D.运动员从最高点下落至水面前的过程中处于失重状态
D
【详解】
A.走板时,运动员对板的压力方向与重力方向的夹角θ不断增大,根据
可知运动员对板的压力不断减小,故A错误;
B.走板时,在沿板的方向根据平衡条件有
可知当θ不断增大时,运动员所受板的摩擦力f不断增大,根据牛顿第三定律可知运动员对板的摩擦力也不断增大,故B错误;
C.运动员脚离开跳板到上升至最高点过程先做加速运动后做减速运动,加速度方向先竖直向上,后竖直向下,所以先处于超重状态后处于失重状态,故C错误;
D.运动员从最高点下落至水面前的过程中,加速度方向始终竖直向下,所以处于失重状态,故D正确。
故选D。
7.(多选)如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m=0.2kg的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,取g=10m/s2,则下列说法正确的是(  )
A.小球刚接触弹簧时速度最大
B.当Δx=0.3m时,小球处于超重状态
C.该弹簧的劲度系数为20.0N/m
D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大
BCD
【详解】
AC.由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当Δx为0.1m时,小球的速度最大,然后减小,说明当Δx为0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力.所以可得
解得
A错误C正确;
B.弹簧的压缩量为Δx=0.3m时,弹簧弹力为
故此时物体的加速度向上,物体处于超重状态,B正确;
D.对小球进行受力分析可知,其合力是由mg逐渐减小至零,然后再反向增加的,故小球的加速度先减小后增大,D正确。
故选BCD。
8.在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作,传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象,则下列图象中可能正确的(  )
A. B.
C. D.
D
【详解】
人的下蹲动作是先加速后减速的。人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,此时人对传感器的压力小于人的重力的大小;在减速下蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重力的大小。
故选D。
9.(多选)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力随时间变化的图线。由图线可以得到以下信息正确的是(  )
A.该同学做了两次下蹲-起立运动
B.该同学做了四次下蹲-起立运动
C.下蹲过程中人处于先失重后超重状态
D.起立过程中人处于超重状态
AC
【详解】
AB.人下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,对应先失重再超重;起立对应先超重再失重,对应图象可知,该同学做了两次下蹲-起立的动作,故A正确,B错误;
CD.由图象看出下蹲过程既有失重又有超重,且先失重后超重;起立对应先超重再失重,故C正确D错误。
故选AC。
10.一木箱静止在地面上,木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M,有一质量为m的环套在杆上,给环一初速度,使其沿杆向上减速运动,试求环向上运动的加速度多大时,才使箱子对地面的压力为零?
【详解】
解法一:如图所示,以小环为研究对象,设其与杆间作用力为f,加速度大小为a,则:
mg+f=ma
再对箱子分析受力列平衡方程:
FN+f′=Mg
f=f′
令FN=0,由以上各式解得

解法二:利用超重、失重法
小环有向下的加速度,处于失重状态,若失重部分恰等于整体重力,则箱子对地面压力为零,则:
ma=(M+m)g,
得:
题组二:电梯中的超失重问题
1.如图所示,电梯的顶部挂一个弹簧秤,其下端挂了一个质量为5kg的重物,电梯做匀速直线运动时,弹簧秤的示数为50N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为40N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(取)(  )
A.物体的重力变小了,物体处于失重状态
B.电梯一定向下做匀减速运动,加速度大小为
C.电梯可能向上做匀减速运动,加速度大小为
D.此时电梯运动的加速度方向一定向上
C
【详解】
