2020-2021学年人教版（2019）高一物理必修第一册第四章复习 4.6超重和失重
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年人教版（2019）高一物理必修第一册第四章复习 4.6超重和失重 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 284.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-09-24 15:14:30 | ||
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文档简介
2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第一册章节复习
（22）
超重和失重
1.下列关于超重与失重的说法正确的是(
)
A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B.在超重现象中,物体的重力是增大的
C.物体处于完全失重状态时,其重力一定为零
D.如果物体处于失重状态,那么它必然有竖直向下的加速度(或加速度分量)
2.某人站在沿竖直方向运动的电梯内,他受到电梯的支持力为所受重力的,则以下判断正确的是()(
)
A.电梯加速度大小为,人处于超重状态
B.电梯加速度大小为,人处于失重状态
C.电梯加速度大小为,人处于超重状态
D.电梯加速度大小为,人处于失重状态
3.一位在地面上最多可以举起1
500
N重物的人,在某竖直运动的电梯中最多可以举起2
000
N的重物。。该电梯的运动可能是(
)
A.以的加速度加速下降
B.以的加速度减速下降
C.以的加速度加速上升
D.以的加速度减速上升
4.如图所示,是某人站在压力板传感器上,做下蹲—起立的动作时记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为力(单位为N),横坐标为时间(单位为s)。由图线可知,该人的体重约为650
N,除此之外,还可以得到的信息是(
)
A.该人做了两次下蹲—起立的动作
B.该人做了一次下蹲—起立的动作
C.下蹲过程中人处于失重状态
D.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
5.在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为50.0
kg。若电梯运动中的某一段时间内,该同学发现体重计示数为如图所示的40.0
kg,则在这段时间内(重力加速度为g)(
)
A.该同学所受的重力变小了
B.电梯一定在竖直向下运动
C.该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
D.电梯的加速度大小为,方向一定竖直向下
6.某质量为50
kg的同学站在电梯底板上,利用速度传感器和计算机研究电梯的运动情况,如图所示的图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况(选向上为正方向,)。根据图像提供的信息,可以判断下列说法中正确的是(
)
A.在0~5
s内,该同学对电梯底板的压力为520
N
B.在5~10
s内,该同学对电梯底板的压力为0
C.在10~20
s内,电梯在减速下降,该同学处于超重状态
D.在20~25
s内,该同学对电梯底板的压力为480
N
7.如图所示,在弹簧测力计下挂一重物,用手提着弹簧测力计,使重物在竖直方向上做多种方式的运动。观察并记录弹簧测力计示数的变化情况。下列说法正确的是(
)
A.加速向上运动,弹簧测力计示数小于重力的数值
B.减速向上运动,弹簧测力计示数大于重力的数值
C.加速向下运动,弹簧测力计示数大于重力的数值
D.减速向下运动,弹簧测力计示数大于重力的数值
8.某校科技兴趣小组观察“嫦娥二号”的发射过程后,用实验来模拟卫星的发射。火箭点燃后从地面竖直升空,时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落,时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落,此后不再有燃料燃烧。实验中测得火箭的图像如图所示,设运动中不计空气阻力,全过程中燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断中正确的是(
)
A.时刻火箭到达最高点,时刻火箭落回地面
B.火箭在时间内的加速度大小大于重力加速度
C.火箭在时间内的加速度大于时间内的加速度
D.时间内火箭处于超重状态,时间内火箭处于失重状态
9.举重运动员在地面上能举起120
kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100
kg的重物，求：
(1)升降机运动的加速度；
(2)若在以的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g取)
10.我国选手朱雪莹在2020年蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧,一运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度–时间图象如图所示,其中段为曲线,直线与曲线相切于c点,部分关于对称。已知该运动员的质量为45
kg,等效弹簧的劲度系数为,取,不计空气阻力,则(
)
A.时弹簧处于原长状态
B.时运动员到达最高处
C.时弹簧的压缩长度为75
cm
D.0~0.3
s内运动员处于失重状态
11.如图甲所示为某城市观光电梯的示意图,游客由首层搭载该电梯从静止开始上升,设向上为正方向,电梯的加速度a随时间t的变化如图乙所示,则以下判断正确的是(
)
A.经过42
s,游客又回到首层
B.在0~10
s,游客处于超重状态
C.在30~42
s,游客处于超重状态
D.电梯匀速运动历时20
s
