課時(shí)跟蹤檢測(cè) （二十六） 超重和失重

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十六）超重和失重eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．[多選]如圖所示為運(yùn)動(dòng)員原地縱跳摸高訓(xùn)練。已知質(zhì)量m＝50kg的運(yùn)動(dòng)員原地靜止站立(不起跳)摸高為2.10m，跳起過(guò)程中，該運(yùn)動(dòng)員先下蹲，重心下降0.5m，經(jīng)過(guò)充分調(diào)整后，發(fā)力跳起摸到了2.90m的高度。若運(yùn)動(dòng)員起跳過(guò)程視為勻加速運(yùn)動(dòng)，忽略空氣阻力影響，g取10m/s2。則()A．運(yùn)動(dòng)員起跳過(guò)程處于超重狀態(tài)B．起跳過(guò)程的平均速度比離地上升到最高點(diǎn)過(guò)程的平均速度大C．起跳過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力為960ND．從開(kāi)始起跳到雙腳落地需要1.05s解析：選AD運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)2gh＝v2可知v＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×2.9－2.1)m/s＝4m/s；在起跳過(guò)程中可視為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度方向豎直向上，所以運(yùn)動(dòng)員起跳過(guò)程處于超重狀態(tài)，根據(jù)速度位移公式可知，2aΔh＝v2，解得a＝eq\f(v2,2Δh)＝eq\f(42,2×0.5)m/s2＝16m/s2，對(duì)運(yùn)動(dòng)員根據(jù)牛頓第二定律可知FN－mg＝ma，解得FN＝1300N，根據(jù)牛頓第三定律可知，對(duì)地面的壓力為1300N，故選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；在起跳過(guò)程中做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，起跳過(guò)程的平均速度eq\x\to(v)1＝eq\f(v＋0,2)＝eq\f(v,2)，運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，離地上升到最高點(diǎn)過(guò)程的平均速度eq\x\to(v)2＝eq\f(v＋0,2)＝eq\f(v,2)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；起跳過(guò)程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝eq\f(v,a)＝eq\f(4,16)s＝0.25s，起跳后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝eq\f(2v,g)＝0.8s，故運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t＝t1＋t2＝1.05s，故選項(xiàng)D正確。2.在某中學(xué)的田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上，小剛同學(xué)成功地跳過(guò)了1.60m的高度。若忽略空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是()A．小剛下降過(guò)程中處于超重狀態(tài)B．小剛起跳以后在上升過(guò)程中處于失重狀態(tài)C．小剛起跳時(shí)處于失重狀態(tài)D．小剛下降過(guò)程中與起跳時(shí)相比重力變小了解析：選B在小剛下降過(guò)程，只受重力的作用，有向下的重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；小剛起跳以后在上升過(guò)程，也是只受重力的作用，有向下的重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，故B正確；在小剛起跳過(guò)程中，地面要給他一個(gè)向上的支持力，支持力的大小大于重力的大小，才能夠有向上的加速度，向上起跳時(shí)處于超重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；小剛下降過(guò)程中與起跳時(shí)相比重力仍不變，故D錯(cuò)誤。3.某海洋館中的“海豚頂球”節(jié)目因其互動(dòng)性強(qiáng)而深受小朋友們的喜愛(ài)。如圖所示為一海豚把球頂向空中，并等其落下。下列說(shuō)法正確的是()A．球在最高點(diǎn)時(shí)受到重力和海豚對(duì)它的頂力作用B．球在最高點(diǎn)時(shí)速度和加速度都為零C．球在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)D．球在下落過(guò)程中處于失重狀態(tài)解析：選D海豚把球頂向空中后，球只在重力作用下運(yùn)動(dòng)，球在最高處只受到重力，故A錯(cuò)誤；球上升到最高點(diǎn)時(shí)受到重力的作用，速度為零，加速度為g，球在上升過(guò)程中有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故B、C錯(cuò)誤；球在下落過(guò)程中只受到重力的作用，加速度為g，加速度的方向向下，處于失重狀態(tài)，故D正確。4.