高中物理人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重课后练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重课后练习题，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系第六节超重和失重（暑期衔接练习二）（人教版2019）  一、单选题1．如图所示，一质量为m的小球用细绳悬挂在电梯的天花板上，在电梯以大小为的加速度向上运动过程中（为地球表面的重力加速度），关于细绳拉力大小判断正确的是（　　）A．一定大于mgB．一定等于mgC．一定小于mgD．可能大于mg，也可能小于mg2．航天飞机绕地球做圆周运动的过程中，宇航员（　　）A．处于失重状态B．处于超重状态C．处于平衡状态D．不受地球引力作用3．一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，则（    ）．A．容器自由下落时，小孔向下漏水B．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，小孔不向下漏水C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水4．下列说法正确的是（    ）A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能够用实验直接验证B．宇航员从太空安全返回地面的过程中一直处于失重状态C．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比D．顺德和北京两地的建筑物随地球自转时，线速度大小相等而角速度不等5．一个质量为50kg的人，站在竖直方向运动着的升降机地板上．他看到升降机上弹簧秤挂着一个质量为5kg重物，弹簧秤的示数为40N，重物相对升降机静止，如图所示，则A．升降机一定向上加速运动B．升降机一定向上减速运动C．人对地板的压力一定为400ND．人对地板的压力一定为500N6．如图所示为某跳高运动员用背越式跳过某一高度时的照片，若不计空气阻力，则（　　）A．起跳时地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力B．起跳时地面对运动员的支持力一定等于运动员的重力C．起跳离地后上升过程中，运动员处于超重状态D．起跳离地后下降过程中，运动员处于失重状态7．下面对于教材中的插图理解正确的是（    ）A．图甲中摩擦过的琥珀能吸引轻小的羽毛，是因为琥珀和羽毛间的万有引力作用B．图乙中小金站在体重计上迅速下蹲瞬间，体重计示数会迅速变大C．图丙中所示的实验是用来观察桌面微小形变，其利用了“放大”思想D．图丁中汽车为了冲上斜坡，需要增大行驶速度以便获得更大的牵引力8．航天飞机中的物体处于完全失重状态时，其（　　）A．受到的合力为零B．受到的向心力为零C．对支持物的压力为零D．受地球的万有引力为零9．质量为50kg的同学进行30m距离袋鼠跳比赛，共跳动15次正好抵达终点，若每次跳跃距离相同，重心均升高0.45，则以下说法正确的是（　　）
 A．下落时双脚触地起该同学处于超重状态B．起跳时与落地时地面对人的作用力方向不一致C．每次跳跃该同学消耗体能225JD．若该同学用14次跳跃动作完成比赛，则用时一定更短10．下列说法正确的是（  ）A．静止放在桌面上的书对桌面的压力是因为书发生了弹性形变B．人随秋千摆到最低点时处于平衡状态C．跳高的人起跳以后在上升过程中处于超重状态D．匀速圆周运动是匀变速运动 二、多选题11．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯，无人乘行时，扶梯沿着扶梯所在的斜面运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先沿斜面慢慢加速，再匀速运转，一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示，那么下列说法中正确的是A．顾客全程始终受到三个力的作用B．在匀速过程中，顾客只受2个力C．在加速过程中，顾客处于超重状态D．在加速过程中，扶梯对顾客的作用力沿斜面向上12．如图甲所示，海上救援时，一直升机悬停在空中，某质量为70kg的救援人员在绳索的牵引下沿竖直方向从直升机下降到船上，运动的ν-t图象（向下为正方向）如图乙所示，则下列说法正确的是（g取）（    ）A．救援人员在下降的过程中始终处于失重状态B．前3s与最后2s，救援人员所受绳子的拉力之比为C．救援人员在整个下降过程中，重力做的功为D．