2021-2022学年新教材物理人教版必修第一册习题：第四章　6-超重和失重 WORD版含解析.docx

1、6.超重和失重课后训练巩固提升双基巩固学考突破1.(多选)如图所示,某同学站在体重计上观察超重与失重现象。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。她稳定站立时,体重计的示数为A0,关于实验现象,下列说法正确的是()A.“起立”过程,体重计的示数一直大于A0B.“下蹲”过程,体重计的示数一直小于A0C.“起立”“下蹲”过程,都能出现体重计的示数大于A0的现象D.“起立”的过程,先出现超重现象后出现失重现象答案:CD解析:起立过程中,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,A错误,D正确;下蹲过程中,

2、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,B错误,C正确。2.(多选)在完全失重的状态下,可以完成下列哪个实验()A.水银温度计测量温度B.做托里拆利实验C.验证阿基米德原理D.用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律答案:AD解析:物体处于完全失重状态时,与重力有关的一切物理现象都消失了。托里拆利实验用到了水银的压强,由于p=gh与重力加速度g有关,故该实验不能完成;阿基米德原理中的浮力F=gV排也与重力加速度g有关,故该实验也不能完成;水银温度计测温度利用了液体的热胀冷缩原理,弹簧测力计测拉力与重力无关。故能完成的实验是A、D。3.(2019湖南衡阳期末)某同学站在电

3、梯底板上,如图所示的v-t图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)。根据图像提供的信息,可以判断下列说法正确的是()A.在020 s内,电梯向上运动,该同学处于超重状态B.在05 s内,电梯在加速上升,该同学处于失重状态C.在510 s内,电梯处于静止状态,该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力D.在1020 s内,电梯在减速上升,该同学处于失重状态答案:D解析:图像的斜率表示加速度,05s内斜率为正,加速度为正,方向向上,处于超重状态,速度为正,即电梯向上加速运动;在510s过程中,电梯匀速,该同学加速度为零,对电梯底板的压力等于他所受的重力,处于正常状态;102

4、0s过程中,斜率为负,速度为正,即电梯向上做减速运动,加速度向下,处于失重状态,故D正确。4.如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动。下列各种情况下,体重计的示数最大的是()A.电梯匀加速上升,加速度的大小为2 m/s2B.电梯匀减速上升,加速度的大小为2 m/s2C.电梯匀加速下降,加速度的大小为1 m/s2D.电梯匀减速下降,加速度的大小为1 m/s2答案:A解析:电梯匀加速上升,加速度向上,大小为a1,由牛顿第二定律得F1-mg=ma1,解得F1=m(g+a1);电梯匀减速上升,加速度向下,大小为a1,由牛顿第二定律得mg-F2=ma1,解得F2=m(g-a1);电梯匀加速下

5、降,加速度向下,大小为a2,由牛顿第二定律得mg-F3=ma2,解得F3=m(g-a2);电梯匀减速下降,加速度向上,大小为a2,由牛顿第二定律得F4-mg=ma2,解得F4=m(g+a2),又因a1a2,比较可知最大的是F1,故选A。5.某人在以2.5 m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体,则他在地面上最多能举起多重的物体?若此人在匀加速上升的电梯中最多能举起40 kg的物体,则此电梯上升的加速度多大?(g取10 m/s2)答案:60 kg5 m/s2解析:设人的最大举力为F。以物体为研究对象,根据牛顿第二定律得当电梯以2.5m/s2的加速度匀加速下降时,m1g-F=

6、m1a1,解得F=600N在地面上,人能举起的物体的质量m2=Fg=60kg。当电梯匀加速上升时,F-m3g=m3a3代入解得a3=5m/s2。6.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图像如图所示,重力加速度g取10 m/s2。(1)求在这4 s内细线对物体拉力F的最大值。(2)在F-t图像中画出拉力F随时间t变化的图线。答案:(1)15 N(2)见解析图解析:(1)由图像可知,物体第1s内做初速度为零的匀加速运动,加速度a1=5m/s2第2s内做匀速运动,a2=0第34s内做匀减速运动,a3=2.5m/s2由F1-mg=ma1,得F1=15NF2=mg

