人教版(2019)高一物理必修第一册第四章 4.6 超重和失重 同步练习(带答案)

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名称 人教版(2019)高一物理必修第一册第四章 4.6 超重和失重 同步练习(带答案)
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文件大小 218.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2020-11-26 23:36:45

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文档简介

超重和失重同步练习
一、单选题
如图所示,一同学在电梯里站在台秤上称体重,发现体重明显大于在静止地面上称的体重,则
A.
电梯一定处于上升阶段
B.
电梯一定处于加速上升阶段
C.
电梯可能处于加速下降阶段
D.
电梯的加速度一定向上
关于超重和失重,下列说法正确的是
A.
物体处于超重状态时,其所受的重力增大了
B.
物体处于失重状态时,其所受的重力减小了
C.
物体处于完全失重时,其所受的重力为零
D.
不论物体处于超重或失重状态,其所受重力均没有变化
在以加速度a匀加速上升的电梯中,有一个质量为m的人,下述说法中正确的是?
???
A.
此人对地球的吸引力为
B.
此人对电梯的压力为
C.
此人受到的重力为
D.
此人的视重为
如图所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的图象,则
A.
物体在处于失重状态
B.
物体在处于超重状态
C.
物体在处于失重状态
D.
由于物体的质量未知,所以无法判断超重、失重状态
在田径运动会跳高比赛中,小明成功跳过了的高度。若忽略空气阻力,则下列说法正确的是
A.
小明起跳时地面对他的支持力等于他的重力
B.
小明起跳以后在上升过程中处于超重状态
C.
小明下降过程处于失重状态
D.
小明起跳以后在下降过程中重力消失了
一个质量为50kg的人,站在竖直向上运动着的升降机地板上。他看到升降机内挂着重物的弹簧秤的示数为40N。已知弹簧秤下挂着的物体的重力为50N,取,则人对地板的压力为
A.
大于500N
B.
小于500N
C.
等于500N
D.
上述说法均不对
质量为m的人站在做直线运动的升降机中,如果升降机加速度的大小为a,人处于失重状态,那么电梯对人的支持力大小为?
???
A.
mg
B.
ma
C.
D.
若不计空气阻力,物体做下列运动时,不是处于完全失重状态的是
A.
自由落体
B.
以一定初速度竖直上抛
C.
以一定初速度水平抛出
D.
竖直向下匀速运动
为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,如图所示,乘客的座椅能随着道路坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平。当此车加速上坡时,关于盘腿坐在座椅上的一位乘客,下列说法正确的是
A.
受到水平向右的摩擦力作用
B.
不受摩擦力的作用
C.
处于失重状态
D.
所受力的合力竖直向上
如图所示,汽车用跨过定滑轮的轻绳拉动物块A。汽车匀速向右运动,在物块A到达滑轮之前,关于物块A的下列说法正确的是
A.
将竖直向上做匀速运动
B.
将处于超重状态
C.
将处于失重状态
D.
将竖直向上先加速后减速
质量为、长为的木板放在水平面上,木板与水平面间的动摩擦因数为。将质量为的小铁块可视为质点,以的速度从木板的左端水平抛射到木板上如图所示,小铁块与木板间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。则下列判断正确的是?
???
A.
木板一定静止不动,小铁块不能滑出木板
B.
木板一定静止不动,小铁块能滑出木板
C.
木板一定向右滑动,小铁块不能滑出木板
D.
木板一定向右滑动,小铁块能滑出木板
如图所示,做匀速运动的汽车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B,设重物和汽车的速度的大小分别为、,则
A.
B.
C.
绳的拉力小于重物重力
D.
重物B的速度逐渐增大
如图所示,台秤上放一个木箱,木箱内有质量分别为和的两物体P、Q,用细绳通过光滑定滑轮相连,。现剪断Q下端的细绳,在P下落但还没有到达箱底的过程中,台秤的示数与未剪断前的示数相比将
A.
变大
B.
变小
C.
不变
D.
先变小后变大
二、多选题
原来做匀速运动的升降机中有一被伸长弹簧拉住的、且有一定质量的物体A,物体A静止在地板上,如图所示。现发现A突然被弹簧拉向右方,由此可判断,此时升降机的运动可能是
A.
加速上升
B.
加速下降
C.
减速上升
D.
减速下降
在电梯内,某人发现体重计上的示数比自己正常的体重减少了,则以下判断可能正确的是???
A.
电梯以的加速度加速上升
B.
电梯以的加速度加速下降
C.
电梯以的加速度减速上升
D.
电梯以的加速度减速下降
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,电梯运动过程中,某一段时间内该同学发现体重计示数如图所示,已知重力加速度为g,则在这段时间内,下列说法正确的是
A.
该同学所受的重力变小了
B.
该同学对体重计的压力大小等于体重计对该同学的支持力大小
C.
电梯一定在竖直向下运动
D.
