2018版高中物理第六章力与运动第4节超重与失重试题鲁科版必修1

第4节　超重与失重
【二维选题表】
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与
责任
超重、失重的判断
1(易),
2(易),
3(易),
4(易),
5(中),
6(中),
10(中)
10(中)
2(易),3(易),
6(中)
对完全失重的理解
7(易),8(中)
7(易),8(中)
牛顿运动定律的综合应用
9(中),
11(难),
12(中)
9(中),12(中)
基础训练
1.(2017·咸宁高一期末)(多选)在某中学的田径运动会上,小红同学成功地跳过了1.60 m的高度,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是(　BC　)
A.小红下降过程中处于超重状态
B.小红起跳以后在上升过程中处于失重状态
C.小红起跳时处于超重状态
D.小红下降过程中与起跳时相比重力变小了
解析:在小红下降过程及起跳后上升过程,只受重力的作用,有向下的重力加速度,是处于完全失重状态,故选项A错误,B正确;在小红起跳过程中,地面要给人一个向上的支持力,支持力的大小大于人的重力的大小,人才能够有向上的加速度,人处于超重状态,故选项C正确;小红下降过程中与起跳时相比重力不变,故选项D错误.
2. (2017·黑龙江省哈尔滨市高一期末)为了让乘客乘车更为舒适,研究人员设计了一种新型交通工具,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,乘客(　A　)
A.处于失重状态
B.处于超重状态
C.受到向前的摩擦力作用
D.所受力的合力沿斜面向上
解析:当此车减速上坡时,整体的加速度沿斜面向下,乘客具有竖直向下的分加速度,所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态,故A正确,B错误;对乘客进行受力分析,乘客受重力、支持力,由于乘客加速度沿斜面向下,而静摩擦力必沿水平方向,由于乘客有水平向左的分加速度,所以受到向后(水平向左)的摩擦力作用,故C错误.由于乘客加速度沿斜面向下,根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下,故D错误.
3.(2017·邯郸高一期末)高层住宅与写字楼已成为城市中的亮丽风景,电梯是高层住宅与写字楼必配的设施.某同学将一轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,如图所示.在电梯运行时,该同学发现轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了,这一现象表明(　C　)
A.电梯一定是在下降
B.该同学可能处于超重状态
C.电梯的加速度方向一定是竖直向下
D.该同学对电梯地板的压力大于其重力
解析:电梯静止不动时,小球受力平衡有mg=kx1
弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了,说明弹力变小了,根据牛顿第二定律有mg-kx2=ma
故加速度方向向下,电梯加速下降或者减速上升,电梯以及电梯中的人处于失重状态,故选项A,B错误,C正确;电梯以及电梯中的人处于失重状态,该同学对电梯地板的压力小于其重力,故选项D错误.
4.(2017·娄底高一期末)我们乘电梯上高层楼房时,从起动到停止的过程中,我们分别所处的状态是(　D　)
A.先失重,正常,后超重 B.先超重,失重,后正常
C.先正常,超重,失重 D.先超重,正常,后失重
解析:乘电梯上高层楼房时,从起动到停下来,具体的运动过程是:开始时先向上加速,加速度向上,超重;稳定后匀速运动,加速度为零,正常;停止时,向上减速,加速度向下,失重.所以整个过程是先超重,正常,后失重.
5.(2017·上海浦东高一期末)升降机地板上放一木箱,质量为m,当它对地板的压力N=0.8mg时,以下说法正确的是(　B　)
A.加速上升 B.减速上升
C.静止 D.匀速上升
解析:木箱对地板的压力为N=0.8mg,小于木箱的真实的重力,所以木箱受到的合力的方向应该是向下的,有向下的加速度,所以木箱可能是向上减速,也可能是向下加速,所以B正确.
6.(多选)在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示,在这段时间内下列说法中正确的是(　CD　)
A.晓敏同学所受的重力变小了
B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C.电梯可能在竖直向上运动
D.电梯的加速度大小为,方向一定竖直向下
解析:由题知体重计的示数为40 kg时,人对体重计的压力小于人的重力,故处于失重状态,实际人受到的重力并没有变化,选项A错误;由牛顿第三定律知选项B错误;电梯具有向下的加速度,但不一定是向下运动,选项C正确;由牛顿第二定律mg-N=ma,可知a=,方向竖直向下,选项D正确.