A.某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为40N,是物体对弹簧秤的拉力减小了,物体的重力没有发生变化,故A错误;
BCD.电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为50N,则物体的重力为50N。在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为40N,对重物有
解得
方向竖直向下。则电梯的加速度大小为2m/s2,方向竖直向下,电梯可能向下做匀加速运动,也可能向上做匀减速运动,故BD错误,C 正确。
故选C。
2.如图,质量为m的小球挂在电梯的天花板上、电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中,小球(  )
A.处于失重状态,所受拉力为0.25mg B.处于失重状态,所受拉力为0.75mg
C.处于超重状态,所受拉力为0.25mg D.处于超重状态,所受拉力为1.25mg
B
【详解】
电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中,因加速度向下,则小球处于失重状态;对小球
解得
T=0.75mg
故选B。
3.如图,站在电梯内的人质量为M,举起质量为m的木箱紧压在电梯的顶板上,当木箱和人共同以a的加速度随电梯加速上升时,测得木箱对顶板的压力为F。下列说法正确的是(  )
A.人对电梯底板的压力大小为
B.人对电梯底板的压力大小为
C.人对木箱的推力大小为
D.人对木箱的推力大小为
B
【详解】
AB.设电梯底板对人的支持力大小为N,则根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知人对电梯底板的压力大小为
故A错误,B正确;
CD.设人对木箱的推力小为T,则根据牛顿第二定律有
解得
故CD错误。
故选B。
4.在某次对天津天塔高速电梯的测试中,电梯的时间—速度图像如图所示,图中倾斜的虚线a、b分别为曲线在t=0时和t=3s时的切线,下列说法正确的是(  )
A.0~10s时间内电梯的加速度逐渐增大
B.t=2s时电梯一定处于超重状态
C.t=3s时电梯的加速度大小为m/s2
D.t=0时电梯的加速度为t=3s时电梯加速度的倍
C
【详解】
A.由题图可知,图中切线斜率表示加速度大小,即
由图可知切线斜率逐渐减小,所以电梯的加速度逐渐减小,选项A错误;
B.由图可知2s时电梯的速度逐渐增大,但不知道电梯在向上运动还是在向下运动,所以不能判断加速度方向,则无法确定电梯是超重状态还是失重状态,选项B错误;
C.时有
选项C正确;
D.时

t=0时电梯的加速度为t=3s时电梯加速度的6倍,选项D错误;
故选C。
5.如图所示是一客运电梯某段时间内上升的图像,则有(  )
A.0~2s时间内,电梯的加速度最大,处于超重状态
B.0~2s时间内,电梯的加速度最大,处于失重状态
C.6~10s时间内,电梯的加速度最大,处于超重状态
D.6~10s时间内,电梯的加速度最大,处于失重状态
A
【详解】
0~2s时间内,速度逐渐增加,加速度方向向上,处于超重状态,大小为
6~10s时间内,速度逐渐减小,加速度向下,处于失重状态,大小为
0~2s时间内,电梯的加速度最大。
故选A。
6.放在电梯地板上的一个木箱,被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态,如图所示,后发现木箱突然被弹簧拉动,据此可判断出电梯的运动情况是(  )
A.匀速上升 B.加速上升
C.加速下降 D.减速下降
C
【详解】
木箱受到弹簧弹力的作用而处于静止状态,说明弹力与地板的静摩擦力达到了二力平衡,也说明弹簧弹力小于木箱和地板之间的最大静摩擦力;后来木箱突然被弹簧拉动,说明木箱和地板之间的最大静摩擦力变小了,小于等于弹簧的弹力。最大静摩擦力变小,说明木箱对地板的压力变小了,小于木箱所受的重力;根据牛顿第三定律,地板对木箱的支持力也小于木箱所受的重力,则木箱所受的合力竖直向下。根据牛顿第二定律,木箱具有竖直向下的加速度,即加速下降,或者减速上升。
故选C。
7.在一架直升飞机的顶板上用一细绳悬挂一个质量为M=2kg的三角形箱子,在箱子的底板上固定一个轻质弹簧,弹簧上端栓接一质量为m=0.5kg的小球,开始时,整个系统随直升机一起以加速度a=2m/s2向上加速,某时刻细绳突然断裂,忽略空气阻力,g=10m/s2,则下列说法正确的是(  )
A.细绳未断裂时弹簧弹力为F=4N
B.细绳断裂瞬间小球处于失重状态
C.细绳断裂瞬间小球的加速度大小为am=8m/s2
D.细绳断裂瞬间箱子的加速度大小为aM=13m/s2
D
【详解】
A.对小球受力分析,受竖直向下的重力和竖直向上的弹力,根据牛顿第二定律可得
