高中物理人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重精品随堂练习题

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【学习目标】
1.结合生活体验，通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。
2.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。
【学习重难点】
1．产生超重和失重的条件。（重点）
2．会分析解决超重和失重的实际问题。（重点难点）
【知识回顾】
动力学两类基本问题
1.两个分析：
(1) 分析：逐一分析不同 运动特点，找出相邻过程的 。
(2) 分析：逐过程分析物体 ，注意 、弹力可能变化。
2.一个桥梁：
3.两类问题的解题步骤：
【自主预习】
1.重力的测量
方法一：先测量物体做自由落体运动的 ，再用 测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。
方法二：利用 对重力进行测量。
2.超重和失重
(1)超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。
(2)失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。
(3)完全失重现象：物体对支持物(或悬挂物) 作用力的现象。物体的重力始终 ，大小 变化。
【课堂探究】
思考与讨论：
站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。当人静止后，保持某一数值不变。这是为什么呢？（观看视频）
一、重力的测量
1.重力测量的方法一
操作方法：
(1)先测量物体做自由落体运动的加速度g；
(2)再用天平测量物体的质量；
(3)利用牛顿第二定律可得：G＝mg
2.重力测量的方法二
操作方法：
利用力的平衡条件对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。
二、超重和失重
思考与讨论：
(1)人在体重计上受到几个力的作用？
(2)如果人静止在体重计上，这几个力的大小关系是怎样的？
(3)人所受的支持力和人给体重计的压力大小什么关系？你的依据什么？
（一）视重
1.视重：体重计的 ，反映的是人对体重计的 大小。依据： 。
2.实重：物体 的重力大小。
3.视重与实重相等的条件： 或 直线运动。
思考与讨论：
(1)人站在体重计上向下蹲的过程中，你认为人经历了几个过程或状态？
(2)人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？
（二）静止体重计上的超重和失重
1.人向下加速下蹲过程：
(1)人加速下蹲过程中受到几个力的作用，请做出受力分析？
(2)请根据牛顿第二定律，列出方程，比较所受力的大小，你发现了什么？
失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力） 物体所受重力的现象，叫作失重现象。
思考：物体处于失重状态时，物体的重力发生改变了吗？
2.人向下减速下蹲过程：
(1)人减速下蹲过程中受到几个力的作用，请做出受力分析？
(2)请根据牛顿第二定律，列出方程，比较所受力的大小，你发现了什么？
超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力） 物体所受重力的现象，叫作超重现象。
思考：物体处于超重状态时，物体的重力发生改变了吗？
思考与讨论：
人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，请你分析力传感器上的人“下蹲”和“站起”两个过程中超重和失重的情况。
思考与讨论：
人的运动状态对体重计上显示出的结果是有影响的。那么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数就不会变吗？
（三）电梯里的超重和失重
情景一：质量为m的人随升降机一起以加速度a匀加速上升，
(1)人对升降机的压力为多大？
(2)人是处于超重还是失重状态？
情景二：质量为m的人随升降机一起以加速度a匀减速上升，
(1)人对升降机的压力为多大？
(2)人是处于超重还是失重状态？
情景三：质量为m的人随升降机一起以加速度a 匀减速下降，
(1)人对升降机的压力为多大？
(2)人是处于超重还是失重状态？
情景四：质量为m的人随升降机一起以加速度a 匀加速下降，
(1)人对升降机的压力为多大？
(2)人是处于超重还是失重状态？
小结：
(1)当加速度方向 时，物体发生 现象，
(2)当加速度方向 时，物体发生 现象。
【例题】设某人的质量为 60 kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以 0.25 m/s2 的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g 取 9.8 m/s2。
思考与讨论:
当物体处于失重状态，且a＝g时会发生什么现象？
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于 的情况称为 现象。
课堂小结：
【自我测评】
1．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动。下列说法正确的是（ ）
A．探测器在加速过程中惯性变大
B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态
C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态
D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力
2．关于超重和失重的下列说法中，正确的是（ ）
A．物体向上运动时处于超重状态，物体向下运动时处于失重状态
B．处于完全失重状态的物体一定是向下运动
C．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了
D．物体做自由落体运动时处于完全失重状态
3．在阿塞拜疆巴库举行的2021年蹦床世锦赛中，中国选手严浪宇斩获男子网上个人金牌，曹云珠摘得女子网上个人银牌。蹦床模型如图所示，下列关于运动员的描述正确的是（ ）
A．离网下降的过程中一直处于失重B．离网上升的过程中一直处于超重
C．触网下降的过程中一直处于失重D．触网上升的过程中一直处于超重
4．蹦极是一项户外极限活动。某游客站在足够高的位置，用原长为20米的弹性绳（满足胡克定律）固定住后自由落下。弹性绳长24米时，重力与弹力大小相等，弹性绳长为30米到达最低点时向上弹起。忽略空气阻力的影响。在该游客的第一次下落过程中，以下说法正确的是（ ）
A．第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移为20米
B．第一次下落过程中，游客能体验超重感的位移为8米
C．第一次下落24m时，游客的速度最大
D．第一次到达最低点时，游客的速度为0，加速度也为0
5．质量为m的人站在电梯内，电梯从1楼上升到40楼，此过程中电梯速度v随时间t变化的图像如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

A．时间内电梯对人的支持力小于mg
B．时间内人处于超重状态
C．时间内人处于超重状态
D．时间内电梯对人的支持力不断增大
6．如图，某同学站在压力传感器上做下蹲——起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为660N，除此以外，还可以得到以下信息（ ）
A．2s时人处于下蹲静止状态B．下蹲过程中人始终处于失重状态
C．内该同学做了2次下蹲——起立的动作D．1s时人处在下蹲的最低点
7．如图所示，用手拿着一个水杯，水杯壁上有一个小孔，水面上浮有一木块，水杯静止时，有水流从小孔中流出，现在将手松开，让水杯自由下落（不计空气阻力），则在落地前（ ）
A．小孔断流，木块相对水面位置不变
B．小孔断流，木块刚好整个浮到水面上
C．小孔断流，木块刚好整个沉到水面下
D．小孔中继续有水喷出，木块相对水面位置不变
8．如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，右图为其结构简图。跳楼机由静止从a自由下落到b，再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。已知跳楼机和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g。则（ ）
A．从b到c，跳楼机和游客处于失重状态
B．从a到b，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等
C．从a到b与从b到c的运动时间之比为2∶1
D．从b到c，跳楼机受到制动力的大小等于2mg
【学后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
类型
v方向
a方向
现象
加速上升
向上
减速上升
向上
加速下降
向下
减速下降
向下