高中物理粤教版必修1第四章 力与运动第六节 超重和失重课后练习题

2020-2021学年新人教版必修第一册

4.6超重和失重 课时作业2（含解析）

1．随着祖国的繁荣昌盛，体验高空跳伞项目的人越来越多。湖北荆门跳伞基地的某次跳伞过程中，飞机飞行40分钟左右到达3000米高空，人跳出后打开稳定伞，竖直下落45秒左右到达1500米高空，此时打开主伞，滑翔7分钟左右到降落区域。若人和伞的总质量，且人可以看成质点，打开稳定伞下落过程空气阻力恒定。取，下列说法正确的是（　　）

A．人跳出后在打开主伞之前做自由落体运动

B．竖直下落45秒阶段受到空气阻力大约为

C．打开主伞的瞬间，速度大约是

D．打开主伞后，滑翔阶段人处于失重状态

2．有一种新的交通工具，为了增加乘客乘车的舒适度，座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示，当此车减速上坡时，则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)（　　）

A．处于超重状态 B．不受摩擦力的作用

C．受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D．所受合力竖直向上

3．2020年7月4日，羽毛球运动员林丹宣布退役，如图是林丹在某次羽毛球比赛中跃起的动作，将羽毛球以原速率斜向上击回，球在空中运动一段时间后落至对方的界内。林丹运动过程中空气阻力不计，则下列说法正确的是（　　）

A．林丹在起跳过程中地面对他的支持力是他的形变产生的

B．林丹在最高点速度为零，处于平衡状态

C．林丹在空中的运动过程处于失重状态

D．林丹击球过程中羽毛球的加速度为零

4．在大型娱乐场中，某小朋友对一个体验超重、失重的压力传感仪产生了浓厚的兴趣。该小朋友的体重为G，他站在压力传感器上完成了一次下蹲动作，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象可能正确的是（    ）

A． B．

C． D．

5．某同学乘电梯下楼，电梯向下启动时，他有一种“飘飘然”的感觉，这是因为（　　）

A．他受到的重力变小了 B．他受到的重力变大了

C．他处于失重状态 D．他处于超重状态

6．火箭点火发射的某一瞬间，下列说法一定正确的是（　　）

A．火箭受重力、空气的推力、空气阻力作用

B．火箭加速升空过程中处于失重状态

C．发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭所受的重力

D．发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭对喷出气体的作用力

7．图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是力板所受压力随时间变化的图象，取重力加速度g＝10m/s2。根据图象分析可知（　　）

A．人的重力可由b点读出，约为300N

B．b到c的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态

C．人在双脚离开力板的过程中，处于完全失重状态

D．人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度

8．某同学将新购买的电子台秤置于竖直运动的升降电梯地板上，台秤上放置一砝码，电梯静止时，台秤的示数为100.0g。在乘坐电梯的一段时间内，该同学用手机依次拍摄的三张照片如图所示，台秤的读数分别为122.7g、100.0g、87.9g，已知第一张和第三张照片的示数分别为该过程中的最大和最小示数。在该段时间内，下列判断一定正确的是（　　）

A．拍第一张照片时电梯正向上加速运动

B．拍第一张照片时该同学的重力比静止时大

C．拍第二张照片时电梯的运行速度最大

D．拍第三张照片时，砝码及该同学均处于失重状态

9．某同学站在压力传感器上完成下蹲动作，如图为传感器记录的压力随时间变化的情况，横坐标表示时间，纵坐标表示压力。重力加速度取10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．人的质量为50kg

