高中物理第四章 运动和力的关系6 超重和失重综合训练题

这是一份高中物理第四章 运动和力的关系6 超重和失重综合训练题，共12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．下列实例属于超重现象的是（ ）
A．汽车驶过拱形桥顶端B．荡秋千的小孩通过最低点
C．乘坐升降电梯匀速上升D．粉笔抛出竖直向上运动
2．以下说法中正确的是（ ）
A．kg、m、N都是国际单位制中的基本单位
B．合力一定大于每个分力
C．物体处于超重状态时的重力比静止时大
D．加速度的方向与速度方向可能相同，也可能相反，但一定与速度变化的方向相同
3．日常生活中乘坐电梯时，或者站在体重计上做下蹲动作时，往往会发现体重计示数会发生变化，这就是我们常说的超重和失重现象。现在有一个同学站在力学传感器上完成下蹲动作，力学传感器示数变化如图所示。传感器上的示数称为视重，直接反应了哪个力的作用（ ）
A．学生受到的重力B．学生受到的支持力
C．学生对力学传感器的压力D．地面对力学传感器的支持力
4．质量为50kg的某同学站在匀速运动的升降机中的磅秤上，某一时刻该同学发现秤的读数小于50kg，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动（ ）
A．电梯一定是加速上升
B．电梯可能是减速上升
C．电梯可能匀速向上运动
D．电梯的加速度方向一定向上
5．在竖直上抛运动中，正确的说法是（ ）
A．上升过程是超重过程B．下降过程是超重过程
C．全过程是变力作用下的往返运动D．全过程是的完全失重
6．某校把跳长绳作为一项常规运动项目，其中一种运动方式为，一支队伍抽 12 人一起进长绳，计同步一起跳的个数，在2021年的比赛中该校2023届潮勇班一次性跳了59下并打破记录，根据跳绳的过程中情景，下列说法正确的是（ ）
A．学生起跳离开地面前的瞬间，学生受到的重力与地面对学生的支持力大小相等
B．学生起跳离开地面前的瞬间，学生处于失重状态
C．学生起跳离开地面前的瞬间，学生对地面的压力与地面对学生支持力大小相等
D．学生从最高点开始下落的过程中，先处于完全失重，再处于超重最后再处于失重状态
7．在升降电梯内的地板上放一家用体重计。电梯静止时，某同学站在体重计上，示数为50kg。电梯运行过程中，某一小段时间内该同学发现体重计示数如图所示。已知重力加速度为g，则在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．该同学所受的重力变小了，处于失重状态
B．该同学对体重计的压力小于体重计对该同学的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动
D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
8．如图，使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平木板上，甲的N极正对着乙的S极。用手控制木板在竖直方向上做如下运动 （木板始终水平），两磁铁可能吸在一起的是（ ）
A．向上匀速B．向上加速
C．向下减速D．向下加速
二、多选题
9．在升降机的天花板上，用轻弹簧悬挂一个小球，升降机静止时，弹簧的伸长量为4cm，升降机运行时，弹簧的伸长量为3cm，则升降机的运动情况是（ ）
A．以的加速度加速下降B．以的加速度加速下降
C．以的加速度减速上升D．以的加速度减速上升
10．在军事演习中，而量为62kg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图象如图甲所示，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，，，重力加速度g取10，则（ ）
A．空降兵前30s处于失重状态
B．空降兵从300m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284N
11．如图，图线显示的是某人站在力传感器上，“站起”和“下蹲”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。下列选项中正确的是（ ）
A．人先站起后下蹲
B．人先下蹲后站起
C．站起时先失重后超重
D．下蹲时先失重后超重
12．在地球表面用外力F拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a随外力F的变化关系如图所示（规定加速度方向竖直向上为正），下列说法正确的是（ ）
A．地球表面在当地的重力加速度为a0
B．物体的重力为F0
C．当a=a1时物体处于失重状态
D．当a=a1时，拉力
三、解答题
13．质量为M的物体放在光滑水平桌面上，通过水平轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接质量为m的物体，如图所示，重力加速度为g，将它们由静止释放，求：
（1）物体的加速度大小；
（2）绳对M的拉力大小。
14．质量为60kg的人站在电梯上,当电梯以1m/s2的加速度匀减速上升时,求人对电梯地板的压力？当电梯以1m/s2的加速度匀减速下降时,人对电梯地板的压力变为多少？（g取10m/s2）
15．一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0~6 s内体重计对人的支持力F的变化情况如图所示。试问：在这段时间内小孩超重、失重情况及电梯上升的高度是多少？（取重力加速度）
参考答案：
1．B
【详解】A．汽车驶过拱形桥顶端时，具有向下的加速度，故处于失重状态，故A错误；
B．荡秋千的小孩通过最低点时，由支持力和重力的合力提供向心力，合力向上，加速度向上，处于超重状态，故B正确；
C．乘坐升降电梯匀速上升，是平衡状态，故C错误；
