4.6 超重和失重 -同步练习(含答案)—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册(机构 )(1)

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名称 4.6 超重和失重 -同步练习(含答案)—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册(机构 )(1)
格式 docx
文件大小 250.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2020-11-18 14:38:01

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文档简介

4.6 超重和失重-同步练习
一、单选题
1.2019年5月21日,中国选手王宇在国际田联世界挑战赛南京站跳高比赛中,以2米31的优异成绩夺得冠军。如图所示,跳高运动员离开地面后,在空中经历了上升和下落两个过程,则运动员(?? )
A.?上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态
B.?上升过程处于失重状态,下落过程处于超重状态
C.?上升和下落过程均处于超重状态
D.?上升和下落过程均处于失重状态
2.下列哪个说法是正确的(?? )
A.?体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态
B.?蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态
C.?举重运动员在举起杠铃后的那段时间内处于超重状态
D.?荡秋千的小孩通过最低点时对秋千板的压力小于其重力
3.湖南省张家界武陵源风景区内有一座建造在悬崖上的观光电梯,如图所示,该电梯垂直高度达335米,是目前世界上最高的双层户外观光电梯,同时也是载重最大、速度最快的客运电梯,被誉为“世界第一梯”。假如你站在该观光电梯内,某段时间内你感觉到双脚“很受力”,下列说法正确的是(?? )
A.?一定是你的重力变大了???????????????????????????????????????B.?你可能正处于失重状态
C.?电梯可能处于下行阶段???????????????????????????????????????D.?电梯一定正在加速运行
4.如图所示,在教室里某同学在体重计上研究超重与失重.她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程.关于她的实验现象,下列说法中正确的是(?? )
A.?只有“起立”过程,才能出现失重的现象
B.?只有“下蹲”过程,才能出现超重的现象
C.?“下蹲”的过程,先出现超重现象后出现失重现象
D.?“起立”“下蹲”的过程,都能出现超重和失重的现象
5.如图所示,物块在水平放置的台式弹簧秤上保持相对静止,弹簧秤的示数为 15N。下列说法正确的是(?? )
A.?若该装置此时正放在加速上升的电梯中,则物块的实际重力小于15N
B.?若该装置此时正放在经过拱桥最高点的汽车中,则物块的实际重力小于15N
C.?若该装置此时正放在月球的星球表面上,则物块的实际重力小于15N
D.?若该装置此时正放在匀速旋转的水平转台上并与水平转台保持相对静止,则物块的实际重力小于15N
6.某同学找了一个用过的“易拉罐”,在靠近底部的侧面打了一个洞,用手指按住洞,向罐中装满水,然后将易拉罐竖直向上抛出,空气阻力不计,则(?? )
A.?易拉罐上升的过程中,洞中射出的水速度越来越快
B.?易拉罐下降的过程中,洞中射出的水速度越来越快
C.?易拉罐上升、下降的过程中,洞中射出的水速度都不变
D.?易拉罐上升、下降的过程中,水不会从洞中射出
7.晓玲同学在某次乘电梯过程中感觉到地板对自己的作用力变大了,则此时( ??)
A.?她受的重力变大了??????????????????????????????????????????????B.?她对电梯的压力变大了
C.?电梯一定在向上加速运动????????????????????????????????????D.?电梯可能向上减速运动
8.如图所示为水上摩天轮的照片.假如乘客在轿箱中,随转轮始终不停地匀速转动,环绕一周需18分钟.试判断下列关于轿箱中乘客的说法正确的是( ??)
A.?乘客受到的合外力为零???????????????????????????????????????B.?乘客在乘坐过程中速度保持不变
C.?乘客对座椅的压力大小不变?????????????????D.?从最低点到最高点的过程中,乘客先超重后失重
9.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
二、多选题
10.在升降机内,一个人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,于是他做出了下列判断中正确的是( ??)
