2021学年4 超重和失重同步测试题
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4.6超重和失重 课时作业15(含解析)
1.如图所示,猴子抓住树枝悬挂在空中静止,根据图1所示,关于猴子的运动状态,下列判断正确的是( )
A.平衡状态 B.超重状态
C.失重状态 D.无法判断
2.小明站在力传感器上完成下蹲动作,计算机采集的图线如图所示,下列说法正确的是( )
A.在下蹲过程中只出现超重现象
B.在下蹲过程中只出现失重现象
C.根据该图线可以知道小明所受重力为
D.在下蹲过程中先出现超重现象再出现失重现象
3.如图,在一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动,且忽略空气阻力,以下所有选项中均只考虑容器离开手之后在空中运动的过程,则()
A.容器自由下落时,小孔向下漏水
B.将容器斜向上抛出,容器在空中运动时小孔不漏水
C.将容器水平抛出,容器在空中运动时小孔向下漏水
D.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时,小孔不漏水
4.如图所示,是某同学站在力板传感器上,做下蹲-起立的动作时记录的力随时间变化的图线,纵坐标为力(单位为牛顿),横坐标为时间.由图线可知,该同学的体重约为650 N,除此以外,还可以得到以下信息( )
A.该同学做了两次下蹲-起立的动作
B.该同学做了一次下蹲-起立的动作,且下蹲后约2 s起立
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.如图所示,在竖直方向运动的电梯,其顶部挂有一个弹簧测力计,弹簧测力计的下端挂了一个重物,电梯做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为9N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取10m/s2)( )
A.电梯可能向下减速运动,加速度大小为1m/s2 B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为1m/s2
C.电梯可能向上加速运动,加速度大小为0.9m/s2 D.电梯可能向下加速运动,加速度大小为0.9m/s2
6.质量为60kg的人.站在升降机内的体重计上.体重计的示数如图所示,则升降机的运动应是
A.匀速上升 B.减速下降
C.减速上升 D.加速下降
7.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。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是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平衡位置,空气阻力不计,则人从P点落下到最低点c的过程中( )
A.人从a点开始做减速运动,一直处于失重状态
B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于超重状态
C.在bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态
D.在c点,人的速度为零,其加速度也为零
8.如图所示,一电梯在缆绳的拉动下向下做减速运动,则( )
A.电梯中的人处于失重状态
B.缆绳对电梯的弹力和电梯与人的总重力是一对平衡力
C.缆绳对电梯的弹力和电梯对缆绳的弹力是一对作用力与反作用力
D.电梯对缆绳的弹力是由于缆绳发生弹性形变而产生的
9.将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中所受空气阻力大小恒定,方向与运动方向相反,该过程的v-t图像如图所示,g取10m/s2。下列说法中正确的是( )
A.小球重力和阻力大小之比为6:1
B.小球上升与下落所用时间之比为2:3
C.小球落回到抛出点的速度大小为m/s
D.小球下落过程受到向上的空气阻力,处于超重状态
10.在电梯中,把一物体置于台秤上,台秤与力传感器相连,当电梯从静止起加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动,传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图像如图所示,下列说法中正确的是
A.物体的质量为3kg
B.第3s内物体处于失重状态
C.第20s内物体处于失重状态
D.电梯超重时最大加速度的大小与失重时最大加速度的大小相等
