版新教材物理人教版必修作業(yè)超重和失重word版含解析

第4章第6節(jié)超重和失重1．(多選)關(guān)于超重和失重的下列說法中，正確的是()A．超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減少了B．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體也受重力作用C．物體具有向上的速度時(shí)處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時(shí)處于失重狀態(tài)D．物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化答案BD解析所謂超重是指物體對(duì)支持物的壓力或者對(duì)懸掛物的拉力大于物體的重力，失重是指物體對(duì)支持物的壓力或者對(duì)懸掛物的拉力小于物體的重力，而物體的重力沒有變化，故A錯(cuò)誤；物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)只受重力，處于完全失重狀態(tài)，故B正確；根據(jù)牛頓第二定律得知，物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，物體具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力始終存在且沒有變化，故D正確。2．某跳水運(yùn)動(dòng)員在3m長的踏板上起跳，我們通過錄像觀察到踏板和運(yùn)動(dòng)員要經(jīng)歷如圖所示的狀態(tài)，其中A為無人時(shí)踏板靜止點(diǎn)，B為人站在踏板上靜止時(shí)的平衡點(diǎn)，C為人在起跳過程中人和踏板運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，則下列說法正確的是()A．人和踏板由C到B的過程中，人向上做勻加速運(yùn)動(dòng)B．人和踏板由C到A的過程中，人處于超重狀態(tài)C．人和踏板由C到A的過程中，先超重后失重D．人在C點(diǎn)具有最大速度答案C解析在B點(diǎn)，重力等于彈力，在C點(diǎn)速度為零，彈力大于重力，所以從C到B過程中合力向上，做加速運(yùn)動(dòng)，但是由于從C到B過程中踏板的形變量在減小，彈力在減小，所以合力在減小，故做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，處于超重狀態(tài)，故A、D錯(cuò)誤；從B到A過程中重力大于彈力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做減速運(yùn)動(dòng)，處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤，C正確。3．在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動(dòng)過程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示，則在這段時(shí)間內(nèi)()A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了B．曉敏同學(xué)對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng)D．電梯的加速度大小為eq\f(g,5)，方向一定豎直向下答案D解析體重計(jì)示數(shù)變小，是由于曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒有改變，故A錯(cuò)誤；曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，故B錯(cuò)誤；以豎直向下為正方向，有mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝eq\f(g,5)，加速度方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，故C錯(cuò)誤，D正確。4．圖甲是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動(dòng)作的示意圖，中間的“·”表示人的重心。圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫出的力—時(shí)間圖線。兩圖中a～g各點(diǎn)均對(duì)應(yīng)，其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒有畫出。取重力加速度g＝10m/s2。根據(jù)圖像分析可知()A．人的重力為1500NB．c點(diǎn)位置人處于超重狀態(tài)C．e點(diǎn)位置人處于失重狀態(tài)D．d點(diǎn)的加速度小于f點(diǎn)的加速度答案B解析開始時(shí)人處于平衡狀態(tài)，人對(duì)傳感器的壓力是500N，根據(jù)牛頓第三定律和力的平衡條件可知，人的重力也是500N，A錯(cuò)誤；c點(diǎn)時(shí)人對(duì)傳感器的壓力大于其重力，處于超重狀態(tài)，B正確；e點(diǎn)時(shí)人對(duì)傳感器的壓力大于其重力，處于超重狀態(tài)，C錯(cuò)誤；人在d點(diǎn)的加速度大小：a1＝eq\f(Fd－G,m)＝eq\f(1500－500,\f(500,10))m/s2＝20m/s2，人在f點(diǎn)的加速度大?。