如圖所示，A、B兩人用安全帶連接在一起，從飛機(jī)上跳下進(jìn)行雙人跳傘運(yùn)動(dòng)，降落傘未打開(kāi)時(shí)不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是()A．在降落傘未打開(kāi)的下降過(guò)程中，安全帶的作用力一定為零B．在降落傘未打開(kāi)的下降過(guò)程中，安全帶的作用力大于B的重力C．在降落傘未打開(kāi)的下降過(guò)程中，安全帶的作用力等于B的重力D．在降落傘打開(kāi)后減速下降過(guò)程中，安全帶的作用力小于B的重力解析：選A據(jù)題意，降落傘未打開(kāi)時(shí)，A、B兩人一起做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，則A、B之間安全帶的作用力為零，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；降落傘打開(kāi)后，A、B減速下降，加速度向上，則A、B處于超重狀態(tài)，對(duì)B有：FT－mg＝ma，即FT＝mg＋ma＞mg，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5．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(guò)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)(重力加速度為g)()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)曉敏同學(xué)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)，方向一定豎直向下解析：選D體重計(jì)示數(shù)變小，是由于曉敏同學(xué)對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏同學(xué)的重力沒(méi)有改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。曉敏同學(xué)對(duì)體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對(duì)曉敏同學(xué)的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，故選項(xiàng)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，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。6.如圖所示，一人站在電梯中的體重計(jì)上，隨電梯一起運(yùn)動(dòng)。下列各種情況中，體重計(jì)的示數(shù)最大的是()A．電梯勻減速上升，加速度的大小為1.0m/s2B．電梯勻加速上升，加速度的大小為1.0m/s2C．電梯勻減速下降，加速度的大小為0.5m/s2D．電梯勻加速下降，加速度的大小為0.5m/s2解析：選B選項(xiàng)A，電梯勻減速上升，加速度向下，由牛頓第二定律有mg－F1＝ma1，解得F1＝m(g－a1)；選項(xiàng)B，電梯勻加速上升，加速度向上，由牛頓第二定律有F2－mg＝ma2，解得F2＝m(g＋a2)；選項(xiàng)C，電梯勻減速下降，加速度向上，由牛頓第二定律有F3－mg＝ma3，解得F3＝m(g＋a3)；選項(xiàng)D，電梯勻加速下降，加速度向下，由牛頓第二定律有mg－F4＝ma4，解得F4＝m(g－a4)。由題意知，a1＝a2＝1.0m/s2，a3＝a4＝0.5m/s2，故F2最大，選項(xiàng)B正確。7.某人在地面上用彈簧秤稱(chēng)得其體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱(chēng)其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)彈簧秤的示數(shù)如圖所示，則電梯運(yùn)行的v-t圖像可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?()解析：選A從題圖可以看出，t0～t1時(shí)間內(nèi)，該人的視重小于其重力，t1～t2時(shí)間內(nèi)，視重正好等于其重力，而在t2～t3時(shí)間內(nèi)，視重大于其重力，根據(jù)題中所設(shè)的正方向可知，t0～t1時(shí)間內(nèi)，該人具有向下的加速度，t1～t2時(shí)間內(nèi)，該人處于平衡狀態(tài)，而在t2～t3時(shí)間內(nèi)，該人具有向上的加速度，所以可能的圖像為A。8．[多選]如圖所示，是某同學(xué)站在壓力傳感器上，做下蹲—起立的動(dòng)作時(shí)記錄的壓力隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)。由圖線(xiàn)可知()A．該同學(xué)體重約為650NB．該同學(xué)做了兩次下蹲—起立的動(dòng)作C．該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動(dòng)作，且下蹲后約2s起立D．下蹲過(guò)程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)解析：選AC由題圖可知該同學(xué)體重約為650N，A正確。人下蹲動(dòng)作有失重和超重兩個(gè)過(guò)程，先是加速下降，失重，到達(dá)一個(gè)最大速度后再減速下降，超重，故下蹲時(shí)應(yīng)先失重再超重。起立時(shí)應(yīng)先超重再失重，由對(duì)應(yīng)圖像可知，該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動(dòng)作，B、D錯(cuò)誤。