高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)4.6超重與失重 同步練習(xí)同步講義

2021-2022人教版（2019）高一物理必修一4.6超重與失重一、單選題1．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)，不計(jì)空氣對(duì)人的阻力，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2．如圖，用一細(xì)繩將條形磁鐵A豎直掛起來(lái)，A的下端吸起一小鐵塊B。A、B質(zhì)量相等并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將細(xì)繩燒斷，不計(jì)空氣阻力，在A、B同時(shí)下落的過(guò)程中（）A．小鐵塊B的加速度為零 B．磁鐵A的加速度為2gC．A、B之間彈力為零 D．A、B整體處于完全失重狀態(tài)3．在探究超重和失重規(guī)律時(shí)，某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng)作，傳感器和計(jì)算機(jī)相連，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到壓力F隨時(shí)間t變化的圖象，則下列圖象中可能正確的（）A． B．C． D．4．為了模擬跳水運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，t＝0時(shí)刻，某同學(xué)將一小球（看做質(zhì)點(diǎn)）從平臺(tái)邊緣向上拋出，小球的速度與時(shí)間關(guān)系圖象如圖所示，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度大小為g=10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．小球上升的高度為1.6mB．跳臺(tái)與水面的高度差是3.2mC．1.2s至2.0s時(shí)間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)D．小球潛入水中的深度大于3.2m5．如圖甲所示，在升降機(jī)的頂部安裝了一個(gè)能夠顯示拉力大小的傳感器，傳感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球，若升降機(jī)在勻速運(yùn)行過(guò)程中突然停止，并以此時(shí)為零時(shí)刻，在后面一段時(shí)間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力的大小F隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，g為重力加速度，則（）A．升降機(jī)停止前在向下運(yùn)動(dòng)B．0~t1時(shí)間內(nèi)小球處于失重狀態(tài)，t1~t2時(shí)間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)C．t1~t3時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，速度先增大后減小D．t3~t4時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，速度一直增大6．在身體素質(zhì)測(cè)試“原地縱跳摸高”科目中，某同學(xué)按科目要求所做的四個(gè)動(dòng)作過(guò)程如下圖所示，其中處于超重狀態(tài)的過(guò)程是（）A．靜止站立 B．加速下蹲C．加速上升 D．離地上升7．全國(guó)2021年跳水冠軍賽上，謝思埸、王宗源摘得男子雙人3米板冠軍，如圖所示為比賽時(shí)的精彩瞬間。若不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員與水接觸后便立即開(kāi)始減速B．運(yùn)動(dòng)員在向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，一直處于失重狀態(tài)C．運(yùn)動(dòng)員在向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，一直處于超重狀態(tài)D．入水過(guò)程中，水對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力一定等于運(yùn)動(dòng)員對(duì)水的作用力8．如圖所示是一客運(yùn)電梯某段時(shí)間內(nèi)上升的圖像，則有（）

A．0~2s時(shí)間內(nèi)，電梯的加速度最大，處于超重狀態(tài)B．0~2s時(shí)間內(nèi)，電梯的加速度最大，處于失重狀態(tài)C．6~10s時(shí)間內(nèi)，電梯的加速度最大，處于超重狀態(tài)D．6~10s時(shí)間內(nèi)，電梯的加速度最大，處于失重狀態(tài)二、多選題9．如圖所示，商場(chǎng)中常見(jiàn)一種“臺(tái)階式”扶梯，一個(gè)人從電梯底端站上扶梯，先隨扶梯加速運(yùn)動(dòng)，然后隨扶梯勻速運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）

A．加速階段人受到三個(gè)力的作用B．加速階段和勻速階段，人都處于超重狀態(tài)C．加速階段人對(duì)扶梯的壓力比勻速階段大D．兩個(gè)階段扶梯給人的作用力相等10．某地一觀光塔總高度達(dá)600m，游客乘坐觀光電梯大約1min就可以到達(dá)觀光平臺(tái)。若電梯簡(jiǎn)化成只受重力與繩索拉力，已知電梯在t＝0時(shí)由靜止開(kāi)始上升，a－t圖像如圖所示.則下列說(shuō)法正確的是（）