11.将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中所受阻力大小恒定,方向与运动方向相反。该过程的v-t图象如图所示,g取10m/s2。下列说法中正确的是( )
A.小球上升与下落所用时间之比为2∶3
B.小球重力和阻力之比为5:1
C.小球回到抛出点的速度大小为8m/s
D.小球下落过程中,受到向上的阻力,处于超重状态
12.2011年8月27日世界田径锦标赛在韩国大邱举行。如图所示,在撑竿跳高比赛中运动员(若不计空气阻力)
A.起跳时竿对她的弹力大于她的重力
B.起跳时竿对她的弹力小于她的重力
C.起跳以后的下落过程中她处于超重状态
D.起跳以后的下落过程中她处于失重状态
13.如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两个滑块放在斜面上,中间用一个轻杆相连,A、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,它们在斜面上加速下滑.关于杆的受力情况,下列分析正确的是( )
A.若μ1>μ2,m1=m2,则杆受到压力
B.若μ1=μ2,m1>m2,则杆受到拉力
C.若μ1<μ2,m1<m2,则杆受到压力
D.若μ1=μ2,m1≠m2,则杆不受到作用力
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,判断下列说法正确的是()
A.0~t1内跳伞者速度越大,空气阻力越大 B.跳伞者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~t2内,跳伞者处于超重状态
15.游乐场中,一个可乘坐二十多个人的环形座舱套在竖直柱子上,由升降机送到离地78m的高处,然后让座舱自由落下。当落到离地面26 m时,制动系统启动,座舱做匀减速运动,到地面时刚好停下。座舱中某人用手水平托着质量为0.36kg的手机,重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是
A.当座舱刚落到地面时,速度为零,座舱处于平衡状态
B.当座舱落到离地面60m的位置时,手机对手的压力零,手机处于完全失重状态
C.当座舱落到离地15m的位置时,手要用10.8N的力才能托住手机
D.当座舱落到离地15m的位置时,手要用5.4N的力才能托住手机
16.一木箱静止在地面上,木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M,有一质量为m的环套在杆上,给环一初速度,使其沿杆向上减速运动,试求环向上运动的加速度多大时,才使箱子对地面的压力为零?
参考答案
1.A
【解析】
【详解】
由题可知,猴子抓住树枝悬挂在空中静止,其合力为零,即处于平衡状态,故A正确,BCD错误;
故选A。
2.C
【解析】
【详解】
A.人下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降,处于失重状态,到达一个最大速度后再减速下降,处于超重状态,对应先失重再超重,故ABD错误;
C.开始时小明站在传感器上静止时其合力为零,此时传感器的示数等于其重力的大小,即小明所受重力为,故C正确;
故选C。
3.B
【解析】
【详解】
无论向哪个方向抛出,抛出之后的物体都只受到重力的作用,处于完全失重状态,此时水和容器的运动状态相同,它们之间没有相互作用,水不会流出,B正确,ACD错误。
故选B。
4.B
【解析】
【详解】
AB.人做下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,对应先失重再超重;起立对应先超重再失重.对应图象可知,该同学做了一次下蹲-起立的动作;由图象看出两次超重的时间间隔就是人蹲在地上持续的时间,约2 s,故A错误,B正确;
CD.下蹲过程既有失重又有超重,且先失重后超重,故CD错误.
5.B
【解析】
【详解】
电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为10N,知重物的重力等于10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为9N时,对重物有:
,
解得:
,
方向竖直向下,则电梯的加速度大小为1m/s2,方向竖直向下。
AB.电梯可能向下做加速运动,加速度大小为1m/s2,A错误B正确;
CD.电梯也可能向上做减速运动,加速度大小为1m/s2,CD错误;
故选B。
6.B
【解析】
【详解】
体重计的示数大于人的重力,说明此时人处于超重状态,加速度向上,所以升降机可能做减速下降或加速向上的运动,B正确,ACD错误。
故选B。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
