沪科版必修14 超重和失重巩固练习

2020-2021学年新人教版必修第一册

4.6超重和失重 课时作业11（含解析）

1．建筑工地上，有时候需要通过抛的方式把砖块从低处送往高处，如图所示为三块砖头在空中某时刻的照片，v为砖块该时刻的运动方向，不计空气阻力，则（　　）

A．砖块受到的合力为零

B．A砖块对B砖块有向下的压力

C．B砖块对A砖块有向左的摩擦力

D．A、B砖块之间没有摩擦力

2．如图所示，当电梯向上做加速运动时，下列说法正确的是（　　）

A．人所受的重力将变大

B．人所受的重力将变小

C．人对地板的压力将变小

D．人对地板的压力将变大

3．电梯内用弹簧秤测物体的重量，下列几种情况，弹簧秤示数最小的为（　　）

A．以2 m/s2的加速度加速上升 B．以3 m/s2的加速度减速上升

C．以3 m/s2的加速度减速下降 D．以2.5m/s2的加速度加速下降

4．如图所示，质量为50kg的某同学站在升降机中的磅秤上，某一过程中该同学发现磅秤的示数为40kg，则在此过程中升降机的运动方式可能是：（　　）

A．加速下降 B．加速上升 C．匀速上升 D．减速下降

5．某同学利用体重计研究超重与失重现象。在一次实验中，她先蹲在体重计上，如图所示，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．该同学处于超重状态

B．该同学处于失重状态

C．体重计示数先减小后增大

D．体重计示数先增大后减小

6．质量的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降，经过充分调整后，发力跳起摸到了的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取。则（　　）

A．起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大

B．运动员起跳过程先失重再超重

C．从开始起跳到双脚落地需要

D．起跳过程中运动员对地面的压力为

7．在升降机底部安装一个加速度传感器，其上放置了一个质量为m小物块，如图甲所示。升降机从时刻开始竖直向上运动，加速度传感器显示加速度a随时间t变化如图乙所示。取竖直向上为正方向，重力加速度为g，以下判断正确的是（　　）

A．在0~2t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态

B．在t0~3t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态

C．时刻，物块所受的支持力大小为mg

D．时刻，物块所受的支持力大小为2mg

8．如图所示，物块在水平放置的台式弹簧秤上保持相对静止，弹簧秤的示数为 15N。下列说法正确的是（　　）

A．若该装置此时正放在加速上升的电梯中，则物块的实际重力小于15N

B．若该装置此时正放在经过拱桥最高点的汽车中，则物块的实际重力小于15N

C．若该装置此时正放在月球的星球表面上，则物块的实际重力小于15N

D．若该装置此时正放在匀速旋转的水平转台上并与水平转台保持相对静止，则物块的实际重力小于15N

9．如图，垂直电梯里有一个“轿厢”和一个“对重”，它们通过钢丝绳连接起来，驱动装置带动钢丝绳使“轿厢”和“对重”在竖直方向做上下运动。当“轿厢”向上做匀减速直线运动时（　　）

A．电梯的“对重”处于失重状态

B．电梯的“对重”向下匀加速运动

C．钢丝绳的拉力等于“轿厢”的重力

D．钢丝绳的拉力小于“轿厢”的重力

10．下列四张图是教材中的有关物理知识的插图，关于下面说法正确的是（　　）

A．图1说明伽利略关于自由落体运动的结论是完全通过实验得到的

B．图2可推出所有形状规则的物体重心均在其几何中心处

C．图3中掷出后的冰壶能继续运动说明其具有惯性

D．图4中电梯向上制动时体重计的读数变小说明人所受重力减小

11．如图所示是装满水的侧壁打有小孔的可乐瓶，当可乐瓶静止时，水会从小孔中流出来，忽略空气阻力，下列说法正确是（　　）

A．让可乐瓶竖直下落，在下落过程中水会从小孔流出

B．将可乐瓶平抛，在平抛运动过程中水不会从小孔流出

C．将可乐瓶斜抛，在斜抛运动过程中水会从小孔流出

D．将可乐瓶竖直上抛，在上升和下降过程中水都会从小孔流出

12．某科技兴趣小组用实验装置来模拟火箭发射卫星。火箭点燃后从地面竖直升空，t1时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落，t2时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落，此后不再有燃料燃烧。实验中测得火箭竖直方向的速度—时间图像如图所示，设运动中不计空气阻力，燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断正确的是（　　）

A．t2时刻火箭到达最高点，t3时刻火箭落回地面

B．火箭在0~t1时间内的加速度小于t1~t2时间内的加速度

C．t1~t2时间内火箭处于超重状态，t2~t3时间内火箭处于失重状态

D．火箭在t2~t3时间内的加速度大小等于重力加速度

13．如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物体，开始时升降机做匀速运动，物块相对斜面匀速下滑，当升降机加速上升时，则下列选项正确的是（　　）