前3s与最后2s救援人员重力做功的平均功率相等13．把一个质量为的物体挂在弹簧秤下，在电梯中看到弹簧秤的示数是4N，则电梯的运动情况可能是（　　）A．以的加速度加速上升 B．以的加速度减速上升C．以的加速度加速下降 D．以的加速度减速下降14．质量为60kg的人，站在升降机内的台秤上，台秤示数为50kg，则升降机的运动情况可能是(        )A．减速上升B．减速下降C．加速上升D．加速下降15．质量为m的人站在升降机中，如果升降机运动时加速度的绝对值为a，升降机底板对人的支持力N=ma+mg，则可能的情况是（　　）A．升降机以加速度a向下加速运动B．升降机以加速度a向上加速运动C．在向上运动中，以加速度a制动D．在向下运动中，以加速度a制动  三、填空题16．如图所示，某同学乘电梯从一层到四层，该同学的重力势能______（选填“增大”或“减小”）； 在电梯加速上升的过程中，该同学处于_______（选填“超重”或“失重”）．； 17．某人在匀加速下降的电梯中随电梯向下运动，那么此人处于________状态。（填“超重”或“失重”）18．一根橡皮绳的一端固定在塑料杯底部（杯子质量不计、杯底挖空而只剩十字形幅条），另一端系一小铁球，手握杯子开口向下，当杯子和小球保持静止时如图甲所示，当杯子做自由落体运动且稳定时，图___是铁球和塑料杯可能出现的状态（填写字母，下同）；如杯子做竖直上抛运动，则抛出后达到稳定时，图___是铁球和塑料杯可能出现的状态。19．升降机的地板上放一质量为m的物体，当升降机以大小为a的加速度竖直向上加速运动时，物体所受的重力等于______；地板对物体的支持力大小为______。20．某宇宙飞船中的宇航员的质量是60kg，起飞阶段向上的加速度是30m/s2，宇航员对坐椅向下的压力为_______________N；重返大气层阶段飞船向下做减速运动，则宇航员处于_______（填“超重”或“失重”）状态。（g=10m/s2） 四、解答题21．如图甲所示，倾角=37的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长．一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)接触，滑块与弹簧不相连，弹簧处于压缩状态．当t=0时释放滑块，在0～0.24 s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示．已知弹簧的劲度系数k=2.0102 N/m，当t=0.14 s时，滑块的速度v1=2.0 m/s．g取10 m/s2，sin 37=0.6，cos 37=0.8．最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：（1）斜面对滑块的摩擦力Ff的大小；（2）t=0.14 s时滑块与出发点间的距离d；（3）在0～0.44 s时间内，滑块运动的位移x．22．火箭发射时，宇航员要承受超重的考验。某火箭发射的过程中，有一段时间的加速度达到3.5g，平时重力为10N的体内脏器，在该超重过程中需要的支持力有多大？23．在绕地球的圆形轨道上运行的空间站内，相对空间站悬空、静止的宇航员把一个小物品向前推出，请描述推开过程中和推开后、宇航员和小物品各自相对飞船的运动情况（包括宇航员和小物品各自的运动方向、运动速度、运动轨迹等），并解释其原因。24．质量为1000kg的汽车，当它以5m/s的速度通过半径为50m的拱桥最高点时。问：(1)此时汽车对拱桥的压力是多大？(2)此时汽车处于超重还是失重状态？(3)设想一种情况，此汽车在地面的速度达到一定程度时会“离地而起”，这时，地面对车的支持力是多大？此时的车速会达到多少？（已知地球半径R=6400km，g=10 m/s2）25．如图所示，质量为mA=2kg的物块A静止在倾角为37°的斜面底端，由跨过光滑小定滑轮的轻绳与质量为mB=3kg的物块B相连，轻绳拉直时用手托住物块B，使其静止在距地面h=0.6m的高度处，此时物块A与定滑轮相距L，已知物块A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，现释放物块B，物块B向下运动．（1）求物块B着地前加速度的大小及轻绳对它拉力的大小；（2）设物块B着地后立即停止运动，要使物块A不撞到定滑轮，则L至少多长？
参考答案1．D【详解】若电梯以的加速度向上加速运动，则小球超重，此时细绳拉力大于mg；若电梯以的加速度向上减速运动，则小球失重，此时细绳拉力小于mg；故选D。2．A【详解】ABD. 航天飞机绕地球做圆周运动的过程中，宇航员处于完全失重状态，此时并不是说人不受地球引力作用，而是宇航员受的地球引力正好充当向心力，故A正确，BD错误；