A．t=4.5s時(shí)，電梯處于超重狀態(tài)B．5～55s時(shí)間內(nèi)，繩索拉力最小C．t=59.5s時(shí)，電梯處于超重狀態(tài)D．t=60s時(shí)，電梯速度恰好為011．在升降機(jī)中，一個(gè)人站在體重計(jì)上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，于是他作出下列判斷，其中正確的是（）A．升降機(jī)可能以大小為0.8g的加速度加速上升B．升降機(jī)可能以大小為0.2g的加速度加速下降C．升降機(jī)可能以大小為0.2g的加速度減速上升D．升降機(jī)可能以大小為0.8g的加速度減速下降12．蹦床運(yùn)動(dòng)員在某次比賽中從蹦床上起跳，上升到最高點(diǎn)后又落回蹦床。不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員在離開(kāi)蹦床后上升過(guò)程中處于失重狀態(tài)B．運(yùn)動(dòng)員下降過(guò)程中（接觸蹦床前）處于超重狀態(tài)C．運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)蹦床對(duì)他的支持力大于他對(duì)蹦床的壓力D．運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)蹦床到剛要落到蹦床上的過(guò)程中做勻變速運(yùn)動(dòng)三、解答題13．質(zhì)量為45kg的某同學(xué)站在電梯中的體重計(jì)上，用照相機(jī)記錄了體重計(jì)在電梯運(yùn)行中的示數(shù)，如圖所示。圖中標(biāo)注的箭頭及旁邊的數(shù)字分別表示電梯運(yùn)行的方向和到達(dá)的樓層。請(qǐng)判斷電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并計(jì)算電梯的加速度大小。（取重力加速度g=10m/s2）

14．為了觀察超重和重現(xiàn)象，質(zhì)量為50kg的小紅站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上，如圖所示。求電梯處于下列運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)體重計(jì)的示數(shù)：（取重力加速度g=10m/s2）（1）電梯勻速上升；（2）電梯以0.8m/s2的加速度勻加速上升；（3）電梯以0.8m/s2的加速度勻減速上升。

15．如圖甲所示，用一細(xì)線懸掛一質(zhì)量m=1.0kg的物塊，在細(xì)線拉力F作用下，物塊由靜止開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)。某探究小組的同學(xué)用電腦描繪出物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示。取重力加速度g=10m/s2。求∶(1)物塊在前4s內(nèi)通過(guò)的位移；(2)在前4s內(nèi)細(xì)線對(duì)物塊拉力F的最小值；在圖丙所示的F-t坐標(biāo)系中畫出拉力F隨時(shí)間t變化的圖線。16．一質(zhì)量為的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升，在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)的變化情況如圖所示。試問(wèn)：在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少？（取重力加速度，忽略體重計(jì)自身結(jié)構(gòu)對(duì)示數(shù)的影響）參考答案1．A【詳解】ABC．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0，A正確，BC錯(cuò)誤；D．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整理得FT=mg+ma>mgD錯(cuò)誤。故選A。2．D【詳解】AB．細(xì)繩燒斷后，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得到加速度大小為方向豎直向下，故A、B錯(cuò)誤。C．由于條形磁鐵A對(duì)B有向上的吸引力，則A對(duì)B一定有向下有彈力，大小等于磁鐵的引力，故C錯(cuò)誤。D．細(xì)繩燒斷后，A、B同時(shí)下落，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，屬于完全失重狀態(tài)，故D正確。故選D。3．D【詳解】人的下蹲動(dòng)作是先加速后減速的。人在加速下蹲的過(guò)程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，此時(shí)人對(duì)傳感器的壓力小于人的重力的大小；在減速下蹲的過(guò)程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，此時(shí)人對(duì)傳感器的壓力大于人的重力的大小。故選D。4．C【詳解】A．由圖可知，上升時(shí)間0.4s，上升的高度為A錯(cuò)誤；B．自由下落的高度為跳臺(tái)與水面的高度差為B錯(cuò)誤；C．1.2s至2.0s時(shí)間內(nèi)進(jìn)入水中減速下降，加速度向上，處于超重狀態(tài)，C正確；D．若小球潛入水中的過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則位移大小為而實(shí)際上，小球做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，相同時(shí)間位移較小，故小球潛入水中的實(shí)際深度小于3.2m，D錯(cuò)誤。故選C。5．C【詳解】A．從0時(shí)刻開(kāi)始，彈簧彈力減小，知小球向上運(yùn)動(dòng)，可知升降機(jī)停止前向上運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．0~t1時(shí)間內(nèi)，重力大于彈力，加速度向下，處于失重狀態(tài)，t1~t2時(shí)間內(nèi)，重力大于彈力，加速度向下，也處于失重狀態(tài)，B錯(cuò)誤；C．0~t1時(shí)間內(nèi)，小球向上運(yùn)動(dòng)，t1~t3時(shí)間內(nèi)，小球向下運(yùn)動(dòng)，加速度先向下后向上，則速度先增大后減小，C正確；D．t3時(shí)刻處于最低點(diǎn)，t3~t4時(shí)間內(nèi)，小球向上運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選C?！军c(diǎn)睛】本題考查力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，知道加速度方向與速度方向相同，做加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與速度方向相反，做減速運(yùn)動(dòng)。掌握判斷超失重的方法，關(guān)鍵看加速度的方向。6．C【詳解】A．靜止站立處于平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．加速下蹲，加速度向下，支持力小于重力，處于失重狀態(tài)，B錯(cuò)誤；C．加速上升，加速度向上，支持力大于重力，處于超重狀態(tài)，C正確；D．離地上升處于完全失重狀態(tài)，D錯(cuò)誤。故選C。7．D【詳解】A．運(yùn)動(dòng)員剛接觸水時(shí)重力大于水對(duì)人的作用力，運(yùn)動(dòng)員還是加速下降，A錯(cuò)誤；BC．運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程，處于完全失重狀態(tài)，剛進(jìn)入水中水的作用力較小，處于失重狀態(tài)，入水一定深度后水的作用力大于重力時(shí)，運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)，BC錯(cuò)誤；D．入水過(guò)程中，據(jù)牛頓第三定律可知，水對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力一定等于運(yùn)動(dòng)員對(duì)水的作用力，D正確。故選D。8．A【詳解】0~2s時(shí)間內(nèi)，速度逐漸增加，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，大小為6~10s時(shí)間內(nèi)，速度逐漸減小，加速度向下，處于失重狀態(tài)，大小為0~2s時(shí)間內(nèi)，電梯的加速度最大。故選A。9．AC【詳解】ABC．加速階段人具有沿電梯斜向上的加速度a，人受到重力mg、支持力N、摩擦力f三個(gè)力的作用，如圖所示