A.?升降机以0.8g的加速度加速上升?????????????????????????B.?升降机以0.2g的加速度加速下降
C.?升降机以0.2g的加速度减速上升?????????????????????????D.?升降机以0.8g的加速度减速下降
11.在厦门一中第60届校运会上,高二男生林子涵以“背越式“成功地跳过了1.96m的高度,成为校运会跳高冠军,创造了厦门一中跳高新记录。若不计空气阻力,则下列说法正确的是( ??)
A.?起跳时地面对林子涵同学的支持力大于他的重力
B.?在最高点越过横杆时,林子涵同学的加速度为零
C.?在空中时,林子涵同学处于完全失重状态
D.?与软垫接触后,林子涵同学对软垫的压力小于软垫对他的支持力
12.蹦床运动员从空中落到床面上,运动员从最高点下落到接触床面为第一过程,从接触床面至下降到最低点为第二过程,从最低点上升到离开床面为第三过程,从离开床面至上升到最高点为第四过程,那么运动员(?? )
A.?在第一过程中始终处于失重状态
B.?在第二过程中始终处于超重状态
C.?在第三过程中先处于超重状态,后处于失重状态
D.?在第四过程中先处于超重状态,后处于失重状态
13.如图所示,一只光滑的碗水平放置,其内放一质量为m的小球,开始时小球相对于碗静止于碗底,则下列哪些情况能使碗对小球的支持力大于小球的重力(?? )
A.?碗竖直向上做加速运动???????????????????????????????????????B.?碗竖直向上做减速运动
C.?碗竖直向下做加速运动?????????????????????????D.?当碗和小球由水平匀速运动而碗突然静止时
14.如图所示为跳伞者在下降过程中速度v随时间t变化的示意图。根据示意图,判定下列说法正确的是(?? )
A.?0~t1间速度越大,空气阻力越大????????????????????????B.?伞在水平方向上越飞越远
C.?tanθ=g(g为当地的重力加速度)????????????????????D.?在t1和t2之间,跳伞者处于超重状态
15.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为620 N?????D.?t=1.5 s时他处于失重状态
16.把一个质量为2kg的物体挂在弹簧秤下,在电梯中看到弹簧秤的示数是16N,g取10m/s2 , 则可知电梯的运动情况可能是(?? )
A.?以4m/s2的加速度加速上升?????????????????????????????????B.?以2m/s2的加速度减速上升
C.?以2m/s2的加速度加速下降?????????????????????????????????D.?以4m/s2的加速度减速下降
17.某质点在2s内始终沿竖直方向向上运动,取竖直向下为正方向,其加速度a与时间t图象如图所示.重力加速度g=10m/s2 , 下列说法正确的是(?? )
A.?质点在第1s内处于完全失重状态?????????????????????????B.?质点的初速度不小于22m/s
C.?质点在第1s内发生的位移可能为5m????????????????????D.?质点在第2s末的机械能大于在第1s末的机械能
18.下列说法中正确的是(?? )
A.?物体在竖直方向上作匀加速运动时就会出现失重现象
B.?合力与该合力的分力同时作用在物体上
C.?两物体间的摩擦力一定与两物体间的压力垂直
D.?物体的运动方向不一定与它所受合外力的方向一致
三、填空题
19.一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速大小为 g,g为重力加速度。人对电梯底部的压力为________,此时人处于________状态(填“超重”或“失重”)。
20.如图所示,汽车以大小相等速度通过凹凸不平的路面时,在A点处于________(填“超重”或“失重”)状态,在B点处于________(填“超重”或“失重”)状态,在________点更容易爆胎。
21.升降机地板上放一台秤,台秤的盘中放一质量为10kg的物体。升降机运动中,某时刻,台秤的读数为8kg,则此时物体处于________ 填“超重”或“失重” 状态,若重力加速度g取 ,其加速度的大小为________。
22.一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为 ?(g为重力加速度),人对电梯底部的压力大小为________;此过程中电梯中的人处于________状态(填“超重”或“失重”)
答案
一、单选题
1.【答案】 D
【解答】ABCD.加速度方向向上超重,加速度方向向下是失重,上升过程运动员减速上升,加速度方向向下,处于失重状态,下落过程运动员加速下降,加速度方向向下,处于失重状态,ABC不符合题意D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态。
2.【答案】 B
【解答】A. 体操运动员双手握住单杠在空中不动时,处于平衡状态,A不符合题意;
