高一上学期物理人教版（2019）必修第一册4.6超重与失重 同步练习同步讲义

这是一份高一上学期物理人教版（2019）必修第一册4.6超重与失重 同步练习同步讲义，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，不计空气对人的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零
B．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力
C．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力
D．在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力
2．如图，用一细绳将条形磁铁A竖直挂起来，A的下端吸起一小铁块B。A、B质量相等并处于静止状态。现将细绳烧断，不计空气阻力，在A、B同时下落的过程中（ ）
A．小铁块B的加速度为零B．磁铁A的加速度为2g
C．A、B之间弹力为零D．A、B整体处于完全失重状态
3．在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作，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，则下列图象中可能正确的（ ）
A．B．
C．D．
4．为了模拟跳水运动员的运动规律，t＝0时刻，某同学将一小球（看做质点）从平台边缘向上抛出，小球的速度与时间关系图象如图所示，不计空气阻力，取重力加速度大小为g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．小球上升的高度为1.6m
B．跳台与水面的高度差是3.2m
C．1.2s至2.0s时间内小球处于超重状态
D．小球潜入水中的深度大于3.2m
5．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力的大小F随时间t变化的图像如图乙所示，g为重力加速度，则（ ）
A．升降机停止前在向下运动
B．0 ~ t1时间内小球处于失重状态，t1 ~ t2时间内小球处于超重状态
C．t1 ~ t3时间内小球向下运动，速度先增大后减小
D．t3 ~ t4时间内小球向下运动，速度一直增大
6．在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学按科目要求所做的四个动作过程如下图所示，其中处于超重状态的过程是（ ）
A．静止站立B．加速下蹲
C．加速上升D．离地上升
7．全国2021年跳水冠军赛上，谢思埸、王宗源摘得男子双人3米板冠军，如图所示为比赛时的精彩瞬间。若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员与水接触后便立即开始减速
B．运动员在向下运动时，一直处于失重状态
C．运动员在向上运动时，一直处于超重状态
D．入水过程中，水对运动员的作用力一定等于运动员对水的作用力
8．如图所示是一客运电梯某段时间内上升的图像，则有（ ）
A．0~2s时间内，电梯的加速度最大，处于超重状态
B．0~2s时间内，电梯的加速度最大，处于失重状态
C．6~10s时间内，电梯的加速度最大，处于超重状态
D．6~10s时间内，电梯的加速度最大，处于失重状态
二、多选题
9．如图所示，商场中常见一种“台阶式”扶梯，一个人从电梯底端站上扶梯，先随扶梯加速运动，然后随扶梯匀速运动。下列说法正确的是（ ）
A．加速阶段人受到三个力的作用
B．加速阶段和匀速阶段，人都处于超重状态
C．加速阶段人对扶梯的压力比匀速阶段大
D．两个阶段扶梯给人的作用力相等
10．某地一观光塔总高度达600m，游客乘坐观光电梯大约1min就可以到达观光平台。若电梯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.则下列说法正确的是（ ）
A．t=4.5s时，电梯处于超重状态
B．5～55s时间内，绳索拉力最小
C．t=59.5s时，电梯处于超重状态
D．t=60s时，电梯速度恰好为0
11．在升降机中，一个人站在体重计上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是（ ）
A．升降机可能以大小为0.8g的加速度加速上升