ABC.在Pa段绳还没有被拉长,人做自由落体运动,所以处于完全失重状态,在ab段绳的拉力小于人的重力,人受到的合力向下,有向下的加速度,处于失重状态;在bc段绳的拉力大于人的重力,人受到的合力向上,有向上的加速度,处于超重状态,故AB错误,C正确;
D.在c点,绳的形变量最大,绳的拉力最大,人受到的合力向上,有向上的加速度,处于超重状态,故D错误;
故选C。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.电梯向下减速时,加速度向上,对人受力分析可知人所受支持力大于重力,则人处于超重状态,故A错误;
B. 因电梯有加速度,则缆绳对电梯的弹力和电梯与人的总重力不是一对平衡力,故B错误;
C. 缆绳对电梯的弹力和电梯对缆绳的弹力是一对作用力与反作用力,故C正确;
D. 电梯对缆绳的弹力是由于电梯发生弹性形变而产生的,故D错误。
故选C。
9.C
【解析】
【详解】
A.根据图像可得上升过程的加速度大小为:
由牛顿第二定律有:
代入数据解得:
即:
故A错误;
B.下降过程中由牛顿第二定律可得:
结合A选项解得:
根据:
可得:
所以可知上升和下降时间之比为:
故B错误;
C.小球匀减速上升的位移:
根据:
代入数据解得:,故C正确;
D.小球下落过程中,加速度竖直向下,处于失重状态,故D错误。
故选C。
10.ACD
【解析】
【详解】
A.最初物体和台秤静止时,处于平衡,由图像可读出
,
可得物体的质量为:
,
故A正确;
B.由图像可读出第3s内压力大于重力,由牛顿第三定律可知支持力大于重力,由牛顿第二定律可知加速度向上,则物体处于超重状态,故B错误;
C.由图像可读出第20s内压力小于重力,即视重小于实重,则物体处于失重状态,故C正确;
D.电梯超重时可读出最大压力为
,
由牛顿第二定律可得加速度:
电梯失重时可读出最小压力为:
同样由牛顿第二定律可得加速度:
故有电梯超重时最大加速度的大小与失重时最大加速度的大小相等,故D正确;
故选ACD。
11.BC
【解析】
【详解】
B.小球向上做匀减速运动的加速度大小
,
根据牛顿第二定律得,
mg+f=ma1,
解得阻力
f=ma1-mg=2N,
则重力和阻力大小之比为
mg:f=5:1
故B正确;
C.小球上升的高度
,
小球下降的加速度大小
根据
得
,
则小球落回到抛出点时的速度大小为
,
故C正确。
A.上升的时间和下落的时间之比为
,
故A错误;
D.下落的过程中,加速度向下,处于失重状态,故D错误。
故选BC。
12.AD
【解析】
【详解】
AB.起跳时加速度向上,故竿对人的弹力大于人的重力,A正确B错误;
CD.起跳以后的下落过程,向下做加速运动,加速度竖直向下,处于失重状态,C错误D正确;
故选AD。
13.AD
【解析】
【详解】
假设杆无弹力,滑块受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有
解得
同理
A.若μ1>μ2,则a1<a2,B加速度较大,则杆受到压力,故A正确;
BD.若μ1=μ2,则a1=a2,两个滑块加速度相同,说明无相对滑动趋势,故杆无弹力,故B错误,D正确;
C.若μ1<μ2,则a1>a2,A加速度较大,则杆受到拉力,故C错误。
故选AD。
14.AD
【解析】
【详解】
A.0—t1内速度曲线斜率变小,则加速度变小,重力不变,则阻力变大,故A正确;
B.由题意只知竖直方向的运动情况,水平方向的运动未知,所无法确定跳伞者在水平方向上的运动情形,故B错误;
C.由图像可知,跳伞者在下降过段中加速度发生变化,则有
故C错误;
D.在t1—t2内,跳伞者处于向下减速,加速度向上为超重,故D正确。
故选AD。
15.BC
【解析】
【详解】
A.当座舱刚落到地面时,速度为零,但是加速度不为零,座舱不是处于平衡状态,选项A错误;
B.当座舱落到离地面60m的位置时,处于自由下落状态,加速度为向下的g,则手机对手的压力零,手机处于完全失重状态,选项B正确;
CD.座舱自由下落52m时的速度
当座舱落到离地15m的位置时的加速度:
对手机由牛顿第二定律:
N-mg=ma
解得
N=10.8N
即手要用10.8N的力才能托住手机,选项C正确,D错误;
故选BC。
16.
【解析】
【详解】
解法一:如图所示,以小环为研究对象,设其与杆间作用力为f,加速度大小为a,则:
mg+f=ma
再对箱子分析受力列平衡方程:
FN+f′=Mg
f=f′
令FN=0,由以上各式解得
。
解法二:利用超重、失重法
小环有向下的加速度,处于失重状态,若失重部分恰等于整体重力,则箱子对地面压力为零,则:
ma=(M+m)g,
得:
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