7、=10N由mg-F3=ma3,得F3=7.5N故4s内,F的最大值为F1=15N。(2)由以上分析可得,F随时间t的变化如图所示。选考奠基素养提升1.(多选)在原来做匀速运动的升降机中,有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体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.减速上升C.加速下降D.减速下降答案:BC解析:当升降机匀速运动时,地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡,A突然被拉向右方时,弹簧的弹力大于摩擦力,则A与地板之间的最大静摩擦力减小了,即A对地板的压力减小了,故A与升降机的加速度向下,选B、C。2.(多选)如图所示,

8、质量为m的斜面体A始终处于静止状态,当质量为m的物体B沿斜面下滑时,下列说法正确的是()A.匀速下滑时,m对地面的压力等于(m+m)gB.加速下滑时,m对地面的压力小于(m+m)gC.匀减速下滑时,m对地面的压力大于(m+m)gD.m对地面的压力始终等于(m+m)g答案:ABC解析:物体加速下滑时整个系统有竖直向下的加速度分量,处于失重状态,故B正确;物体匀减速下滑时系统存在竖直向上的加速度分量,处于超重状态,故C正确;匀速下滑时系统处于平衡状态,故A正确。3.(2019吉林期末)将电梯受力情况简化成只受重力与绳索拉力,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t图像如图所示(以竖直向上为正方向)

9、。则下列相关说法正确的是()A.t=4.5 s时,电梯处于失重状态B.555 s时间内,绳索拉力最小C.t=59.5 s时,电梯处于超重状态D.t=60 s时,电梯速度恰好为零答案:D解析:由图像可知,t=4.5s时,a0,加速度方向向上,电梯处于超重状态,故A错误;555s时间内,a=0,电梯处于平衡状态,绳索拉力等于电梯的重力,大于电梯失重时绳索的拉力,所以这段时间内绳索拉力不是最小,故B错误;t=59.5s时,a木,水球的质量大于木球的质量,故木球和水组成系统的重心有向下的加速度,整个系统将处于失重状态,故台秤的示数将变小,正确答案为A。5.某航天员的质量为63 kg(装备质量不计),假

10、设飞船以8.6 m/s2的加速度竖直加速上升,g取9.8 m/s2。(1)求此时航天员对座椅的压力大小。(2)航天员训练时可承受8g大小的加速度,这表示什么意思?(3)当飞船返回地面,减速下降时,航天员会有什么样的感觉?答案:(1)1 159.2 N(2)见解析(3)见解析解析:(1)对航天员受力分析如图所示。由牛顿第二定律得FN-mg=ma,即FN=mg+ma=m(g+a)=63(9.8+8.6)N=1159.2N。由牛顿第三定律知,航天员对座椅的压力FN=FN=1159.2N。(2)表示航天员可承受大小为自身重力8倍的压力。(3)当飞船减速下降时,飞船的加速度竖直向上,处于超重状态,航天员

11、会有超重的感觉。6.小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象。他在地面上用台秤称得其体重为500 N,再将台秤移至电梯内称其体重,电梯从t=0时由静止开始运动到t=11 s时停止,得到台秤的示数F随时间t变化的图像如图所示,g取10 m/s2。求:(1)小明在02 s内加速度a1的大小,并判断在这段时间内他处于超重状态还是失重状态;(2)在1011 s内,台秤的示数F3;(3)小明运动的总位移大小。答案:(1)1 m/s2失重状态(2)600 N(3)19 m解析:(1)由题图可知,在02s内,台秤对小明的支持力F1=450N,由牛顿第二定律有mg-F1=ma1解得a1=1m/s2加速度方向竖直向下,故小明处于失重状态。(2)设在1011s内小明的加速度大小为a3,运动时间为t3,02s的运动时间为t1,则a1t1=a3t3,解得a3=2m/s2由牛顿第二定律有F3-mg=ma3解得F3=600N。(3)02s内位移x1=12a1t12=2m210s内位移x2=a1t1t2=16m1011s内位移x3=12a3t32=1m小明运动的总位移大小x=x1+x2+x3=19m。