B．下蹲过程中人始终处于失重状态

C．a点对应人所受合外力方向向上

D．b点对应人所受合外力方向向上

10．一个重为600N的人站在电梯中，当人对电梯地板的压力为500N时，电梯的运动情况可能是（　　）

A．减速上升 B．加速上升 C．减速下降 D．加速下降

11．在发射某载人飞船过程中，运载火箭在上升的前一分钟内v-t图像如图所示。下列说法正确的是　（　　）

A．在前30 s内宇航员的加速度恒为2 m/s2 B．在前30 s内宇航员处于超重状态

C．在60 s内宇航员的平均速度小于100 m/s D．在60 s时宇航员离地面高度大于6 000 m

12．如图所示，质量为50kg的小丽同学站在电梯中的磅秤上，当电梯正常启动加速上升时，磅秤的示数可能是（　　）

A．0 B．45kg C．55kg D．100kg

13．下列关于力学知识和物理现象的说法中正确的是（　　）

A．伽利略最早对自由落体运动进行科学研究，否定了亚里士多德错误论断

B．汽车突然刹车，由于惯性车上的人会突然前倾，当车静止后，则惯性消失

C．人乘坐能加速或减速运动的电梯，当电梯减速下降时，人处于超重状态

D．滑冰中运动员对冰面的压力与冰面对运动员的支持力是一对平衡力

14．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　　）

A．0~t1时间内，v增大，FN>mg

B．t1~t2 时间内，v减小，FN<mg

C．t2~t3 时间内，v减小，FN <mg

D．t2~t3时间内，v增大，FN >mg

15．木箱内的地板上放置一个5kg的物体，钢绳吊着木箱静止在某一高度处。从计时时刻开始钢绳拉着木箱向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为4m/s2，至第3s末钢绳突然断裂，此后木箱先向上做匀减速运动，到达最高点后开始竖直下落，7s末落至地面。木箱在空中运动的过程中地板始终保持水平，重力加速度取10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．第2秒末物体的重力增大到70N

B．第2秒末物体对木箱地板的压力为70N

C．第4秒末物体对木箱地板的压力为0

D．第6秒末物体对木箱地板的压力为70N

16．一个质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示．试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2．

参考答案

1．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．人跳出后打开稳定伞，做初速度为零的匀加速直线运动。在竖直下落的过程中，由

可知

选项A错误。

B．受力分析可知

解得

B项正确。

C．由可知

C项错误。

D．打开主伞后，滑翔阶段向下做减速运动，加速度向上，即处于超重状态，D项错误。

故选B。

2．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．当此减速上坡时，整体的加速度沿斜面向下，乘客具有向下的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，故A错误；

BC．对乘客进行受力分析，乘客受重力，支持力，由于乘客加速度沿斜面向下，而静摩擦力必沿水平方向，由于乘客有水平向左的分加速度，所以受到向后（水平向左）的摩擦力作用，故B错误，C正确；

D．由于乘客加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下，故D错误。

故选C。

3．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．林丹在起跳过程中地面对他的支持力是地面的形变产生的力，故A错误；

B．林丹在最高点时仅受重力作用，即所受外力不为零，不是处于平衡状态，故B错误；

C．双脚离开地面后，只受重力，加速度为g，处于失重状态，故C正确；

D．将羽毛球以原速率斜向上击回，则羽毛球的速度方向发生变化，由可知，加速度不为0，故D错误。

故选C。

4．D

【解析】

【分析】

【详解】

他站在压力传感器上完成了一次下蹲动作，则他先向下加速后向下减速，加速度先向下后向上，先失重后超重，则图像D正确。

故选D。

5．C

【解析】

【分析】

【详解】

电梯向下启动时，有向下的加速度，此时人受到的支持力小于人的重力的大小，所以人处于失重状态，但是人的重力并没变，只是对电梯的压力变小了，故C正确，ABD错误。

6．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．火箭发射瞬间，火箭受到的力是重力、火箭喷出气体的推力、空气阻力，A错误；

B．火箭加速升空具有向上的加速度，处于超重状态，B错误；

C．发动机喷出气体对火箭的作用力大于火箭所受的重力，火箭才能加速上升，C错误；

D．发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭对喷出气体的作用力，属于相互作用力，D正确。

故选D。

7．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力约为900N，人的重力也约为900N，故A错误；

B．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；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；b到c的过程中，人先处于失重状态再处于超重状态，故B错误；

C．双脚离开力板的过程中只受重力的作用，处于完全失重状态，故C正确；

D．b点弹力与重力的差值要小于c点弹力与重力的差值，则人在b点的加速度要小于在c点的加速度，故D错误；

故选C。

8．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．从照片示数分析可知，砝码分别处于超重、平衡和失重状态，无法判定电梯的运动方向，可能向上先加速后匀速再减速，也可能向下先减速后静止再加速或者先减速后匀速再加速，故拍第一张照片时电梯可能向上加速也可能向下减速，故A错误；