篴2＝eq\f(G－0,m)＝eq\f(500,\f(500,10))m/s2＝10m/s2，可知d點(diǎn)的加速度大于f點(diǎn)的加速度，D錯(cuò)誤。5．(多選)在一電梯的地板上有一壓力傳感器，其上放一物塊，如圖甲所示，當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)，傳感器示數(shù)大小隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，根據(jù)圖像分析得出的結(jié)論中正確的是()A．從時(shí)刻t1到t2，物塊處于失重狀態(tài)B．從時(shí)刻t3到t4，物塊處于失重狀態(tài)C．電梯可能開始停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在高樓層D．電梯可能開始停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在低樓層答案BC解析從F-t圖像可以看出，0～t1，F(xiàn)＝mg，電梯可能處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；t1～t2，F(xiàn)>mg，電梯具有向上的加速度，物塊處于超重狀態(tài)，可能加速向上運(yùn)動(dòng)或減速向下運(yùn)動(dòng)；t2～t3，F(xiàn)＝mg，可能靜止或勻速運(yùn)動(dòng)；t3～t4，F(xiàn)<mg，電梯具有向下的加速度，物塊處于失重狀態(tài)，可能做加速向下或減速向上運(yùn)動(dòng)。綜上分析可知，B、C正確，A、D錯(cuò)誤。6．如圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲—起立的動(dòng)作時(shí)傳感器記錄的壓力隨時(shí)間變化的圖線，縱坐標(biāo)為壓力，橫坐標(biāo)為時(shí)間。由圖線可知，該同學(xué)的體重約為650N，除此以外，還可以得到的信息是()A．1s時(shí)人處在下蹲的最低點(diǎn)B．2s時(shí)人處于下蹲靜止?fàn)顟B(tài)C．該同學(xué)做了2次下蹲—起立的動(dòng)作D．下蹲過程中人始終處于失重狀態(tài)答案B解析人下蹲動(dòng)作分別有失重和超重兩個(gè)過程，先是加速下降，失重，達(dá)到一個(gè)最大速度后，再減速下降，超重，即先失重再超重，到達(dá)最低點(diǎn)后處于平衡狀態(tài)，由圖可知，t＝1s時(shí)，人仍然在加速下降，t＝2s時(shí)，人處在下蹲靜止?fàn)顟B(tài)，故A、D錯(cuò)誤，B正確；人下蹲動(dòng)作對(duì)應(yīng)先失重再超重，同理，起立對(duì)應(yīng)先超重再失重，對(duì)應(yīng)題中的力—時(shí)間圖像可知，該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動(dòng)作，C錯(cuò)誤。7．為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，如圖所示，乘客的座椅能隨著道路坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整，使座椅始終保持水平。當(dāng)此車加速上坡時(shí)，關(guān)于盤腿坐在座椅上的一位乘客，下列說法正確的是()A．受到水平向右的摩擦力作用B．不受摩擦力的作用C．處于失重狀態(tài)D．所受力的合力豎直向上答案A解析當(dāng)此車加速上坡時(shí)，整體的加速度沿斜面向上，故乘客加速度沿斜面向上。對(duì)乘客進(jìn)行受力分析，乘客受重力、支持力，由于乘客有水平向右的分加速度，所以受到向前(水平向右)的摩擦力作用，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)此車加速上坡時(shí)，整體的加速度沿斜面向上，乘客具有向上的分加速度，所以根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知乘客處于超重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；因?yàn)榧铀俣确较蜓匦泵嫦蛏?，可知乘客所受的合力沿斜面向上，故D錯(cuò)誤。8．某大型游樂場內(nèi)，有一種能使人體驗(yàn)超重、失重感覺的大型娛樂設(shè)施。該設(shè)施用電梯將乘坐有十多人的座艙懸停在幾十米的高空處，然后讓座艙從高空自由落下(此時(shí)座艙受到的阻力極小，可忽略)，當(dāng)落至一定位置時(shí)，良好的制動(dòng)系統(tǒng)開始工作，使座艙落至地面時(shí)剛好停止。假設(shè)座艙開始下落時(shí)的高度為80m，當(dāng)下落至距地面30m時(shí)，開始對(duì)座艙進(jìn)行制動(dòng)，并認(rèn)為座艙的制動(dòng)過程是勻減速運(yùn)動(dòng)。(1)當(dāng)座艙從開始下落了20m時(shí)，質(zhì)量是60kg的人對(duì)座艙的壓力為多大？試說明理由。(2)當(dāng)座艙下落到距離地面10m位置時(shí)，人對(duì)座艙的壓力與人所受到的重力之比是多少？(g取10m/s2)答案(1)見解析(2)8∶3解析設(shè)座艙距地面30m時(shí)速度為v，h1＝50m，h2＝30m。(1)開始自由下落過程人和座艙只受重力，此時(shí)a＝g由牛頓第二定律得mg－FN1＝ma，則FN1＝0，根據(jù)牛頓第三定律，此時(shí)人對(duì)座艙的壓力為0。(2)開始自由下落的階段，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得