物理4 超重和失重复习练习题

2020-2021学年新人教版必修第一册

4.6超重和失重 课时作业1（含解析）

1．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。由图可知下列说法正确的是（　　）

A．由图可知乘客做曲线运动

B．t1～t2时间内，乘客的速度v增大

C．t2～t3时间内，乘客的加速度向上

D．t2～t3时间内，乘客处于失重状态

2．如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，此过程中（    ）

A．人被向上“托起”时处于失重状态

B．地球对人的吸引力和人对地球的吸引大小相等

C．人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小

D．人受到的重力和人受气流的力是一对作用力和反作力

3．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重，一个可乘10多个人的环形座舱套在竖直柱子上由升降机先送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置，制动系统启动,到地面时刚好停下，整个过程中（ ）

A．一直处于失重状态 B．先失重后超重

C．一直处于超重状态 D．先超重后失重

4．中国预计在2022年前后建成载人空间站，它是一个在轨组装成的具有中国特色的空间实验室系统。空间站可以长期驻留3人，随着航天员在空间站轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材中适宜航天员在空间站轨道舱中进行锻炼的是（    ）

A．哑铃 B．跑步机 C．单杠 D．弹簧拉力器

5．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，以下说法正确的是 （　　）

A．台阶对人的摩擦力方向延扶梯向上

B．台阶对人的总作用力方向沿竖直向上

C．在此过程中人处于失重状态

D．人对台阶的压力大小等于台阶对人的支持力的大小

6．无人机广泛应用于军事、科技、生产、生活等领域。某架无人机从地面起飞，执行任务后返回地面，无人机在空中处于失重状态的是（　　）

A．匀速上升过程 B．匀速下降过程 C．加速上升过程 D．加速下降过程

7．在军事演习中，质量为64kg的空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下沿竖直方向运动的v-t图像如图甲所示，当速度减为零时空降兵恰好落到地面。降落伞用8根对称的绳悬挂空降兵，每根绳与中轴线的夹角均为，如图乙所示。不计空降兵所受的阻力，sin=0.6，cos=0.8，重力加速度g=10m/s2，则（　　）

A．空降兵前10s处于超重状态

B．空降兵从175m高处开始跳下

C．空降兵在整个运动过程中的平均速度大小为7.5m/s

D．落地前瞬间降落伞的每根绳对空降兵的拉力大小为220N

8．2020年2月16日，我国选手朱雪莹在蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，某运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动过程中的v-t图像如图所示，其中t=0.5s后为直线，其他部分为曲线。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．t=0.3s时弹簧处于原长状态

B．t=0.6s时运动员到达最高处

C．0~0.3s内运动员处于失重状态

D．t=0.1s时运动员的加速度大小为g

9．如图所示，体量为G的某同学站在在电梯里的一台体重计上，当电梯加速上升时，体重计的示数（　　）

A．为零 B．小于G C．等于G D．大于G

10．关于超重和失重，下列说法正确的是（　　）

A．超重就是物体受到的重力增大了 B．失重就是物体受到的重力减小了

C．完全失重就是物体受到的重力为零 D．无论超重、失重，物体受到的重力都不变

11．质量为50kg的人站在升降机内的台秤上，台秤示数为400N，则升降机运动可能是（　　）

A．匀速上升 B．匀速下降 C．加速下降 D．加速上升

12．质量是50kg的人，站在升降机里的体重计上，发现体重计的示数是550N，升降机可能正在（　　）

A．匀速上升 B．加速上升 C．加速下降 D．减速下降

13．某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象，先保持手指和钩码静止，感受套在手指上的橡皮筋对手指压力的变化。下列说法中正确的是（　　）

A．钩码下降过程，处于失重状态

B．钩码上升过程，处于失重状态

C．钩码下降和上升过程，都能出现失重现象

D．钩码由最低点上升到最高点的过程，先出现超重现象，后出现失重现象

14．以前人们盖房打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示。参加打夯的共有5人。四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时，设夯锤的质量为m。将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为，持续的时间为t，然后松手，夯锤落地时将地面砸出一个凹痕。不计空气阻力，则（　　）

A．在上升过程中，夯锤一定处于超重状态

B．在下落过程中，夯锤一定处于超重状态

C．松手时夯锤的速度大小

D．夯锤上升的最大高度

15．如图所示是一质量为的乘客乘电梯上楼过程中速度-时间图像，取。下列说法正确的是（　　）

A．时，乘客对电梯底板的压力大小为

B．和两个过程中电梯的加速度相同

C．乘客在上升过程中处于失重状态，重力消失

D．电梯上升过程的总位移大小为，方向竖直向上

16．一个质量是60kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m=5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40N，g取10m/s2，求：

(1)此时升降机的加速度的大小；

(2)此时人对地板的压力；

(3)电梯保持这个加速度运动2s恰好停止，求这两秒内电梯的平均速度大小。

参考答案

1．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．图像只能表示直线运动，故A错误；

B．由于图象的斜率表示速度，由图可知在t1～t2时间内，乘客的速度v不变，故B错误；

C．由于图象的斜率表示速度，由图可知在t2～t3时间内，乘客向下做减速直线运动，则加速度方向向上，处于超重状态，故C正确，D错误。

故选C。

2．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．人被向上“托起”时，加速度向上，处于超重，A错误；