12.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，如图所示，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c的过程中(
)
A.人在段做自由落体运动，处于完全失重状态
B.人在段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C.人在段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D.人在c点，人的速度为零，其加速度为零
13.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一个弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10
N的钩码．弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示．则下列分析正确的是(
)
A.从到，钩码处于失重状态
B.从到，钩码处于超重状态
C.电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在3楼
D.电梯可能开始在3楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
参考答案
1.答案：D
解析：游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于静止状态,不是处于失重状态,A不符合题意;在超重现象中,物体的重力是不变的,只是对支持面的压力或对悬挂物的拉力变大了,B不符合题意;物体处于完全失重状态时,其重力不变,只是对支持面的压力或对悬挂物的拉力为零,C不符合题意;如果物体处于失重状态,那么它必然有竖直向下的加速度(或加速度分量),D符合题意;故选D。
2.答案：B
解析：电梯对人的支持力,根据牛顿第二定律得:,解得人的加速度,方向竖直向下,人处于失重状态,故选B。
3.答案：D
解析：此人最大的举力为1
500
N,在竖直向上运动的电梯中最多举起了2
000
N的物体,可知物体处于失重状态。物体质量,由牛顿第二定律得,解得,方向向下,则电梯可能以的加速度减速上升,也可能以的加速度加速下降,故选D。
4.答案：B
解析：人下蹲先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重;同理,起立对应先超重再失重。对应图像可知,该同学做了一次下蹲—起立的动作。故选B。
5.答案：D
解析：该同学在这段时间内处于失重状态,对体重计的压力变小了,而该同学的重力并没有改变,故A错误;以竖直向下为正方向,则有:,解得,方向竖直向下,但速度方向可能是竖直向上,也可能是竖直向下,故B错误,D正确;人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力,大小一定相等,故C错误。
6.答案：A
解析：在0~5
s内,由图像可知,电梯的加速度为,处于超重状态,则该同学对电梯底板的压力为,故A正确;在5~10
s内,图线平行于t轴,说明电梯做匀速运动,处于平衡状态,该同学对电梯底板的压力等于500
N,故B错误;在10~20
s内,该同学匀减速上升,处于失重状态,故C错误;在20~25
s内,电梯加速下降,加速度大小,处于失重状态,则该同学对电梯底板的压力为,故D错误。
7.答案：D
解析：加速向上运动时,加速度向上,处于超重状态,弹簧测力计的示数大于G,故A错误;向上减速时,加速度方向向下,处于失重状态,弹簧测力计的示数小于G,故B错误;向下加速时,加速度向下,处于失重状态,弹簧测力计的示数小于G,故C错误;减速向下运动,加速度方向向上,处于超重状态,弹簧测力计的示数大于G,故D正确。故选D。
8.答案：D
解析：火箭上升的最大高度即运动过程中的最大位移,由图可知当速度等于零时,位移最大,火箭处于最高点,即时刻到达最高点,故A错误;火箭在时间内没有燃料燃烧,又不计空气阻力,故火箭只受重力,所以加速度等于重力加速度,故B错误;图线的斜率表示加速度,由图可知火箭在时间内的加速度小于时间内的加速度,故C错误;由图可知,时间内加速度为正,向上,所以火箭处于超重状态,时间内加速度为负,向下,所以火箭处于失重状态,故D正确。故选D。
9.答案：(1)，方向向上
(2)160
kg
解析：运动员在地面上能举起的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力.
(1)在运动着的升降机中只能举起的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度，设此加速度为，对重物由牛顿第二定律得：，解得.
(2)当升降机以的加速度加速下降时，重物失重，设此时运动员能举起的重物质量为
对重物由牛顿第二定律得：
解得：.
10.答案：BC
解析：由题图知时运动员的速度达到最大,此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡,弹簧并非处于原长状态,选项A错误;由于段为直线,表明运动员在时离开弹簧,此时速率,则,得,即时运动员到达最高处,选项B正确;由对称性可知,曲线在时与时的斜率绝对值相等,运动员加速度大小相等,即,根据牛顿第二定律有,解得,选项C正确;0~0.3
s内运动员竖直向上做加速运动,加速度向上,处于超重状态,选项D错误。
11.答案：BD
解析：游客由首层搭载该电梯从静止开始上升,0~10
s内加速度方向向上,游客处于超重状态;10~30
s内加速度为零,游客做匀速直线运动;30~42
s内加速度方向向下,游客处于失重状态,故B、D正确,C错误;电梯在0~10
s内加速上升,在10~30
s内匀速上升,在30~39
s内减速上升,在39~42
s内加速下降,第42
s时游客不会回到首层,故A错误。
12.答案：AB
解析：人在段只受重力作用，，完全失重，A正确；人在段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加速度向下，失重，B正确；人在段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加速度向上，超重，C错误；人到c点时，拉力最大，合力最大，加速度最大，D错误．