B. 蹦床运动员在空中上升和下降过程中都只受重力作用,处于失重状态,B符合题意;
C. 举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内,加速度为零,处于平衡状态,C不符合题意;
D. 荡秋千的小孩通过最低点时对加速度向上,合力向上,根据牛顿第三定律可知,对秋千板的压力大于其重力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态。
3.【答案】 C
【解答】AB.在某段时间内觉得双脚“很受力”,表示人处于超重状态,人受到的支持力大于重力,但重力不变,AB不符合题意;
CD.人处于超重状态,说明加速度向上,运动可能是向上加速或向下减速,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】超重和失重,物体的重力并没有改变,只是视重发生了改变,超重时视重大于实重,失重时视重小于实重。
4.【答案】 D
【解答】下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态后处于超重状态;人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,人先处于超重状态后处于失重状态,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态。
5.【答案】 C
【解答】A. 若该装置此时正放在加速上升的电梯中,物体重力不变,仍为15N,A不符合题意;
B. 若该装置此时正放在经过拱桥最高点的汽车中,物体重力不变,仍为15N,B不符合题意;
C. 若该装置此时正放在月球的星球表面上,因为月球表面重力加速度小于地表重力加速度,故物块的实际重力小于15N,C符合题意;
D. 若该装置此时正放在匀速旋转的水平转台上并与水平转台保持相对静止,物体重力不变,仍为15N,D不符合题意;
故答案为:C。

【分析】超重和失重,物体的重力并没有改变,只是视重发生了改变,超重时视重大于实重,失重时视重小于实重。
6.【答案】 D
【解答】解:将易拉罐竖直向上抛出后,由于空气阻力不计,易拉罐及水的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,易拉罐中各层水之间没有压力,在整体过程中,水都不会从洞中射出。D符合题意,ABC不符合题意
故答案为:D
【分析】物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态,水的加速度向下,大小为重力加速度,处于完全失重状态。
7.【答案】 B
【解答】晓玲同学在某次乘电梯过程中感觉到地板对自己的作用力变大了,说明她对电梯的压力变大了,处于超重状态,可能向上加速运动,也可能向下减速运动,但她受的重力不变。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】超重和失重,物体的重力并没有改变,只是视重发生了改变,超重时视重大于实重,失重时视重小于实重。
8.【答案】 D
【解答】每个乘客在做匀速圆周运动,速度大小不变,方向变化,所以是变速运动,加速度不为零,合力不为零,AB不符合题意.乘客对座位的压力大小是变化的,在最低点最大.到达摩天轮的最高点时,乘客的加速度向下,处于失重状态.C不符合题意.当有向上的加速度时处于超重状态,有向下的加速度是处于失重状态,所以从最低点到最高点的过程中,乘客先超重后失重,D符合题意;
故答案为:D.
【分析】对游客进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体的加速度,具有向上的加速度,为超重状态;具有向下的加速度,为失重状态。
9.【答案】 C
【解答】A项:根据牛顿第三定律可知,重力的反作用力是运动员对地球的作用力,A不符合题意;
B项:根据牛顿第三定律可知,弯曲的撑杆对人的作用力等于人对撑杆的作用力,B不符合题意;
C项:撑杆起跳上升阶段由于撑杆对人的作用力大于运动员的重力,运动员离开撑杆后只受重力作用,所以运动员先处于超重状态后处于失重状态,C符合题意;
D项:最高点手已离开撑杆,运动员还能继续越过横杆,是因为惯性,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】对运动员进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体的加速度,物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态。
二、多选题
10.【答案】 B,C
【解答】解:人站在磅秤上受重力和支持力,发现了自已的体重减少了20%,处于失重状态,具有向下的加速度,
根据牛顿第二定律得出:a= =0.2g,方向向下,
那么此时的运动可能是以0.2g的加速度减速上升,也可能是以0.2g的加速度加速下降,
故答案为:BC.