电梯的加速度大小为,方向一定竖直向下
某同学使用小型电动打夯机平整自家房前的场地,如图所示是电动打夯机的结构示意图。质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座含电动机上的转轴相连。电动机带动摆锤绕转轴O在竖直面内匀速转动,转动半径为R,重力加速度为g。下列说法正确的是
A.
转到最低点时摆锤处于失重状态
B.
摆锤在最低点和最高点,杆给摆锤的弹力大小之差为6mg
C.
若打夯机底座刚好能离开地面,则摆锤的角速度为
D.
若打夯机底座刚好能离开地面,则摆锤转到最低点时,打夯机对地面的压力为
三、计算题
一质量为的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从时刻由静止开始上升,在内体重计示数F的变化情况如图所示。试问:在这段时间内小孩超、失重情况及电梯上升的高度是多少?取重力加速度
质量为的人站在升降机中的体重计上,如图所示。当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?取
升降机匀速上升;
升降机以的加速度匀加速上升;
升降机以的加速度匀减速上升或匀加速下降。
如图所示,质量为的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上,绳与竖直方向夹角为。已知,,,求:
当汽车以向右匀减速行驶时,细绳对小球的拉力和小球对车后壁的压力;
当汽车以向右匀减速行驶时,细绳对小球的拉力和小球对车后壁的压力。
水平传送带以的速度匀速运动,传送带AB两端距离为,将一物体轻放在传送带的A端,它运动到传送带另一端B所需时间为,求:
物体和传送带间的动摩擦因数;
若要使物体以最短时间到达B端,则传送带的速度至少应调为多大?
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:体重计的示数大于人静止在地面上的体重,说明人受到支持力大于重力,由牛顿第二定律可知,加速度一定向上,但电梯可能向上加速也可能向下减速,故D正确,ABC错误。
2.【答案】D
【解答】
物体处于超重或者失重是指视重与重力的关系,并不是重力发生变化,AB错误;
C.当物体处于完全失重状态是指重力完全充当向心力了,重力大小不变,C错误;
D.不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的,D正确。
故选D。
3.【答案】D
【解答】
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,D正确,B错误;
人对地球的吸引力与人受到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受到的重力,故AC错误。
故选D。
4.【答案】C
【解析】解:A、由图象可知,在内,物体向上做匀加速运动,加速度向上,物体处于超重状态,故A错误;
B、由图象可知,在内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,故B错误.
C、物体在内向上做匀减速运动,加速度向下,处于失重状态,故C正确.
D、超重、失重状态根据加速度的方向判断,与物体的质量无关,是可以判断的,故D错误.
5.【答案】C
【解答】
A.小明起跳的初始阶段加速度的方向向上,所以地面对他的支持力大于他的重力,故A错误;
B.起跳以后在上升过程,只受重力的作用,有向下的重力加速度,处于完全失重状态,故B错误;
起跳以后的下降过程,也是只受重力的作用,有向下的重力加速度,处于完全失重状态,重力没有消失,故C正确,D错误。
故选C。
6.【答案】B
【解答】
?他看到升降机内挂着重物的弹簧秤的示数为40N,小于其重力,物体处于失重状态,根据牛顿第二定律得重物的加速度为:,方向向下。对人分析,根据牛顿第二定律得:,解得:,地板对人的支持力为400N,根据牛顿第三定律,所以人对地板的压力是400N,小于重力,人处于失重状态,故
ACD
错误,
B
正确。
故选B。
7.【答案】C
【解答】
对人分析,人受到重力和地板对他的支持力的作用,由于人处于失重状态,规定向下为正方向,由牛顿第二定律知,,故C正确。
故选C。
8.【答案】D
【解答】
物体自由落体、竖直上抛和以一定初速度水平抛出,其加速度为重力加速度g,处于完全失重状态,物体竖直向下匀速运动时,加速度为零,除受重力外,还有其他力的作用,没有处于完全失重状态,故选D。
9.【答案】A
【解答】
当此车加速上坡时,整体的加速度沿斜面向上,故乘客的加速度沿斜面向上。对乘客进行受力分析,乘客受重力、支持力,由于乘客有水平向右的分加速度,所以受到向前水平向右的摩擦力作用,故A正确,B错误;
C.当此车加速上坡时,整体的加速度沿斜面向上,乘客具有向上的分加速度,所以根据牛顿运动定律可知乘客处于超重状态,故C错误;
D.因为加速度方向沿斜面向上,可知乘客所受的合力沿斜面向上,故D错误。
10.【答案】B
【解答】
对汽车的速度v沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解,如图所示:
有:?,
物块上升的速度大小等于,由可以知道,汽车向右匀速运动的过程中,角度逐渐减小,由得知,速度逐渐增大,向上做加速运动,不会出现减速的情况,?故AD错误;