A．物体相对于斜面静止 B．物体相对于斜面匀速下滑

C．斜面对物体的支持力减小 D．斜面对物体的摩擦力增大

14．沿竖直升降的电梯中，一轻弹簧下挂一小球，电梯静止时，弹簧伸长L，电梯运动时，弹簧伸长了，由此分析电梯的运动情况可能是（　　）

A．电梯可能加速上升 B．电梯可能加速下降

C．电梯的加速度大小为g D．电梯可能减速上升

15．如下图所示，斜面体质量为M，小物块质量为m，斜面体始终处于静止状态，当小物块沿斜面下滑时有（　　）

A．匀速下滑时，斜面体对地面压力等于

B．加速下滑时，斜面体对地面压力小于

C．减速下滑时，斜面体对地面压力大于

D．斜面体对地面压力始终等于

16．如图所示，有一长为S=8.84m的传送带倾斜放置，倾角为θ=30°，且没有启动。一质量为m1=3kg、长度L=0.5m的长木板甲静止于传送带顶端，其右端与传送带的顶端M点相齐。t=0时刻，将一质量为m2=1kg的小物块乙(可视为质点)轻放在长木板甲的左端，与此同时，给长木板甲v0=4m/s的速度沿传送带向下运动。已知，甲与传送带之间的动摩擦因数，甲与乙之间的动摩擦因数，重力加速度大小g=10m/s2。则：

(1)乙相对甲滑行的最大距离；

(2)当甲和乙刚好达到共同速度的瞬间启动传送带，使其从静止开始以恒定的加速度a=3m/s2沿逆时针方向转动，求从传送带启动到甲的左端动到传送带底端N点所用的时间。

参考答案

1．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．对整体分析可知，砖块在空中运动时，只受重力作用，合力不为零，故A错误；

BCD．因为只受重力，处于完全失重状态，故砖块间无弹力，也无摩擦力，故BC错误，D正确。

故选D。

2．D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．质量是物体的自由属性，不会因运动而改变，无论超重还是失重，都不改变物体自身的质量，即不改变重力，故AB错误；

CD．由于人的加速度向上，由牛顿第二定律得

解得

故可知地板对人的支持力变大，且大于重力，即人对地板的压力将变大，故C错误，D正确。

故选D。

3．B

【解析】

【分析】

【详解】

设物体的质量为m。
A．以物体为研究对象，设弹簧秤的拉力大小为F1，由牛顿第二定律得

代入解得

B．以物体为研究对象，设弹簧秤的拉力大小为F2，由牛顿第二定律得

代入解得

C．以物体为研究对象，设弹簧秤的拉力大小为F3，由牛顿第二定律得

代入解得

D．以物体为研究对象，设弹簧秤的拉力大小为F4，由牛顿第二定律得

代入解得

比较可知，弹簧秤示数最小为，故选B。

4．A

【解析】

【分析】

【详解】

因该磅秤的示数小于体重，可知该同学失重，可知加速度向下，则电梯可能加速下降或者减速上升。

故选A。

5．D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．该同学由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，在竖直方向上，先做加速度竖直向上的加速运动，后加速度竖直向下的减速运动。所以，先超重，后失重；故A、B错误；

CD．设体重计对人的支持力为F，人运动的加速度为a，则由牛顿第二定律有，稳定时：

人加速向上运动时：

故

同理，人减速上升时：

故体重计示数先增大，后减小，所以，C错，D对；

故选D。

6．D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．从开始起跳到脚离开地面重心上升

做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态；

离开地面到上升到最高点的过程中，重心上升距离

运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据可知，所以

根据平均速度公式可得起跳过程的平均速度为

根据平均速度公式可得离地上升到最高点过程的平均速度为

故A、B错误；

C．在起跳过程中，根据速度位移公式可知

解得

起跳过程时间

离地上升到最高点过程的时间

从开始起跳到双脚落地需要总时间为

故C错误；

D．起跳过程由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律可知运动员对地面的压力为1300N，方向竖直向下，故D正确；

故选D。

7．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．由乙图可知，在0~t0时间内，物块受到的支持力大于物块的重力，物块先处于超重状态，在t0~2t0时间内，物块受到的支持力小于物块的重力，后处于失重状态，A错误；

