物理必修1第四章 力与运动第六节 超重和失重课后测评

2020-2021学年新人教版必修第一册

4.6超重和失重 课时作业14（含解析）

1．如图所示，水平地面上竖直固定一根轻弹簧，将一小球压在弹簧的上端；放手后，小球被竖直弹起，后与弹簧分开，上升至最高。空气阻力不计，下列分析正确的是

A．小球与弹簧分开前，始终处于超重状态

B．小球与弹簧分开前，始终处于失重状态

C．小球与弹簧分开后的瞬间，其加速度大于重力加速度

D．小球与弹簧分开后，处于完全失重状态

2．下列关于各项体育运动的解释正确的是（  ）

A．蹦床运动员在空中上升到最高点时处于超重状态

B．举重运动员把杠铃举过头停在最高点时，杠铃处于失重状态

C．百米赛跑到终点时运动员不能立刻停下是由于惯性

D．跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性，以便跳得更远

3．如图甲所示，一个箱内底部放一个质量为m的物体，当箱从高空某处以一定初速度下落时取向下为正方向，其速度－时间图象如图乙所示，则关于物体的有关说法正确的是(  )

A．箱子刚开始下落一小段时间内，箱内物体受到的支持力大于重力，处于超重状态

B．箱内物体对箱子底部压力始终小于重力，处于失重状态

C．箱子在下落的最后阶段时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大

D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”

4．2013年6月26日，神舟十号载人飞船返回舱安全返回地面，宇航员在返回舱回收的过程中要经受超重与失重的考验，已知返回舱返回过程中，大体经历了自由下落、加速下落、匀速下落和减速下落四个过程，假设宇航员一直头朝上坐在座椅上，下列说法正确的是(　　)

A．返回舱自由下落时，宇航员处于平衡状态

B．返回舱加速下落时，宇航员处于超重状态

C．返回舱减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力

D．当返回舱加速下落的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力越来越小

5．如图甲所示，在电梯厢内由三根轻绳AO、BO、CO连接吊着质量为m的物体，轻绳AO、BO、CO对轻质结点O的拉力分别为F1、F2、F3，现电梯厢竖直向下运动，其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，重力加速度为g，则(  )

A．在0～t1时间内，F1与F2的合力小于F3 B．在0～t1时间内，物体处于超重状态

C．在t1～t2时间内，F1大于mg D．在t1～t2时间内，物体处于失重状态

6．2017年11月5日，我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星(如图所示)，开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。下列关于火箭在竖直方向加速起飞阶段的说法，正确的是（     ）

A．火箭只受到重力和空气阻力的作用

B．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力大小相等

C．火箭处于失重状态

D．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后，相对地面由静止下落

7．某同学为研究超重和失重现象，将重为50 N的重物带上电梯，并将它放在电梯中水平放置的压力传感器上．电梯由静止开始运动，测得重物对传感器的压力F随时间t变化的图象如图所示．设电梯在第1 s末、第4 s末和第8 s末的速度大小分别为v1、v4和v8，g取10 m/s2，以下判断中正确的是(　　)

A．电梯在上升，且v1>v4>v8

B．电梯在下降，且v4>v1>v8

C．重物在第2 s内和第8 s内的加速度大小相同

D．电梯对重物的支持力在第1 s内和第9 s内的平均功率相等

8．如图所示的装置中，重4 N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置保持静止，斜面的倾角为30°，被固定在测力计上，如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断物块下滑时，与稳定时比较，测力计的读数(g＝10 m/s2)(　　)

A．增加4 N B．增加3 N C．减少1 N D．不变

9．如图，一个质量为50kg的高中生站在台秤上从静止开始下蹲，下列图像能够正确反映秤上的读数变化的是（  ）

A． B． C． D．

10．如图，两个完全相同的条形磁铁。放在平板AB上，开始时平板及磁铁都处于水平位置，且静止不动，现将AB从原位置突然竖直向上平移。并使之停在CD位置，结果发现两条形磁铁碰在一起，下列说法正确的是

A．开始时两磁铁静止不动，说明磁铁间的作用力小于磁铁受到的静摩擦力

B．磁铁开始滑动时，平板正在向上减速

C．上升过程中磁铁处于超重状态

D．上升过程中磁铁先失重后超重

11．如图所示，质量为的人站在体重计上，随电梯以大小为的加速度加速上升。重力加速度大小为，下列说法正确的是( )

A．人对体重计的压力大小为

B．人对体重计的压力大小为（）

C．人对体重计的压力大小为（

D．人对体重计的压力大于体重计对人的支持力

12．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，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动词整，使座椅始终保持水平，如图所示。下列说法正确的是（    ）