解得
A错误;
BC.细绳断裂瞬间,弹簧弹力不会突变,小球依然有向上的加速度,大小等于2m/s2,小球处于超重状态,BC错误;
D.细绳断裂瞬间,箱子受竖直向下的重力和竖直向下的弹簧的弹力,根据牛顿第二定律可得
解得
D正确。
故选D。
8.某中学实验小组的同学们在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩)向下,并在钩上悬挂一个重为10N的钩码。弹簧秤弹力F随时间t变化的规律可通过一传感器直接得出,其F-t图象如图所示。根据F-t图象,下列分析正确的是(  )
A.从时刻t1到t2,钩码处于超重状态
B.从时刻t3到t4,钩码处于失重状态
C.电梯有可能开始停在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼
D.电梯有可能开始停在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼
C
【详解】
A.从时刻t1到t2,钩码对弹簧秤的拉力小于其所受重力,即钩码处于失重状态,故A错误;
B.从时刻t3到t4,钩码对弹簧秤的拉力大于其所受重力,即钩码处于超重状态,故B错误;
C.电梯先静止,然后加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停止,则钩码的拉力先等于重力,然后小于重力,接着等于重力,再大于重力,最后等于重力,这完全符合图示情况,故C正确;
D.电梯先静止,然后加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停止,则钩码的拉力先等于重力,然后大于重力,接着等于重力,再小于重力,最后等于重力,这不符合图示情况,故D错误。
故选C。
9.用如下方法估测电梯在加速和减速过程中的加速度:用测力计悬吊一个重物,保持测力计相对电梯静止,测得电梯上升加速时测力计读数为G1,减速时为G2。已知该电梯加速和减速过程的加速度大小相同,重力加速度为g。则可知电梯变速运动时的加速度大小为(  )
A. B. C. D.
D
【详解】
根据牛顿第二定律有加速上升时
减速上升时
且,联立解得
故选D。
10.(多选)为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。那么下列说法中正确的是(  )
A.顾客开始受到三个力的作用,后来受到两个力作用
B.顾客始终处于超重状态
C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下
D.顾客对扶梯作用的方向先指向右上方,再竖直向上
AC
【详解】
A.以人为研究对象,加速过程中,人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下沿电梯加速上升,匀速运动时,人受到重力和支持力作用,故A正确;
BCD.在慢慢加速的过程中,受力如图
物体加速度与速度同方向,合力斜向右上方,因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向右,电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上,处于超重状态;由牛顿第三定律,它的反作用力即人对电梯的作用方向指向左下方;在匀速运动的过程中,顾客处于平衡状态,只受重力和支持力,顾客与电梯间的摩擦力等于零,顾客对扶梯的作用仅剩下压力,方向沿竖直向下,故BD错误,C正确。
故选AC。
11.(多选)某地一观光塔总高度达600m,游客乘坐观光电梯大约1min就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t图像如图所示.则下列说法正确的是(  )
A.t=4.5s时,电梯处于超重状态
B.5~55s时间内,绳索拉力最小
C.t=59.5s时,电梯处于超重状态
D.t=60s时,电梯速度恰好为0
AD
【详解】
A.t=4.5 s时,电梯具有向上的加速度,处于超重状态,A正确;
B.前5s加速度向上,由牛顿第二定律可得
可得
1~4s时间内,加速度最大,绳索的拉力最大,最后5s内,加速度向下,由牛顿第二定律可得
可得
56~59s时间内,加速度最大,绳索拉力最小,5~55s时间内,电梯匀速上升,绳索拉力等于重力,B错误;
C.t=59.5s时,电梯具有向下的加速度,处于失重状态,C错误;
D.a-t图线与时间轴所围的面积表示速度变化量,可得
初速度为零,由图像可知60s内,故在60s时电梯速度恰好为0,D正确。
故选AD。
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