第四章+第7节+第2课时+超重和失重　从动力学看自由落体运动+Word版含解析

第四章 第7节　第2课时　超重和失重　从动力学看自由落体运动
课时跟踪检测
【强化基础】
1．如图所示，一木箱置于电梯中，并随电梯一起向上运动，电梯底面水平，木箱所受重力和支持力大小分别为G和F.则此时(　　)
A．G＜F
B．G＝F
C．G＞F
D．以上三种说法都有可能
解析：如果电梯向上做加速运动，则木箱处于超重状态，木箱受到的支持力F大于木箱重力G，若电梯做匀速运动，则G＝F，若电梯向上做匀减速运动，则有G＞F，故选项D正确．
答案：D
2．(2018·金华市金东区期末)如图所示，建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处，采用的方式是一工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出，在高处的工人乙将其接住．每块砖的质量均为m，现只考虑最上层的两块砖，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A．工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B．工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C．工人甲在将砖块抛出后，砖块处于失重状态
D．工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于mg
解析：工人甲在将砖块抛出时，砖块具有向上的加速度，砖块处于超重状态，A选项错误；根据牛顿第二定律可知，砖块间作用力大于mg，B选项错误；工人甲在将砖块抛出后，砖块具有向下的加速度g，处于完全失重状态，砖块间的作用力为0，C选项正确，D选项错误．
答案：C
3．(2018·宁波模拟)撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落．撑杆跳高的过程中包含很多物理知识，下列说法正确的是(　　)
A．持杆助跑过程，重力的反作用力是地面对运动员的支持力
B．撑杆起跳上升阶段，弯曲的撑杆对人的作用力大于人对撑杆的作用力
C．撑杆起跳上升阶段先处于超重状态后处于失重状态
D．最高点手已离开撑杆，运动员还能继续越过横杆，是因为受到了一个向前的冲力
解析：重力的反作用力是人对地球的吸引力，A选项错误；弯曲的撑杆对人的作用力和人对撑杆的作用力是相互作用力，大小相等，B选项错误；撑杆起跳上升阶段，人先向上做加速运动，后向上做减速运动，先处于超重状态，后处于失重状态，C选项正确；最高点手已离开撑杆，运动员还能继续越过横杆，是由于惯性原因，D选项错误．
答案：C
4．在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，下述说法中哪些是正确的(　　)
A．此人对地球的吸引力为m(g＋a)
B．此人对电梯的压力为m(g－a)
C．此人受到的重力为m(g＋a)
D．此人的视重为m(g＋a)
解析：此人随电梯加速上升，故处于超重状态．根据超重定义可知，此人的视重(即人对电梯的压力大小)应为mg＋ma，选项D正确，B错；人对地球的吸引力与人的重力是作用力和反作用力的关系，大小均为mg，运动状态的变化不影响人对地球的吸引力及人的重力，所以A、C错．
答案：D
5．(2018·双鸭山市尖山区期末)小明同学为感受相互作用力的大小，他用手托着书使它做下述各种情况的运动，那么，书对手的作用力最大的情况是(　　)
A．向下的匀加速运动
B．向上的匀减速运动
C．向左的匀速运动
D．向右的匀减速运动
解析：用手托着书向下做匀加速运动或向上做匀减速运动时，加速度均向下，书处于失重状态，书对手的作用力小于自身重力，A、B选项错误；向左做匀速直线运动时，竖直方向上，受力平衡，书对手的作用力等于自身重力，C选项错误；向右做匀减速运动时，加速度向左，根据牛顿第二定律分析可知，手对书的作用力大于书的重力，D选项正确．
答案：D
【巩固易错】
6．一物体自空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出，1 s后物体的速率变为10 m/s，此时物体的位置和速度方向是(不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2)(　　)
A．在A点上方，向上 B．在A点下方，向下
C．在A点上方，向下 D．在A点下方，向上
解析：1 s内速度的变化量Δv＝gt＝10 m/s，故1 s后物体处于上升阶段，位置在A点的上方，速度方向向上，A选项正确．
答案：A
7．(多选)一位同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中，其v-t图象如图所示．下列说法正确的是(　　)

A．前2 s内该同学处于失重状态
B．前2 s内该同学的加速度大小是最后1 s内的2倍
C．最后1 s内该同学对地板的压力大于地板对他的支持力
D．该同学在10 s内的平均速度是1.7 m/s
解析：从六楼下到一楼的过程中，前2 s内电梯做匀加速直线运动，加速度方向向下，该同学处于失重状态，故A正确；前2 s内同学的加速度大小a1＝＝1 m/s2，最后1 s内加速度的大小a2＝＝2 m/s2.知前2 s内该同学的加速度是最后1 s内的一半，故B错误；从六楼下到一楼的过程中，最后1 s内该同学对地板的压力和地板对他的支持力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，故C错误；图线与时间轴围成的面积表示位移，则10 s内的位移为x＝×2＝17 m，平均速度为＝＝＝1.7 m/s，故D正确．
答案：AD
【能力提升】
8．质量为60 kg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，体重计的读数各是多少？(取g＝10 m/s2)
(1)升降机匀速上升；
(2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升；
(3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降．
解析：(1)当人匀速上升时，人受力平衡，体重计的示数等于重力F示＝mg＝60×10 N＝600 N.
(2)加速上升时，根据牛顿第二定律有F示－mg＝ma
所以体重计的示数为F示＝mg＋ma＝60×10 N＋60×4 N＝840 N.
(3)加速下降时，根据牛顿第二定律有mg－F示＝ma
所以体重计的示数为F示＝mg－ma＝60×10 N－60×5 N＝300 N.
答案：(1)600 N　(2)840 N　(3)300 N
9．在细线拉力F作用下，质量m＝1.0 kg的物体由静止开始竖直向上运动，v-t图象如图所示，取重力加速度g＝10 m/s2，求：
(1)在这4 s内细线对物体拉力F的最大值；
(2)在F-t图象中画出拉力F随时间t变化的图线．
解析：(1)由图象可知，物体第一秒做初速度为零的匀加速运动，加速度a1＝5 m/s2
第二秒内做匀速运动，a2＝0
第三、四秒内做匀减速运动，a3＝2.5 m/s2
由F1－mg＝ma1，故F1＝15 N，F2＝mg＝10 N
mg－F3＝ma3，故F3＝7.5 N
故4 s内，F的最大值为F1＝15 N.
(2)由以上分析可得，F随时间t的变化如图所示．
答案：(1)15 N　(2)见解析图