B．升降机可能以大小为0.2g的加速度加速下降
C．升降机可能以大小为0.2g的加速度减速上升
D．升降机可能以大小为0.8g的加速度减速下降
12．蹦床运动员在某次比赛中从蹦床上起跳，上升到最高点后又落回蹦床。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在离开蹦床后上升过程中处于失重状态
B．运动员下降过程中（接触蹦床前）处于超重状态
C．运动员起跳时蹦床对他的支持力大于他对蹦床的压力
D．运动员从离开蹦床到刚要落到蹦床上的过程中做匀变速运动
三、解答题
13．质量为45kg的某同学站在电梯中的体重计上，用照相机记录了体重计在电梯运行中的示数，如图所示。图中标注的箭头及旁边的数字分别表示电梯运行的方向和到达的楼层。请判断电梯的运动状态，并计算电梯的加速度大小。（取重力加速度g=10m/s2）
14．为了观察超重和重现象，质量为50kg的小红站在电梯内的体重计上，如图所示。求电梯处于下列运动状态时体重计的示数：（取重力加速度g=10m/s2）
（1）电梯匀速上升；
（2）电梯以0.8m/s2的加速度匀加速上升；
（3）电梯以0.8m/s2的加速度匀减速上升。
15．如图甲所示，用一细线悬挂一质量m=1.0kg的物块，在细线拉力F作用下，物块由静止开始竖直向上运动。某探究小组的同学用电脑描绘出物块运动的v-t图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。求∶
(1)物块在前4s内通过的位移；
(2)在前4s内细线对物块拉力F的最小值；在图丙所示的F-t坐标系中画出拉力F随时间t变化的图线。
16．一质量为的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数的变化情况如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度，忽略体重计自身结构对示数的影响）
参考答案
1．A
【详解】
ABC．降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，BC错误；
D．降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有
FT-mg=ma
整理得
FT=mg+ma>mg
D错误。
故选A。
2．D
【详解】
AB．细绳烧断后，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到
加速度大小为
方向竖直向下，故A、B错误。
C．由于条形磁铁A对B有向上的吸引力，则A对B一定有向下有弹力，大小等于磁铁的引力，故C错误。
D．细绳烧断后，A、B同时下落，不计空气阻力，重力加速度为g，属于完全失重状态，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
人的下蹲动作是先加速后减速的。人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小。
故选D。
4．C
【详解】
A．由图可知，上升时间0.4s，上升的高度为
A错误；
B．自由下落的高度为
跳台与水面的高度差为
B错误；
C．1.2s至2.0s时间内进入水中减速下降，加速度向上，处于超重状态，C正确；
D．若小球潜入水中的过程做匀减速直线运动，则位移大小为
而实际上，小球做加速度减小的减速运动，相同时间位移较小，故小球潜入水中的实际深度小于3.2m，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．从0时刻开始，弹簧弹力减小，知小球向上运动，可知升降机停止前向上运动，A错误；
B．0 ~ t1时间内，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，t1 ~ t2时间内，重力大于弹力，加速度向下，也处于失重状态，B错误；
C．0 ~ t1时间内，小球向上运动，t1 ~ t3时间内，小球向下运动，加速度先向下后向上，则速度先增大后减小，C正确；
D．t3时刻处于最低点，t3 ~ t4时间内，小球向上运动，D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查力和运动的关系，知道加速度方向与速度方向相同，做加速运动，加速度方向与速度方向相反，做减速运动。掌握判断超失重的方法，关键看加速度的方向。