13.答案：ABD
解析：从到，由图象可知钩码受到的拉力小于钩码的重力，钩码处于失重状态，加速度向下，电梯向下加速运动或向上减速运动，选项A正确；从到，由图象可知钩码受到的拉力大于钩码的重力，钩码处于超重状态，加速度向上，电梯向下减速运动或向上加速运动，选项B正确；综合得出，选项C错误，选项D正确．
（22）
超重和失重
1.下列关于超重与失重的说法正确的是(
)
A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B.在超重现象中,物体的重力是增大的
C.物体处于完全失重状态时,其重力一定为零
D.如果物体处于失重状态,那么它必然有竖直向下的加速度(或加速度分量)
2.某人站在沿竖直方向运动的电梯内,他受到电梯的支持力为所受重力的,则以下判断正确的是()(
)
A.电梯加速度大小为,人处于超重状态
B.电梯加速度大小为,人处于失重状态
C.电梯加速度大小为,人处于超重状态
D.电梯加速度大小为,人处于失重状态
3.一位在地面上最多可以举起1
500
N重物的人,在某竖直运动的电梯中最多可以举起2
000
N的重物。。该电梯的运动可能是(
)
A.以的加速度加速下降
B.以的加速度减速下降
C.以的加速度加速上升
D.以的加速度减速上升
4.如图所示,是某人站在压力板传感器上,做下蹲—起立的动作时记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为力(单位为N),横坐标为时间(单位为s)。由图线可知,该人的体重约为650
N,除此之外,还可以得到的信息是(
)
A.该人做了两次下蹲—起立的动作
B.该人做了一次下蹲—起立的动作
C.下蹲过程中人处于失重状态
D.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
5.在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为50.0
kg。若电梯运动中的某一段时间内,该同学发现体重计示数为如图所示的40.0
kg,则在这段时间内(重力加速度为g)(
)
A.该同学所受的重力变小了
B.电梯一定在竖直向下运动
C.该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
D.电梯的加速度大小为,方向一定竖直向下
6.某质量为50
kg的同学站在电梯底板上,利用速度传感器和计算机研究电梯的运动情况,如图所示的图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况(选向上为正方向,)。根据图像提供的信息,可以判断下列说法中正确的是(
)
A.在0~5
s内,该同学对电梯底板的压力为520
N
B.在5~10
s内,该同学对电梯底板的压力为0
C.在10~20
s内,电梯在减速下降,该同学处于超重状态
D.在20~25
s内,该同学对电梯底板的压力为480
N
7.如图所示,在弹簧测力计下挂一重物,用手提着弹簧测力计,使重物在竖直方向上做多种方式的运动。观察并记录弹簧测力计示数的变化情况。下列说法正确的是(
)
A.加速向上运动,弹簧测力计示数小于重力的数值
B.减速向上运动,弹簧测力计示数大于重力的数值
C.加速向下运动,弹簧测力计示数大于重力的数值
D.减速向下运动,弹簧测力计示数大于重力的数值
8.某校科技兴趣小组观察“嫦娥二号”的发射过程后,用实验来模拟卫星的发射。火箭点燃后从地面竖直升空,时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落,时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落,此后不再有燃料燃烧。实验中测得火箭的图像如图所示,设运动中不计空气阻力,全过程中燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断中正确的是(
)
A.时刻火箭到达最高点,时刻火箭落回地面
B.火箭在时间内的加速度大小大于重力加速度
C.火箭在时间内的加速度大于时间内的加速度
D.时间内火箭处于超重状态,时间内火箭处于失重状态
9.举重运动员在地面上能举起120
kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100
kg的重物，求：
(1)升降机运动的加速度；
(2)若在以的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g取)
10.我国选手朱雪莹在2020年蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧,一运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度–时间图象如图所示,其中段为曲线,直线与曲线相切于c点,部分关于对称。已知该运动员的质量为45
kg,等效弹簧的劲度系数为,取,不计空气阻力,则(
)
A.时弹簧处于原长状态
B.时运动员到达最高处
C.时弹簧的压缩长度为75
cm
D.0~0.3
s内运动员处于失重状态
11.如图甲所示为某城市观光电梯的示意图,游客由首层搭载该电梯从静止开始上升,设向上为正方向,电梯的加速度a随时间t的变化如图乙所示,则以下判断正确的是(
)
A.经过42
s,游客又回到首层
B.在0~10
s,游客处于超重状态
C.在30~42
s,游客处于超重状态
D.电梯匀速运动历时20
s
12.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，如图所示，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c的过程中(
)
A.人在段做自由落体运动，处于完全失重状态
B.人在段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C.人在段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D.人在c点，人的速度为零，其加速度为零