B．地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是作用力和反作用力，大小相等，B正确；

CD．实验者加速向上运动，合力向上不为零，气流对人的作用力大小大于重力，人受到的重力和人受气流的力不是一对作用力和反作力，CD错误。

故选B。

3．B

【解析】

【分析】

【详解】

开始制动前，座舱做自由落体运动，处于失重状态，制动后，做向下的减速运动，则物体处于超重状态，故B正确，ACD错误。

故选B。

4．D

【解析】

【分析】

【详解】

在空间站轨道舱内，所有的物体均处于完全失重状态，航天员利用哑铃、跑步机、单杠进行锻炼均与重力有关，故无法使用，而弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力，与重力无关，故ABC错误，D正确。

故选D。

5．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．人站在电动扶梯的水平台阶上，沿斜面加速上升，受到重力、支持力和摩擦力作用，台阶对人的摩擦力方向水平向右，故A错误；

B．台阶对人的总作用力为支持力和摩擦力的合力，方向斜向右上方，故B错误；

C．人具有竖直向上的加速度，处于超重状态，故C错误；

D．人对台阶的压力与台阶对人的支持力属于相互作用力，等大反向，故D正确；

故选D。

6．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．无人机在空中匀速上升过程，即不超重也不失重，故A错误；

B．无人机在空中匀速下降过程，即不超重也不失重，故B错误；

C．无人机在空中加速上升过程，加速度方向向上，无人机处于超重状态，故C错误；

D．无人机在空中加速下降过程，加速度方向向下，无人机处于失重状态，故D正确；

故选D。

7．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．由图可知，前10s内伞兵向下做加速运动，加速度的方向向下，则伞兵处于失重状态，故A错误；

B．速度—时间图像中，面积大小等于位移大小，则位移大小为

故B错误；

C．空降兵在整个运动过程中的平均速度大小为

故C正确；

D．根据牛顿运动定律

根据图像，空降兵落地前加速度的大小为

a=1m/s2

解得

F=110N

故D错误。

故选C。

8．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．因为t=0.5s后图像为直线，可知在0.5s后人只受重力作用，此时弹簧处于原长状态，选项A错误；

B．由对称可知，t=0.5s后的直线部分与t轴的交点坐标t0大于0.6s，因在0-t0时间内运动员一直向上运动，则t=0.6s时运动员还没有到达最高处，选项B错误；

C．0~0.3s内运动员加速向上运动，则处于超重状态，选项C错误；

D．因t=0.5s时运动员脱离弹簧，此时的加速度为g，则由对称可知，t=0.1s时运动员的加速度大小也为g，选项D正确。

故选D。

9．D

【解析】

【分析】

【详解】

根据题意可以知该同学加速度向上，处于超重状态，由牛顿第二定律有：体重计示数为

故D正确，ABC错误。

故选D。

10．D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．超重、失重时，重力没有变化，视重发生变化，故AB错误；

C．完全失重就是物体受到的重力不变，用来提供加速度，故C错误；
D．无论超重、失重，物体受到的重力都不变，故D正确。
故选D。

11．C

【解析】

【分析】

【详解】

设向上为正方向；由牛顿第二定律可知

解得

加速度方向向下，故物体的运动可能为：加速向下或减速向上运动。

故选C。

12．BD

【解析】

【分析】

【详解】

质量为50kg的小红同学站在升降机中的磅秤上，发现磅秤的示数是550N，磅秤的示数是通过人对磅秤的压力产生的，所以人对磅秤的压力变大，人的重力不变，该同学处于超重状态，所以应该有向上的加速度，那么此时的运动可能是向下减速运动，也可能是向上加速运动，故BD正确，AC错误。

故选BD。

13．CD

【解析】

【分析】

【详解】

钩码在最上端向下运动的过程中，先是加速下降，后是减速下降，其加速度的方向先是向下的，后是向上的，所以是先失重后超重；钩码在最下端向上运动的过程中，先是加速上升，后是减速上升，其加速度的方向先是向上的，后是向下的，所以是先超重后失重；可见钩码上升和下降的过程都可能出现失重现象，当然也都可能出现超重现象，选项CD正确，AB错误。

故选CD。

14．CD

【解析】

【分析】

【详解】

A．上升过程中分为两个过程，第一个过程，四人的合力大于夯锤的重力，加速度向上，是超重，放手后只受重力，加速度向下是失重，A错误；

B．下降过程，加速度向下，是失重，B错误；

CD．设每个人对夯锤施加的力为F

松手时夯锤的速度为

设施力过程中上升的高度为，松手后上升的高度为，则能上升的最大高度为，根据运动规律有

由上述各式代入数值后，解得

CD正确。

故选CD。

15．AD

【解析】

【分析】

【详解】

A．由图像可知，内的加速度

由牛顿第二定律得

代入数据解得

故A正确；

B．内的加速度，两加速度大小相等，方向相反，故B错误；

C．上升过程处于失重状态，重力保持不变，故C错误；

D．由图像与轴所围的面积可知电梯上升过程的总位移大小为，方向竖直向上，故D正确。

故选AD。

16．(1)2m/s2；(2)480N，方向竖直向下；(3)2m/s

【解析】

【分析】

【详解】

(1)弹簧秤的示数大小等于弹簧秤对物体的拉力T，对物体受力分析由牛顿第二定律可得

解得：物体A的加速度大小

物体A加速度等于升降机加速度，则升降机加速度大小为，方向竖直向下。

(2)升降机的加速度等于人的加速度，设地板对人的支持力为FN，对人由牛顿第二定律可得

解得：地板对人的支持力

由牛顿第三定律可得，人对地板的压力为480N，方向竖直向下。

(3)停止前2秒时的速度大小

停止前2秒内的平均速度大小