【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度;当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度.根据牛顿第二定律求出升降机的加速度.
11.【答案】 A,C
【解答】在林子涵起跳时,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,向上运动,A符合题意。在最高点越过横杆时,林子涵同学的加速度为g,B不符合题意;在空中时,林子涵同学加速度为g,处于完全失重状态,C符合题意; 与软垫接触后,林子涵同学对软垫的压力与软垫对他的支持力是一对作用与反作用力,则林子涵同学对软垫的压力等于软垫对他的支持力,D不符合题意;
故答案为:AC.
【分析】物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态;超重和失重,物体的重力并没有改变,只是视重发生了改变,超重时视重大于实重,失重时视重小于实重。
12.【答案】 A,C
【解答】A.在第一过程中,运动员向下做加速运动,加速度方向向下,运动员终处于失重状态,A符合题意;
B.在第二过程中,运动员刚接触床面时重力大于弹力,运动员向下做加速运动,运动员处于失重状态;随床面的形变的增大,弹力逐渐增大,弹力大于重力时,运动员向下做减速运动,运动员处于超重状态,B不符合题意;
C.第三过程中,从最低点上升到离开床面,合力先向上后向下,运动员先向上做加速度减小的加速运动,加速度方向向上,运动员处于超重状态;当弹力等于重力之后向上做加速度增加的减速运动,加速度方向向下,运动员处于失重状态,C符合题意;
D.在第四过程中,运动员向上做减速运动,加速度方向向下,运动员终处于失重状态,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】利用加速度的方向可以判别运动员的超重和失重。
13.【答案】 A,D
【解答】A.碗竖直向上加速运动,小球受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有

A符合题意;
B.碗竖直向上做减速运动,加速度向下,小球处于失重状态,碗对小球的支持力小于小球的重力,B不符合题意;
C.碗向下加速时,加速度方向竖直向下,小球处于失重状态,小球处于失重状态,碗对小球的支持力小于小球的重力,C不符合题意;
D.碗水平匀速运动而突然静止时,球由于惯性继续运动,有沿着切线方向沿碗的内壁上升的趋势,小球有向上的向心加速度,加速度向上,小球处于超重状态,则碗对小球的支持力大于小球的重力,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用牛顿第二定律结合加速度的方向可以判别支持力和重力的大小。
14.【答案】 A,D
【解答】解:A、0﹣t1速度曲线斜率变小,则加速变小,重力不变,则阻力变大,则A符合题意;
B、在水平方向上速度为0,则B不符合题意
C、tanθ=a,但不是g则C不符合题意;
D、t1和t2之间,跳伞者处于向下减速,加速向上为超重,则D符合题意。
故答案为:AD
【分析】v-t图像中,横坐标为时间,纵坐标为速度,图像与时间轴所围成的面积是位移,图像的斜率是加速度,物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态。
15.【答案】 B,D
【解答】A.根据图像可知 内人做匀加速直线运动, 图像斜率的物理意义为加速度,则 时加速度为
A不符合题意;
B. 时人的加速度向上,根据牛顿第二定律可知人受到单杠竖直向上的作用力大于人的重力,所以人处于超重状态,B符合题意;
C. 时,根据图像可知加速度为0,所以人受到单杠的作用力与重力等大反向,即
C不符合题意;
D. 时人的加速度向下,根据牛顿第二定律可知人受到单杠竖直向上的作用力小于人的重力,所以人处于失重状态,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用斜率可以求出加速度的大小;利用加速度的方向可以判别超重和失重;利用平衡条件可以求出人受到杆的作用力大小。
16.【答案】 B,C
【解答】对物体分析,弹簧秤的示数即弹簧秤对物体的拉力,根据牛顿第二定律得: ,方向竖直向下,知电梯以2m/s2的加速度减速上升,或以2m/s2的加速度加速下降,故B、C符合题意,A、D不符合题意;
故答案为:BC.