由于加速度向上,故处于超重,故B正确,C错误。
故选B。
11.【答案】A
【解答】
木板与地面间的最大静摩擦力为,小铁块与木板之间的滑动摩擦力为,,所以木板一定静止不动;假设小铁块未滑出木板,在木板上滑行的距离为x,则,解得?,所以小铁块不能滑出木板,A正确。
12.【答案】D
【解答】
汽车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动,如图所示:
其中沿绳方向的分速度等于重物上升的速度,设绳与水平面的夹角为,由几何关系可得:,所以,故AB错误;
汽车匀速运动,不变,由知,减小,增大,即重物加速上升,处于超重状态,故绳的拉力大于重物的重力,故C错误,D正确。
故选D。
13.【答案】B
【解答】
剪断Q下端细绳,P向下加速运动,Q向上加速运动,二者加速度大小相同但P的质量大于Q,故系统加速度方向向下,处于失重状态,故台秤的示数将减小,故B正确,ACD错误。
故选B。
14.【答案】BC
【解答】
当升降机静止时,地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡,且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力。当升降机有向下的加速度时,必然会减小物体对地板的正压力,也就减小了最大静摩擦力,这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力,而弹簧的弹力又未改变,故只有在这种情况下A才可能被拉向右方。四个选项中B、C两种情况电梯的加速度是向下的。
故选BC。
15.【答案】BC
【解答】
体重计的示数比自己正常的体重少了,知电梯对人的支持力,
根据牛顿第二定律得,,解得人的加速度,方向竖直向下,知电梯以加速下降,或以的加速度减速上升。故BC正确,A、D错误。
故选BC。
16.【答案】BD
【解答】
A.体重计的示数减小,说明该同学对其压力减小,但该同学所受重力没有变化,故A错误;
B.该同学对体重计的压力和体重计对其的支持力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知其大小一定相等,故B正确;
C.体重计的示数减小,说明处于失重状态,电梯可能向下加速运动或者向上减速运动,故C错误;
D.电梯静止时,由平衡条件知,电梯运动过程中,,由牛顿第二定律可知,代入数据解得,故D正确。
故选BD。
17.【答案】CD
【解答】
A.摆锤转动到最低点时,加速度方向指向圆心,向上,故处于超重状态,故A错误;
B.摆锤转动到最高点时有:,摆锤转到最低点时对摆锤有:,所以摆锤在最低点和最高点,杆给摆锤的弹力大小之差为,故B错误;
C.若摆锤转动到最高点时,支架对地面的压力刚好为零,则杆上的力为Mg,对摆锤在最高点时列出牛顿第二定律方程为:,得出,故C正确;
D.若打夯机底座刚好能离开地面,则摆锤转到最低点时对摆锤有:,解得:,根据牛顿第三定律可知,杆对打夯机的拉力方向向下,大小;对打夯机分析受力可知,地面对打夯机的支持力为,故打夯机对地面的压力为,故D正确。
故选CD。
18.【答案】解:小孩体重,由题图知,
在内,,,电梯匀加速上升,小孩处于超重状态,此时有
,,。
在内,,,电梯匀速上升,小孩处于平衡状态,此时有。
在内,,,电梯匀减速上升,小孩处于失重状态,此时有
又,说明电梯在末停止运动。

所以电梯上升的高度为。
19.【答案】解:匀速上升时,加速度为零,故,,?
根据牛顿第三定律知体重计读数为。
匀加速上升时,加速度竖直向上,取竖直向上为正方向,?
则,,?
根据牛顿第三定律知体重计读数为。
匀减速上升或匀加速下降时,加速度都是竖直向下,取竖直向下为正方向,?
则,,?
根据牛顿第三定律知体重计读数为
20.【答案】解:
当汽车向右匀减速行驶时,设车后壁对小球的弹力为0时临界条件的加速度为,受力分析如图甲所示其中为细绳与竖直方向的夹角,:
竖直方向受力平衡:??
水平方向,由牛顿第二定律得:??
代入数据得:。?
当汽车以向右匀减速行驶时,,小球受车后壁的支持力,对小球受力分析,如图乙所示:
竖直方向受力平衡:??
水平方向,由牛顿第二定律得:????
代入数据得:,?;由牛顿第三定律可知,小球对车后壁的压力等于后壁对小球的支持力,为。
因为,?
所以小球会飞起来,,由牛顿第三定律可知,小球对汽车后壁的压力等于0。?
设此时细绳与竖直方向的夹角为,如图丙所示,
水平方向由牛顿第二定律得:???,?
竖直方向受力平衡:?,?
解得:。
21.【答案】解:?
先判断物体在传送带上的运动情况。?
由题设可得:该物体在传送带上运动的平均速度:,?
假设物体在传送带上一直做匀加速直线运动,则该过程中物体的平均速度?
?,故物体在传送带上先做匀加速直线运动,与传送带速度相同后随传送带一起匀速运动至B端,故物体的最大速度。
对物体,由牛顿第二定律:,?
则,?
设经过时间后速度为v,则,?
由以上各式解得:。
由题可知,只有当物体在传送带上一直做匀加速运动时,物体全程的平均速度最大,用时最短,故物体从A端一直匀加速运动至B端时的末速度大小即为传送带所需达到的最小速度。?
物体从A端一直做匀加速直线运动到B端时,有:,解得:,?
故传送带速度大小至少应调为。
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