B．无论处于超重还是失重状态，物体的重力都不会变化，故B错误；

C．拍第二张照片时电梯可能静止，故C错误；

D．拍第三张照片时，砝码处于失重状态，故该同学也处于失重状态，故D项正确。

故选D。

9．AD

【解析】

【分析】

【详解】

A．开始时人处于平衡状态，传感器记录的压力等于人的重力，为500N，则人的质量为50kg，故A正确；
B．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降，到达一个最大速度后再减速下降，对应先失重再超重，故B错误；
CD．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降，到达一个最大速度后再减速下降，对应先失重再超重，到达最低点后处于平衡状态，所以在a点时刻人处于失重状态，人所受合外力方向向下，在b点时刻人处于超重状态，人所受合外力方向向上，故C错误，D正确。
故选AD。

10．AD

【解析】

【分析】

【详解】

一个重为600N的人站在电梯中，当人对电梯地板的压力为500N时，此时人处于失重状态，人所受到的合力向下，因此加速度方向向下，故可能做减速上升或加速下降。

故选AD。

11．BC

【解析】

【分析】

【详解】

A．v-t图像中切线的斜率表示加速度，在前30 s内斜率逐渐增大，说明宇航员的加速度逐渐增大，故A错误；

B．在前30 s内宇航员加速度向上，支持力大于重力，压力等于支持力大于重力，说明宇航员处于超重状态，故B正确；

CD．v-t图像中图像与横轴所围面积表示位移大小

如果从零匀加速到，在60 s内平均速度等于

位移大小

通过比较面积大小可知宇航员前位移小于6000m，说明平均速度小于100 m/s，故C正确，D错误。

故选BC。

12．CD

【解析】

【分析】

【详解】

由于电梯向上加速，故加速度方向向上，处于超重状态，此时磅秤受到的压力大于人的重力，因此磅秤的示数将大于人的质量

故选CD。

13．AC

【解析】

【分析】

【详解】

A．伽利略通过逻辑推理和实验相结合的方法最早对自由落体运动进行科学的研究，否定了亚里士多德错误论，故A正确；

B．惯性大小只与质量有关，与运动状态无关，故B错误；

C．当电梯减速下降时，具有向上的加速度，此时人处于超重状态，故C正确；

D．运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力，故D错误。

故选AC。

14．AC

【解析】

【分析】

【详解】

A. 0~t1时间内，斜率增大，v增大，做加速运动，加速度向上，由牛顿第二定律，FN>mg，A正确；

B. t1~t2 时间内，是直线，v不变，匀速向上，FN=mg，B错误；

CD. t2~t3 时间内，斜率减小，v减小，加速度向下，FN <mg，C正确，D错误。

故选AC。

15．BC

【解析】

【分析】

【详解】

A．第2秒末，物体的加速度向上，物体处于超重状态，但物体的重力不会随着物体的运动状态变化而变化，故A错误；

B．第2秒末，物体的加速度向上，由牛顿第二定律得

即

由牛顿第三定律可知，第2秒末物体对木箱地板的压力为70N，故B正确；

C．第4秒末物体的加速度为重力加速度g，物体处于完全失重状态，物体对木箱地板的压力为0，故C正确；

D．第6秒末物体的加速度为重力加速度g，物体处于完全失重状态，物体对木箱地板的压力为0，故D错误。

故选BC。

16．9m

【解析】

【分析】

【详解】

试题分析：由图可知，在t＝0到t1＝2s的时间内，电梯向上加速运动．设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得： ①

在这段时间内电梯上升的高度 h1＝②

在t2-t1＝3s的时间内，电梯匀速上升，速度为t1时刻的电梯的速度，即 ③

在这段时间内电梯上升的高度h2＝v1（t2 -t1） ④

在t3-t2＝1s时间内，电梯做减速上升运动．设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得：⑤

在这段时间内电梯上升的高度h3＝⑥

电梯上升的总高度h＝h1＋h2+h3 ⑦

由以上各式，解得h＝9m                ⑧

考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用

【名师点睛】

连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力