C. 宇航员受的地球引力正好充当向心力，产生向心加速度，并不是处于受力平衡状态，故C错误。故选A。3．D【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；A. 与分析不符，故A错误；B. 与分析不符，故B错误；C. 与分析不符，故C错误；D. 与分析相符，故D正确．4．C【解析】【详解】A.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能够用实验直接验证.故选项A不符合题意.B. 飞船返回地面的过程中，最后减速阶段，加速度方向向上，宇航员处于超重状态.故选项B不符合题意.C. 胡克认为只有在一定的条件下(弹性限度内)，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比.故选项C符合题意.D. 地球自转绕地轴转动，地球上除两极各点具有相同的角速度，故两者角速度等大，由v=ωr可得两者线速度不等.故选项D不符合题意.5．C【详解】设弹簧秤示数为F，重物质量为m，对物体应用牛顿第二定律得：mg-F=ma，解得：a=2m/s2，方向竖直向下，升降机正在减速上升或加速下降，故AB错误；设人质量为M，地板对人的支持力为FN，对人根据牛顿第二定律得：Mg-FN=Ma，解得：FN=M（g-a）=50×（10-2）N=400N，根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小为400N，方向竖直向下，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误．6．D【详解】A．起跳时地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对作用与反作用力，则地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力，选项A错误；B．起跳时运动员的加速度向上，则地面对运动员的支持力大于运动员的重力，选项B错误；C．起跳离地后上升过程中，加速度为向下的g，则运动员处于失重状态，选项C错误；D．起跳离地后下降过程中，加速度为向下的g，则运动员处于失重状态，选项D正确。故选D。7．C【详解】A．由于摩擦起电，琥珀带电，相互靠近时，出现静电感应现象，从而使羽毛带上异种电荷，导致两者有静电引力作用，故A错误；B．小金站在体重计上迅速下蹲瞬间，小金具有向下的加速度，所以小金处于失重状态，对体重计的压力减小，即体重计示数会迅速变小，故B错误；C．观察桌面微小形变时，桌面受力发生形变由于微小，故需要放大，故C正确；D项．汽车为了冲上斜坡，需要增大行驶速度是利用汽车的惯性冲上斜坡，故D错误．故选C。8．C【详解】A．处于完全失重状态物体，其向心加速度为g，而不为零，受到的合力不为零，故A错误；BD．处于完全失重状态的物体依然受地球的引力，此力提供向心力，故BD错误；C．处于完全矢重状态的物体对与之接触的物体无力的作用，故C正确；
 故选C。
 【点睛】 9．B【详解】A．下落时双脚触地瞬间，该同学的加速度仍然向下，处于失重状态，并非一直超重，A错误；B．不论是起跳还是落地，地面对人的支持力始终竖直向上，但起跳时摩擦力向前，则地面对人的作用力合力在前上方。落地时摩擦力向后，则地面对人的作用力合力在后上方，B正确；C．每次跳跃，该同学消耗的体能除了用于抬高重心转化为该同学的重力势能的增加量还有向前的动能，故消耗的体能C错误；D．该同学每次每次跳跃完成后，均可能会在地面停留片刻，所以用时长短于跳跃次数无必然联系，D错误。故选B。10．A【分析】弹力是因为物体发生了形变而产生的。只有物体做匀速直线运动或静止时物体才处于平衡状态。当物体的加速度向下时物体处于失重状态。速度及速度的变化均为矢量，故应注意分析方向。【详解】A．书对桌面的压力是因为书发生了形变，从而对桌子产生了弹力，故A正确。B．人随秋千摆到最底点时做圆周运动，受到指向圆心的合力充当向心力，故不是平衡状态，故B错误。C．跳高的人起跳后只受重力，加速度向下，故人处于失重状态，故C错误。D．匀速圆周运动，速度的方向是变化的，故不是匀变速运动。故D错误。故选A。11．BC【详解】AB.在匀速阶段，根据平衡条件可知，顾客只受重力和支持力两个力作用，故A错误B正确。CD. 在加速过程中，加速度有向上的分量，所以顾客处于超重状态，扶梯对顾客的作用力与重力的合力提供了顾客的加速度，因为加速度沿斜面，所以扶梯对顾客的作用力一定不沿斜向上，故C正确D错误。12．CD【详解】A．只有0~3s内加速度方向竖直向下，处于失重状态。故A错误；B．前3s内，加速度，方向竖直向下，则得最后2s内，加速度，方向竖直向上，则得则故B错误；C．