A．车减速上坡时乘客处于失重状态

B．车减速上坡时乘客受到水平向右的摩擦力作用

C．车加速上坡时车对乘客的力沿斜坡向上

D．车加速上坡时车对乘客做正功

13．有一种大型娱乐器械可以让人体超重和失重，如图所示，其环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落．落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．下列说法正确的是(　　)

A．座舱自由下落的过程中人处于超重状态

B．座舱自由下落的过程中人处于失重状态

C．座舱减速下落的过程中人处于超重状态

D．座舱下落的整个过程中人处于失重状态

14．某人站在力传感器上先“下蹲”后“站起”，力传感器的示数随时间的变化情况如图所示，由图象可知

A．“下蹲”时先超重后失重

B．“下蹲”时先失重后超重

C．“站起”时先超重后失重

D．“站起”时先失重后超重

15．在沈阳奥体中心进行的第十二届全运会女子跳高决赛中，福建名将郑幸娟以1米92的成绩成功卫冕。如图所示为郑幸娟在本届全运会上以背越式成功地跳过了1.92米的高度。若忽略空气阻力，g取10 m/s2。则下列说法正确的是（　　）

A．郑幸娟下降过程处于失重状态

B．郑幸娟下降过程处于超重状态

C．郑幸娟起跳以后在上升过程中处于超重状态

D．郑幸娟起跳时地面对她的支持力大于她的重力

16．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示。重力加速度g取10m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数

(1)匀速上升；

(2)以4m/s2的加速度加速上升；

(3)以5m/s2的加速度加速下降。

参考答案

1．D

【解析】

【详解】

AB．小球与弹簧分开前，小球的受到的弹力先大于重力后小于重力，加速度方向先向上，后向下，小球先处于超重状态，后处于失重状态，故AB错误。

CD．小球与弹簧分开后，加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，故C错误，D正确。

故选D。

2．C

【解析】

【详解】

A．蹦床运动员在空中上升到最高点时只受到重力的作用，加速度为重力加速度，处于失重状态，故A错误；

B．举重运动员在举杠铃过头停在最高点时，杠玲处于静止状态，受力平衡，故B错误；

C．百米赛跑到终点时运动员不能立刻停下是由于惯性，故C正确；

D．惯性的大小只与物体的质量有关，跳远运动员助跑不是在增加自己的惯性，故D错误。

故选C。

3．A

【解析】

【详解】

A．由图可知，刚开始下落一小段时间内，物体的运动状态为向下减速，加速度方向向上，处于超重状态，箱内物体受到的支持力大于重力，故A正确；

B．随时间延长，物体最终做匀速直线运动，处于平衡状态，不是失重，故B错误；

C．箱子在最后阶段处于平衡状态，不再超重，箱内物体受到的支持力比刚投下时小，故C错误；

D．箱子在最后阶段处于平衡状态，箱内物体受到的支持力等于它自身的重力，不会“飘起来”，D错误。

故选A。

4．C

【解析】

【详解】

A．返回舱自由下落时，运动的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，故A错误；

B．返回舱加速下落时，加速度方向向下，宇航员处于失重状态，故B错误；

C．返回舱减速下落时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，故C正确；

D．当返回舱加速下落的加速度逐渐减小时，根据牛顿第二定律得

mg－N=ma

加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力越来越大，故D错误。

故选C。

5．C

【解析】

【详解】

A．对于轻质结点O，质量为0，则合力为零，可知F1、F2、F3三个力的合力为零，F1与F2的合力等于F3，故A错误。

B．在0～t1时间内，电梯厢向下做匀加速运动，加速度方向向下，物体处于失重状态，故B错误。

C．在t1～t2时间内，加速度方向向上，则物块的合力向上，则OC绳的拉力大于mg，根据平行四边形定则知，AO绳的拉力大于OC绳的拉力，则F1大于mg，故C正确。

D．在t1～t2时间内，加速度方向向上，物体处于超重状态，故D错误。
故选C。

6．B

【解析】

【详解】

A．火箭受到重力和空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力，故A错误；

B．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力为作用力和反作用力，二者大小相等，故B正确；

C．火箭加速向上，故处于超重状态，故C错误；

D．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后，由于具有向上的速度，故做竖直上抛运动，故D错误。

故选B。

7．C

【解析】

【详解】

ABC.根据牛顿第二定律分析可知，电梯的运动情况是在0～2 s内向下做匀加速运动，在2～7 s内做匀速直线运动，7～9 s内做匀减速运动；选取向下为正方向，由牛顿第二定律可知，0～2 s内：