由圖像看出兩次超重的時(shí)間間隔約為2s，這就是該同學(xué)蹲下后持續(xù)的時(shí)間，C正確。9.質(zhì)量是60kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，如圖所示。重力加速度g取10m/s2，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，求體重計(jì)的示數(shù)。(1)勻速上升；(2)以4m/s2的加速度加速上升；(3)以5m/s2的加速度加速下降。解析：(1)勻速上升時(shí)，由平衡條件得：FN1＝mg＝600N，由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力大小為600N，即體重計(jì)示數(shù)為600N。(2)以a1＝4m/s2的加速度加速上升時(shí)，由牛頓第二定律得：FN2－mg＝ma1，F(xiàn)N2＝mg＋ma1＝840N由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力大小為840N，即體重計(jì)示數(shù)為840N。(3)以a2＝5m/s2的加速度加速下降時(shí)，由牛頓第二定律得：mg－FN3＝ma3，F(xiàn)N3＝mg－ma3＝300N，由牛頓第三定律得：人對(duì)體重計(jì)壓力大小為300N，即體重計(jì)示數(shù)為300N。答案：(1)600N(2)840N(3)300Neq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．一個(gè)人在以a＝2m/s2勻加速下降的升降機(jī)中最多能舉起質(zhì)量為75kg的物體，那么()A．該人在地面上最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體B．該人在地面上最多可以舉起質(zhì)量為90kg的物體C．若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體，則升降機(jī)一定是以2m/s2的加速度勻加速上升D．若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體，則升降機(jī)可能是以2m/s2的加速度勻減速下降解析：選D設(shè)人的舉力為F，則m1g－F＝m1a，解得：F＝600N，即站在地面上最多可舉起重物的質(zhì)量為m2＝eq\f(F,g)＝60kg，故A、B錯(cuò)誤；若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)－m3g＝m3a′，解得：a′＝eq\f(F－m3g,m3)＝eq\f(600－500,50)m/s2＝2m/s2，加速度方向向上，故C錯(cuò)誤，D正確。11．[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(kāi)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(kāi)始停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在低樓層解析：選BC由題圖可以看出，0～t1，F(xiàn)＝mg，物塊可能處于靜止?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)，可能加速向上或減速向下運(yùn)動(dòng)；t2～t3，F(xiàn)＝mg，物塊可能靜止或勻速運(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)，可能加速向下或減速向上運(yùn)動(dòng)。綜上分析可知，B、C正確。12．某同學(xué)到廣州塔參觀，為了測(cè)量電梯運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，該同學(xué)帶了一個(gè)電子臺(tái)秤，并站在臺(tái)秤上觀察臺(tái)秤數(shù)據(jù)變化。電梯靜止時(shí)他觀察到臺(tái)秤的示數(shù)為50kg。在啟動(dòng)時(shí)示數(shù)變?yōu)?2.5kg，這個(gè)示數(shù)持續(xù)了10s后又恢復(fù)到50kg，電梯勻速運(yùn)動(dòng)了80s，靠近觀光層時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)變?yōu)?5kg直到電梯到達(dá)觀光層。重力加速度g取10m/s2。求：(1)電梯勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大??；(2)電梯減速的時(shí)間為多少；(3)在如圖坐標(biāo)中畫(huà)出電梯運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的v-t圖像；(4)廣州塔觀光層的高度為多少？解析：(1)電梯靜止時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)為50kg，在啟動(dòng)時(shí)示數(shù)變?yōu)?2.5kg，說(shuō)明此時(shí)合力F＝(52.5－50)×10N＝25N根據(jù)牛頓第二定律知a1＝eq\f(F,m)＝eq\f(25N,50kg)＝0.5m/s2，加速時(shí)間為t1＝10s，電梯勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v＝a1t1＝5m/s。(2)靠近觀光層時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)變?yōu)?5kg，則此時(shí)合力F′＝(