由ν-t图象下面的面积表示位移，可知整个过程的位移重力做的功故C正确；D．根据 可知前3s与最后2s重力做功的平均功率相等。故D正确。故选CD。13．BC【详解】物体和电梯具有相同的速度和加速度，以地面为参考系，则物体的加速度为加速度方向竖直向下。电梯也具有相同的加速度，根据速度和加速度的方向关系可知，电梯的运动状态有两种可能性：速度方向向上，加速度方向向下，即电梯向上做减速运动；或者速度方向向下，加速度方向向下，电梯向下做加速运动。故AD错误，BC正确。故选BC。14．AD【解析】人发生失重，则加速度向下，故物体的运动可能为：加速向下或减速向上运动．选项AD正确，BC错误．故选AD.点睛：本题考查超重与失重的知识，在解题时要注意应用牛顿第二定律判断加速度；明确加速度向下有两种运动的可能．15．BD【详解】由题意可知支持力大于重力，人处于超重状态，所以有向上的加速度，有向上加速度的运动可分为两种情况：向上加速运动和向下减速运动．故选BD16．增大    超重    【详解】从一层到四层，高度增加，克服重力做功，重力势能增加，加速上升，即加速度向上，该同学在运动过程中受电梯竖直向上的支持力，竖直向下的重力，故根据牛顿第二定律可知，故处于超重状态；【点睛】重力做负功，重力势能增大，重力做正功，重力势能增大；加速度竖直向上时，物体处于超重状态，加速度向下时，物体处于失重状态．17．失重【详解】如果物体具有竖直向下的加速度，则物体处于失重状态，有视重小于实重；如果物体具有竖直向上的加速度，则物体处于超重，有视重大于实重，某人在匀加速下降的电梯中随电梯向下运动，此时人具有竖直向下的加速度，则此人处于失重状态。18．B    B    【详解】[1][2]无论自由落体运动还是竖直上抛运动，加速度方向都是竖直向下，因此铁球都失重，橡皮绳会把球和杯子拉近，当橡皮绳恢复到原长后，小球和杯子由于有相对运动速度，继续靠近，绳子就松弛了，所以两种情况下，B图是铁球和塑料杯可能出现的状态19．mg；    m(g+a)    【详解】[1]无论处于怎样的运动状态，物体的重力都是不变的，故重力仍是；[2]由牛顿第二定律得20．2400    超重    【详解】[1]设座椅对宇航员的支持力为FN，由牛顿第二定律可知代入数据解得FN=2400N，根据牛顿第三定律可知宇航员对坐椅向下的压力为2400N；[2]当飞船向下做减速运动时，加速度方向向上，故宇航员处于超重状态。21．（1）Ff=4.0 N；（2）d=0.20 m；（3）x=0.39 m【详解】（1）滑块与弹簧分离后有：mgsin＋Ff=ma1，其中a1=10m/s2解得斜面对滑块的摩擦力Ff=4.0 N．（2）当t1=0.14 s时，弹簧恰好恢复原长，则在t=0时有：kd-mgsin-Ff=ma，a=30m/s2解得滑块与出发点间的距离d=0.20 m．（3）设从t1=0.14 s时开始，经时间Δt1速度减为零Δt1==0.20 s在Δt1时间内滑块上升的位移x1==0.20 m即滑块在t2=0.34 s时速度减为零，此后滑块将反向做匀加速直线运动a2==2.0 m/s2在t2=0.34s到t3=0.44s内滑块的位移x2=a2(t3-t2)2=0.01 m所以在0～0.44 s时间内，滑块运动的位移x=d＋x1-x2=0.39m22．45N【详解】设在该超重过程中需要的支持力为FN，由牛顿第二定律可得 解得23．见解析【详解】在空间站中处于完全失重的状态，推开过程，小物品受力，相对飞船向前加速运动，力和物体运动方向相同，运动轨迹为直线，根据力的作用是相互的，宇航员相对飞船向后加速运动，运动轨迹为直线；推开后不受力，保持原来的运动状态，所以小物品相对飞船向前做匀速直线运动，宇航员相对飞船向后做匀速直线运动。24．(1)9500N；(2)失重；(3)0，8000m/s【详解】(1)当汽车通过拱桥最高点时，竖直方向的合力提供向心力，则解得：拱桥对汽车的支持力据牛顿第三定律可得，汽车对拱桥压力的大小为9500N。(2)汽车对拱桥的压力小于汽车所受的重力，则此时汽车处于失重状态。(3)汽车刚好在地面“离地而起”时，地面对车的支持力是0，则有解得：此时的车速25．(1) 2m/s2， 24N    (2)0.72m【详解】（1）设物块B着地前加速度的大小为a、绳上拉力为T．根据牛顿第二定律得：对B，有：mBg-T=mBa对A，有：T-mAgsin37°-μmAgcos37°=mAa联立解得：a=2m/s2，T=24N；（2）设B落地时A的速度为v，此后的加速度为a′，继续运动L1恰好碰到定滑轮。对于匀加速运动过程，有2ah=v2根据牛顿第二定律得：mAgsin37°+μmAgcos37°=mAa对于匀减速运动过程，有：2a′h=v2得：L1=0.12m故L=h+L1=0.72m