D．粉笔抛出竖直向上运动，具有向下的加速度，所以处于失重状态，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．N不是是国际单位制中的基本单位，是导出单位，故A错误；
B．合力可能大于每个分力，也可能小于每个分力，故B错误；
C．物体处于超重状态时的重力没有变化，故与静止时一样，故C错误；
D．加速度的方向与速度方向可能相同，也可能相反，但一定与速度变化的方向相同，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】体重计示数直接反应的是人对力学传感器的压力；而人站在体重计上时，人受体重计的支持力和重力作用，而人受到的支持力与体重计受到的压力为作用力和反作用力；故由传感器示数可以确定人受到的支持力，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．B
【详解】该同学发现秤的读数小于50kg，可知该同学处于失重状态，则加速度向下，即电梯可能加速向下运动，或者减速向上运动，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．D
【详解】在竖直上抛运动中，物体只受重力作用，根据牛顿第二定律得知，物体的加速度为g，方向竖直向下，全过程是 的完全失重状态。
故选D。
6．C
【详解】AB．学生起跳离开地面前的瞬间，学生有向上的加速度，处于超重状态，根据牛顿第二定律知学生受到的重力小于地面对学生的支持力，故AB错误；
C．学生起跳离开地面前的瞬间，学生对地面的压力与地面对学生支持力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故C正确；
D．学生从最高点开始下落的过程中，先向下加速，然后向下减速到速度为零，加速度先向下，然后向上，最后为零，所以先处于完全失重，再处于超重最后再处于平衡状态，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．体重计示数是40kg，示数小于体重，说明晓敏对体重计的压力小于重力，处于失重状态，并不是体重变小，故A错误；
B．该同学对体重计的压力和体重计对同学的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B错误；
C．电梯做向上的减速运动也会是失重状态，示数小于其重力，故C错误；
D．以人为研究对象
mg-FN=ma
求得：
方向竖直向下，选项D正确；
故选D。
8．D
【详解】甲的N极正对着乙的S极，甲、乙两条形磁铁间的磁力，小于或等于木板对两条形磁铁的最大静摩擦力，静止于水平木板上。
A．当木板向上匀速运动，两条形磁铁对木板的压力不变，最大静摩擦力不变，两磁铁静止，故A错误；
BC．当木板向上加速或向下减速，两条形磁铁有向上的加速度，对木板的压力增大，最大静摩擦力增大，两磁铁静止，故BC错误；
D．当木板向下加速，两条形磁铁有向下的加速度，对木板的压力减小，最大静摩擦力减小，两磁铁可能吸在一起，故D正确。
故选D。
9．AC
【详解】设小球的质量为m，弹簧的劲度系数为k
静止时
mg=kx1
当弹簧伸长减小时，弹力减小，小球所受合力方向竖直向下，小球的加速度竖直向下,根据牛顿第二定律得
Mg-kx2=ma，x2=x1
代入解得
=2.5m/s2
方向竖直向下，则升降机可能以2.5m/s2的加速度减速上升，也可能以2.5m/s2的加速度加速下降。
故选AC。
10．BC
【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；10~30s内匀速下降，既不失重也不超重，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正确；
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=106.6N
故D错误。
故选BC。
11．BD
【详解】CD．“站起”过程中人先加速上升，加速度向上，处于超重状态，然后减速上升，加速度向下，处于失重状态，即站起时先超重后失重；“下蹲”过程中，人先向下加速运动，加速度向下，处于失重状态，然后减速向下，加速度向上，处于超重状态，即下蹲时先失重后超重，故C错误，D正确；
AB．根据CD的分析，由所给图像可知，人先下蹲后站起，故A错误，B正确。
故选BD。
12．AB
【详解】A．由牛顿第二定律可知
当时有
得
选项A正确；
B．当时有
解得
选项B正确；
C．当a=a1时，加速度竖直向上，为超重状态，选项C错误；
D．当a=a1时，合力为
选项D错误。
故选AB。
13．（1）；（2）
【详解】（1）以m为研究对象
以M为研究对象
联立上式可得
（2）由（1）可知，拉力大小为
14．540N，660N
【详解】匀减速上升时，加速度方向向下
根据牛顿第二定律得，，解得
根据牛顿第三定律知，人对电梯底板的压力为；
匀减速下降时，加速度方向向上
根据牛顿第二定律得，，解得
根据牛顿第三定律得，人对电梯底板的压力大小为．
点睛：解决本题的关键搞清加速度的方向，运用牛顿第二定律进行求解，知道合力的方向与加速度方向相同．
15．在0~2 s内，小孩处于超重状态
在2~5 s内，小孩处于平衡状态
在5~6 s内，小孩处于失重状态
电梯上升的高度为
【详解】由图可知，在t=0到t1=2s的时间内，电梯向上加速运动，小孩处于超重状态，设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得
在这段时间内电梯上升的高度
在t2-t1=3s的时间内，电梯匀速上升，小孩处于平衡状态，速度为t1时刻的电梯的速度，即
在这段时间内电梯上升的高度
在t3-t2=1s时间内，电梯做减速上升运动，小孩处于失重状态，设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得
电梯上升的总高度
由以上各式，解得