【分析】电梯和物体具有相同的加速度,对物体分析,根据牛顿第二定律求出物体的加速度大小和方向,从而得出电梯的运动情况;
17.【答案】 A,B
【解答】解:A、由图象可知,加速度大小为10m/s2 , 且加速度为正,方向向下,所以质点在第1s内处于完全失重状态,A符合题意;
B、设初速度为v0 , 质点在2s内始终沿竖直方向向上运动,加速度向下,所以物体向上做减速运动,假设在2s末速度减为0,根据逆向思维,则由速度公式可得:v0=a2t2+a1t1=12×1+10×1=22m/s,而末速度可能大于0,所以质点的初速度不小于22m/s,B符合题意;
C、假设按B项分析,质点的最小初速度为22m/s,则质点在第1s内发生的最小位移为:x=v0t﹣ at2=22×1﹣ ×10×12=17m,所以质点在第1s内发生的位移不可能为5m,C不符合题意;
D、1s至2s,加速度为12m/s2 , 且方向向下,说明除重力之外,还有其它的力方向向下,且做负功,所以机械能减小,所以质点在第2s末的机械能小于在第1s末的机械能,D不符合题意。
故答案为:AB

【分析】利用加速度的方向可以判别质点的超重和失重;利用面积大小可以判别质点的初速度大小;利用位移公式看求出位移的大小;利用外力做功可以判别机械能的变化。
18.【答案】 C,D
【解答】A.物体做向下的加速运动时才是失重现象,选项A不符合题意;
B.合力与分力是等效替代的关系,不能同时作用在物体上,选项B不符合题意;
C.物体间的摩擦力方向一定与压力方向垂直,选项C符合题意;
D.物体的运动方向不一定与它所受合外力的方向一致,如做曲线运动的物体,选项D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】失重现象主要看加速度的方向;合力与分力属于等效替换关系。
三、填空题
19.【答案】 ;超重
【解答】对人受力分析,受重力和电梯的支持力,加速度向上,根据牛顿第二定律N-mg=ma
故 根据牛顿第三定律,人对电梯的压力等于电梯对人的支持力,故人对电梯的压力等于 ,对电梯的压力大于本身重力,故处于超重。

【分析】对物体进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体的受力情况;物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态;卫星在太空中,重力完全提供向心力,故为完全失重状态。
20.【答案】 超重;失重;A
【解答】汽车经过A点时有向上的加速度所以处于超重状态,而经过B点时有向下的加速度所以处于失重状态,处于超重状态下受到的挤压力比较大,所以在A处比较容易爆胎。
【分析】物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态。
21.【答案】 失重;
【解答】某时刻,台秤的读数为8kg,则此时物体对地板的压力为 ,小于物体的真实的重力,所以物体受到的合力的方向应该是向下的,有向下的加速度,处于失重状态;由牛顿第二定律可得: ;所以 ;
【分析】利用加速度方向可以判别超重和失重;结合牛顿第二定律可以求出加速度的大小。
22.【答案】 ;超重
【解答】对人受力分析,根据牛顿第二定律可知:N?mg=ma;解得: ;根据牛顿第三定律可知,人对电梯底部的压力为 mg;因加速度向上,此时电梯受到的支持力大于重物的重力,故人处于超重状态。
【分析】对人进行受力分析,结合牛顿第二定律求解压力的大小;物体具有向上的加速度,为超重状态;物体具有向下的加速度,为失重状态。