a1＝m/s2＝0.6 m/s2，

7～9 s内：

a2＝m/s2＝－0.6 m/s2，

方向向上．所以0～2 s内和7～9 s内重物的加速度大小相等；

电梯在第1 s末的速度：

v1＝a1t1＝0.6×1 m/s＝0.6 m/s，

第4 s末的速度等于2 s末的速度

v4＝v7＝v2＝a1t2＝0.6×2 m/s＝1.2 m/s，

第8 s末的速度

v8＝v7＋a2t3＝0.6 m/s，

说明电梯在第1 s末和第8 s末速度相同，小于第4 s末的速度．故A错误、B错误，C正确；

D.重力在第1 s内和第9 s内的平均速度大小相等，电梯对重物的支持力大小不等，功率不等，故D错误。

故选：C

8．C

【解析】

【详解】

对物块和斜面体整体受力分析，受总重力和支持力，平衡时，有

N－(M＋m)g＝0①

加速下滑时，再次对物块和斜面体整体受力分析，受总重力、支持力和静摩擦力，根据牛顿第二定律，有

竖直方向：

(M＋m)g－N′＝masin 30°②

对物块受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有

mgsin 30°＝ma③

由①②③解得：

N－N′＝masin30°＝mg(sin 30°)2＝0.4×10×0.25 N＝1 N。

A.增加4 N。与上述结论不符，故A错误；

B.增加3 N。与上述结论不符，故B错误；   

C.减少1 N。与上述结论相符，故C正确；   

D.不变。与上述结论不符，故D错误.

故选：C

9．C

【解析】

【详解】

对该同学的下蹲运动过程分析可知，人在加速下蹲过程中，有向下的加速度，人处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力大小；在减速下蹲过程中，加速度方向向上，人处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力大小；人从静止开始下蹲的全过程，先失重后超重；故C项正确，ABD三项错误。

10．B

【解析】

【详解】

平板AB从原位置突然竖直向上平移，并停在CD位置这一过程中，应是先加速运动再减速运动到静止。

A．开始时两磁铁静止不动，根据平衡状态可知，每个磁铁所受合力为零，在水平方向上每个磁铁受的磁场力与磁铁受到的静摩擦力大小相等。磁铁间的作用力等于磁铁受到的静摩擦力，故A错误；

B．磁铁开始滑动时，说明磁铁受到的静摩擦力减小，从而造成两条形磁铁相互靠近，原因是平板正在向上减速运动磁铁出现失重，磁铁对平板AB压力减小，磁铁与平板AB间的摩擦力减小，当摩擦力小于磁铁间的相互吸引力时，磁铁开始滑动并最终碰在一起。故B正确；

CD．上升过程中磁铁先超重后失重。故CD错误。

故选Ｂ。

11．C

【解析】

【分析】

【详解】

A.人受到的支持力，则根据牛顿第二定律可知：

得到：

根据牛顿第三定律得，对体重计的压力大小，故C正确，AB错误；
D.人对体重计的压力和人受到的支持力是作用力和反作用力，故人对体重计的压力等于体重计对人的支持力，故D错误；

故选C。

12．AD

【解析】

【详解】

A. 车减速上坡时，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，选项A正确；

B. 对乘客进行受力分析，乘客受重力，支持力：

车减速上坡时，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，所以受到水平向左的摩擦力作用。选项B错误；

C. 车加速上坡时，人的加速度与车的加速度相同，根据牛顿第二定律知车对乘客的摩擦力水平向右，车对乘客的力是支持力和摩擦力的合力，不一定沿斜坡向上，选项C错误；

D. 车加速上坡时，根据动能定理有：

所以，车对乘客做正功，选项D正确。

故选AD。

13．BC

【解析】

【分析】

自由下落时只受重力，加速度向下，失重；减速下落，加速度向上，超重。由此分析即可。

【详解】

AB. 在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，处于失重状态，故B正确A错误；

C. 在减速运动的过程中人受重力和座位对人向上的支持力，做减速运动，所以加速度向上，人处于超重状态，故C错误；

D. 整个运动的过程中人先失重后超重，故D错误。

故选B。

14．BC

【解析】

【详解】

人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，该同学先做了一次下蹲，后做了一次起立的动作，故AD错误，BC正确；

故选BC。

15．AD

【解析】

【详解】

ABC．跳起后不论上升还是下降过程，郑幸娟的加速度均为竖直向下的重力加速度，所以她处于完全失重状态，A正确，BC错误；

D．起跳过程中，加速度向上，郑幸娟加速度向上，处于超重状态，所以地面对她的支持力大于她的重力，D正确。

故选AD。

16．(1)600N(2)840N(3)300N

【解析】

【详解】

(1)匀速上升时，由平衡条件得：

FN1＝mg＝600N

由牛顿第三定律得：人对体重计压力为600N，即体重计示数为600N；

(2)加速上升时，由牛顿第二定律得：

FN2－mg＝ma1

解得

FN2＝mg＋ma1＝840N

由牛顿第三定律得：人对体重计压力为840N，即体重计示数为840N；

(3)加速下降时，由牛顿第二定律得：

mg－FN3＝ma3

解得

FN3＝mg－ma3＝300N

由牛顿第三定律得：人对体重计压力为300N，即体重计示数为300N。