7.(2017·河北省武邑高一周考)如图所示,A,B两人用安全带连接在一起,从飞机上跳下进行双人跳伞运动,降落伞未打开时不计空气阻力,下列说法正确的是(　A　)
A.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力一定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力大于B的重力
C.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力等于B的重力
D.在降落伞打开后的下降过程中,安全带的作用力小于B的重力
解析:降落伞未打开时,两个运动员均处于完全失重状态,加速度等于g,两个运动员之间的弹力为零,故A正确,B,C错误;降落伞打开后,减速下降过程,运动员处于超重状态,故安全带对B的拉力大于重力,故D错误.
8.一个封闭容器中装了一定量的水,容器中有空气.现把这个容器放在宇宙飞船中,则容器中的空气和水的形状为下图中的(　C　)
解析:宇宙飞船进入轨道后,其中的人和物体都处于完全失重状态,因容器在宇宙飞船中,水和空气也处于完全失重状态,故水和空气间没有相互作用力,空气和水的接触面积应最小,即成绝对球形,故选项C正确.
9. (2017·荆州高一期末)如图所示,一个质量为M的人站在台秤上,用跨过定滑轮的绳子,将质量为m的物体自高处放下,当物体以a加速下降(aA.(M+m)g-ma B.(M-m)g+ma
C.(M-m)g D.(M-m)g-ma
解析:对物体受力分析,受重力和拉力,加速下降,根据牛顿第二定律有mg-T=ma,
再对人受力分析,受到重力、拉力和支持力,根据共点力平衡条件有N+T=Mg,
解得N=(M-m)g+ma.
素养提升
10.(2017·长春高一期末)(多选)如图所示,是某同学站在压力传感器上,做下蹲、起立的动作时记录的压力随时间变化的图线.由图线可知,该同学的体重约为650 N,在2～8 s时间内(　AD　)
A.该同学做了一次下蹲再起立的动作
B.该同学做了两次下蹲再起立的动作
C.下蹲过程中人一直处于失重状态
D.下蹲过程中人先处于失重状态后处于超重状态
解析: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,该同学做了一次下蹲再起立的动作,故选项A正确,B错误;由图可知,下蹲过程既有失重又有超重,且先失重后超重,故选项C错误,D正确.
11. 如图所示,质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上,在斜面顶端将一质量为m的物体,以一定的初速度从A点沿平行斜面的方向推出,物体m沿斜面向下做减速运动,在减速运动过程中,下列有关说法中正确的是(　A　)
A.地面对木楔的支持力大于(M+m)g
B.地面对木楔的支持力小于(M+m)g
C.地面对木楔的支持力等于(M+m)g
D.地面对木楔的摩擦力为0
解析:由于物体m沿斜面向下做减速运动,则物体m的加速度方向与运动方向相反,即沿斜面向上,则其沿竖直向上的方向有分量,故系统处于超重状态,所以可确定选项A正确,B,C错误;同理可知,加速度沿水平方向的分量向右,说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右,故选项D错误.
12. (2017·温州八校联考)一个质量是50 kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计,弹簧测力计下面挂着一个质量为5 kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧测力计的示数为40 N,如图所示,g取10 m/s2,求此时人对地板的压力.
解析: 以A为研究对象,对A进行受力分析如图所示.
选向下的方向为正方向,由牛顿第二定律可得
mAg-T=mAa,
所以a== m/s2=2 m/s2.
再以人为研究对象,
他受到向下的重力m人g和地板的支持力N,
仍选向下的方向为正方向,同样由牛顿第二定律可得方程
m人g-N=m人a,
所以N=m人g-m人a=50×(10-2)N=400 N.
则由牛顿第三定律可知,人对地板的压力为400 N,方向竖直向下.
答案:400 N,方向竖直向下