B．由乙图可知，在t0~3t0时间内，物块受到的支持力小于物块的重力，物块处于失重状态，B错误；

C．由乙图可知，时刻，物块所受的支持力大小为mg，C正确；

D．由乙图可知，时刻，物块所受的支持力大小为mg，D错误。

故选C。

8．C

【解析】

【分析】

【详解】

A． 若该装置此时正放在加速上升的电梯中，物体重力不变，仍为15N，故A错误；

B． 若该装置此时正放在经过拱桥最高点的汽车中，物体重力不变，仍为15N，故B错误；

C． 若该装置此时正放在月球的星球表面上，因为月球表面重力加速度小于地表重力加速度，故物块的实际重力小于15N，故C正确；

D． 若该装置此时正放在匀速旋转的水平转台上并与水平转台保持相对静止，物体重力不变，仍为15N，故D错误；

故选C。

9．D

【解析】

【分析】

【详解】

当“轿厢”向上做匀减速直线运动时，“轿厢”加速度向下，处于失重状态，钢丝绳拉力小于“轿厢”重力。此时，“对重”向下做匀减速运动，加速度向上，处于超重状态，故ABC错误，D正确。

故选D。

10．C

【解析】

【分析】

【详解】

A. 图1是伽利略关于自由落体运动实验，本实验是通过不断改变倾斜角度，减小摩擦阻力的影响推理得到的，而不是通过实验直接得到的，故选项A错误；

B.所有形状规则且质量分布均匀的物体其重心才在几何中心处，仅形状规则而质量分布不均匀的物体其重心可能不在几何中心上，故选项B错误；

C.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，图3中掷出后的冰壶能继续运动说明其具有惯性，故选项C正确；

D. 图4中电梯向上制动时体重计的读数变小说明人所受支持力变小，但重力不变，故选项D错误。

故选择C。

11．B

【解析】

【分析】

【详解】

无论是让可乐瓶竖直下落，还是平抛、斜抛和竖直上抛，加速度均为向下的g，水处于完全失重状态，则水在小孔处产生的压强为零，则水不会从小孔中流出。

故选B。

12．BCD

【解析】

【分析】

【详解】

A．火箭上升的最大高度等于运动过程中的最大位移大小，由图可知当速度等于零时，位移最大，火箭处于最高点，即t3时刻火箭到达最高点，时间内火箭一直向上运动，故A错误；

B．由图像可知斜率表示加速度，倾角越大表示加速度越大，则火箭在时间内的加速度小于时间内的加速度，故B正确；

C．加速度方向向上，物体处于超重状态，加速度方向向下，物体处于失重状态，由图可知，时间内加速度为正，向上，所以火箭处于超重状态，时间内加速度为负，向下，所以火箭处于失重状态，故C正确；

D．火箭在时间内匀减速上升，只受重力，加速度大小等于重力加速度，故D正确。

故选BCD。

13．BD

【解析】

【分析】

【详解】

AB．设斜面的倾角为，物体的质量为m，当物体匀速运动时有

即，假设物体以加速度a向上运动时，斜面对物体的支持力

斜面对物体的摩擦力

因为，所以

故物体仍相对于斜面匀速下滑，故A错误，B正确；

CD．当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式可知，接触面间的正压力增大，斜面对物体的支持力增大，物体与斜面间的摩擦力增大，故C错误，D正确。

故选BD。

14．BCD

【解析】

【分析】

【详解】

当电梯静止时有：k△L=mg，当电梯运动，根据牛顿第二定律得

解得：

方向竖直向下，知电梯以大小为的加速度减速上升，或加速下降，故BCD正确A错误。

故选BCD。

15．ABC

【解析】

【分析】

【详解】

A． 匀速下滑时，整体处于平衡状态，整体分析可知，斜面体对地面压力等于，故A正确；

B． 加速下滑时，加速度沿斜面向下，m处于失重状态，M仍平衡，则根据失重原理可知，斜面体对地面压力小于，故B正确；

C． 减速下滑时，加速度沿斜面向上，m处于超重状态，M仍平衡，根据超重原理可知，斜面体对地面压力大于，故C正确；

D．根据以上分析可知，故D错误。

故选ABC。

16．(1)0.48m；(2)2s

【解析】

【分析】

【详解】

(1)乙做向下匀加速直线运动，加速度大小为

甲做向下匀减速直线运动，加速度大小为：

设甲和乙刚好达到共同速度时速度为v1，时间为t1，根据运动学公式可得

联立解得

甲的位移为

乙的位移为

乙相对甲滑行的最大距离

(2)当甲和乙刚好达到共同速度的瞬间启动传送带时，对甲乙系统，则有

所以甲乙与传送带共速前，甲乙一起做匀速直线运动，运动时间为

甲乙一起运动的位移

甲乙与传送带共速后，甲乙与传送一起做匀加速直线运动，根据运动学公式有

解得

从传送带启动到甲的左端动到传送带底端N点所用的时间