6．C
【详解】
A．静止站立处于平衡状态，A错误；
B．加速下蹲，加速度向下，支持力小于重力，处于失重状态，B错误；
C．加速上升，加速度向上，支持力大于重力，处于超重状态，C正确；
D．离地上升处于完全失重状态，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．运动员刚接触水时重力大于水对人的作用力，运动员还是加速下降，A错误；
BC．运动员在空中运动过程，处于完全失重状态，刚进入水中水的作用力较小，处于失重状态，入水一定深度后水的作用力大于重力时，运动员处于超重状态，BC错误；
D．入水过程中，据牛顿第三定律可知，水对运动员的作用力一定等于运动员对水的作用力，D正确。
故选D。
8．A
【详解】
0~2s时间内，速度逐渐增加，加速度方向向上，处于超重状态，大小为
6~10s时间内，速度逐渐减小，加速度向下，处于失重状态，大小为
0~2s时间内，电梯的加速度最大。
故选A。
9．AC
【详解】
ABC．加速阶段人具有沿电梯斜向上的加速度a，人受到重力mg、支持力N、摩擦力f三个力的作用，如图所示
设电梯倾角为，据牛顿第二定律可得，水平、竖直方向分别有
可得
故人处于超重状态，匀速阶段，人受到重力mg、扶梯支持力作用而处于平衡状态，有
没有受到摩擦力作用，结合牛顿第三定律可知，加速阶段人对扶梯的压力比匀速阶段大，AC正确，B错误；
D．加速阶段人受到扶梯的作用力为
匀速阶段人受到扶梯的作用力为
故两个阶段扶梯给人的作用力不相等，D错误。
故选AC。
10．AD
【详解】
A．t＝4.5 s时，电梯具有向上的加速度，处于超重状态，A正确；
B．前5s加速度向上，由牛顿第二定律可得
可得
1～4s时间内，加速度最大，绳索的拉力最大，最后5s内，加速度向下，由牛顿第二定律可得
可得
56～59s时间内，加速度最大，绳索拉力最小，5～55s时间内，电梯匀速上升，绳索拉力等于重力，B错误；
C．t=59.5s时，电梯具有向下的加速度，处于失重状态，C错误；
D．a-t图线与时间轴所围的面积表示速度变化量，可得
初速度为零，由图像可知60s内，故在60s时电梯速度恰好为0，D正确。
故选AD。
11．BC
【详解】
AD．若a＝0.8g，方向竖直向上，可能加速上升，可能减速下降，根据牛顿第二定律有
F-mg=ma
解得
F=1.8mg
其中F为人的视重，人的视重比实际重力大
×100%=80%
AD错误；
BC．若a＝0.2g，方向竖直向下，可能加速下降，可能减速上升，根据牛顿第二定律有
mg-F′=ma
解得
F′=0.8mg
人的视重比实际重力小
×100%=20%
BC正确。
故选BC。
12．AD
【详解】
A．运动员在离开蹦床后上升过程中，加速度向下，处于失重状态，选项A正确；
B．运动员下降过程中（接触蹦床前），加速度向下，处于失重状态，选项B错误；
C．运动员起跳时蹦床对他的支持力与他对蹦床的压力是一对作用力与反作用力，等大反向，选项C错误；
D．运动员从离开蹦床到刚要落到蹦床上的过程中，加速度始终为g向下，则做匀变速运动，选项D正确。
故选AD。
13．减速下降，
【详解】
由图可知，该同学超重，此时加速度向上，且电梯下降，故电梯减速下降。由牛顿第二定律可得
电梯的加速度大小为
其中
联立解得
14．（1）500N；（2）540N；（3）460N
【详解】
（1）电梯匀速上升，加速度为0，体重计的示数为
F1=mg=500N
（2）电梯以0.8m/s2的加速度匀加速上升，由牛顿第二定律可得
F2-mg=ma2
代入数据解得F2=540N。
（3）电梯以0.8m/s2的加速度匀减速上升，由牛顿第二定律可得
mg-F3=ma3
代入数据解得F3=460N。
15．(1)12.5m；(2)7.5N，见解析
【详解】
(1) v-t图像的面积表示位移，可得物块在前4s内通过的位移为
(1)第1s内物体加速上升，由牛顿第二定律可得
由图乙可知a1=5m/s2，可得，第2s处于平衡状态，，最后2s减速上升，由图乙可知a1=2.5m/s2，由牛顿第二定律可得
可得，故在前4s内细线对物块拉力F的最小值为7.5N，F随时间t变化的图线如图所示
16．。
【详解】
由题意知小孩体重
由题图知，在0-2s内， 体重计示数为
因为
电梯匀加速上升，此时有
2s末速度为
上升的高度为
在2-5s内
电梯匀速上升， 此时有
在5-6s内
电梯匀减速上升，此时有
又
说明电梯在6s末停止， 上升的高度为
所以电梯上升的高度为