13.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一个弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10
N的钩码．弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示．则下列分析正确的是(
)
A.从到，钩码处于失重状态
B.从到，钩码处于超重状态
C.电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在3楼
D.电梯可能开始在3楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
参考答案
1.答案：D
解析：游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于静止状态,不是处于失重状态,A不符合题意;在超重现象中,物体的重力是不变的,只是对支持面的压力或对悬挂物的拉力变大了,B不符合题意;物体处于完全失重状态时,其重力不变,只是对支持面的压力或对悬挂物的拉力为零,C不符合题意;如果物体处于失重状态,那么它必然有竖直向下的加速度(或加速度分量),D符合题意;故选D。
2.答案：B
解析：电梯对人的支持力,根据牛顿第二定律得:,解得人的加速度,方向竖直向下,人处于失重状态,故选B。
3.答案：D
解析：此人最大的举力为1
500
N,在竖直向上运动的电梯中最多举起了2
000
N的物体,可知物体处于失重状态。物体质量,由牛顿第二定律得,解得,方向向下,则电梯可能以的加速度减速上升,也可能以的加速度加速下降,故选D。
4.答案：B
解析：人下蹲先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重;同理,起立对应先超重再失重。对应图像可知,该同学做了一次下蹲—起立的动作。故选B。
5.答案：D
解析：该同学在这段时间内处于失重状态,对体重计的压力变小了,而该同学的重力并没有改变,故A错误;以竖直向下为正方向,则有:,解得,方向竖直向下,但速度方向可能是竖直向上,也可能是竖直向下,故B错误,D正确;人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力,大小一定相等,故C错误。
6.答案：A
解析：在0~5
s内,由图像可知,电梯的加速度为,处于超重状态,则该同学对电梯底板的压力为,故A正确;在5~10
s内,图线平行于t轴,说明电梯做匀速运动,处于平衡状态,该同学对电梯底板的压力等于500
N,故B错误;在10~20
s内,该同学匀减速上升,处于失重状态,故C错误;在20~25
s内,电梯加速下降,加速度大小,处于失重状态,则该同学对电梯底板的压力为,故D错误。
7.答案：D
解析：加速向上运动时,加速度向上,处于超重状态,弹簧测力计的示数大于G,故A错误;向上减速时,加速度方向向下,处于失重状态,弹簧测力计的示数小于G,故B错误;向下加速时,加速度向下,处于失重状态,弹簧测力计的示数小于G,故C错误;减速向下运动,加速度方向向上,处于超重状态,弹簧测力计的示数大于G,故D正确。故选D。
8.答案：D
解析：火箭上升的最大高度即运动过程中的最大位移,由图可知当速度等于零时,位移最大,火箭处于最高点,即时刻到达最高点,故A错误;火箭在时间内没有燃料燃烧,又不计空气阻力,故火箭只受重力,所以加速度等于重力加速度,故B错误;图线的斜率表示加速度,由图可知火箭在时间内的加速度小于时间内的加速度,故C错误;由图可知,时间内加速度为正,向上,所以火箭处于超重状态,时间内加速度为负,向下,所以火箭处于失重状态,故D正确。故选D。
9.答案：(1)，方向向上
(2)160
kg
解析：运动员在地面上能举起的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力.
(1)在运动着的升降机中只能举起的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度，设此加速度为，对重物由牛顿第二定律得：，解得.
(2)当升降机以的加速度加速下降时，重物失重，设此时运动员能举起的重物质量为
对重物由牛顿第二定律得：
解得：.
10.答案：BC
解析：由题图知时运动员的速度达到最大,此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡,弹簧并非处于原长状态,选项A错误;由于段为直线,表明运动员在时离开弹簧,此时速率,则,得,即时运动员到达最高处,选项B正确;由对称性可知,曲线在时与时的斜率绝对值相等,运动员加速度大小相等,即,根据牛顿第二定律有,解得,选项C正确;0~0.3
s内运动员竖直向上做加速运动,加速度向上,处于超重状态,选项D错误。
11.答案：BD
解析：游客由首层搭载该电梯从静止开始上升,0~10
s内加速度方向向上,游客处于超重状态;10~30
s内加速度为零,游客做匀速直线运动;30~42
s内加速度方向向下,游客处于失重状态,故B、D正确,C错误;电梯在0~10
s内加速上升,在10~30
s内匀速上升,在30~39
s内减速上升,在39~42
s内加速下降,第42
s时游客不会回到首层,故A错误。
12.答案：AB
解析：人在段只受重力作用，，完全失重，A正确；人在段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加速度向下，失重，B正确；人在段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加速度向上，超重，C错误；人到c点时，拉力最大，合力最大，加速度最大，D错误．
13.答案：ABD
解析：从到，由图象可知钩码受到的拉力小于钩码的重力，钩码处于失重状态，加速度向下，电梯向下加速运动或向上减速运动，选项A正确；从到，由图象可知钩码受到的拉力大于钩码的重力，钩码处于超重状态，加速度向上，电梯向下减速运动或向上加速运动，选项B正确；综合得出，选项C错误，选项D正确．