設(shè)電梯傾角為，據(jù)牛頓第二定律可得，水平、豎直方向分別有可得故人處于超重狀態(tài)，勻速階段，人受到重力mg、扶梯支持力作用而處于平衡狀態(tài)，有沒(méi)有受到摩擦力作用，結(jié)合牛頓第三定律可知，加速階段人對(duì)扶梯的壓力比勻速階段大，AC正確，B錯(cuò)誤；D．加速階段人受到扶梯的作用力為勻速階段人受到扶梯的作用力為故兩個(gè)階段扶梯給人的作用力不相等，D錯(cuò)誤。故選AC。10．AD【詳解】A．t＝4.5s時(shí)，電梯具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，A正確；B．前5s加速度向上，由牛頓第二定律可得可得1～4s時(shí)間內(nèi)，加速度最大，繩索的拉力最大，最后5s內(nèi)，加速度向下，由牛頓第二定律可得可得56～59s時(shí)間內(nèi)，加速度最大，繩索拉力最小，5～55s時(shí)間內(nèi)，電梯勻速上升，繩索拉力等于重力，B錯(cuò)誤；C．t=59.5s時(shí)，電梯具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)-t圖線與時(shí)間軸所圍的面積表示速度變化量，可得初速度為零，由圖像可知60s內(nèi)，故在60s時(shí)電梯速度恰好為0，D正確。故選AD。11．BC【詳解】AD．若a＝0.8g，方向豎直向上，可能加速上升，可能減速下降，根據(jù)牛頓第二定律有F-mg=ma解得F=1.8mg其中F為人的視重，人的視重比實(shí)際重力大×100%=80%AD錯(cuò)誤；BC．若a＝0.2g，方向豎直向下，可能加速下降，可能減速上升，根據(jù)牛頓第二定律有mg-F′=ma解得F′=0.8mg人的視重比實(shí)際重力小×100%=20%BC正確。故選BC。12．AD【詳解】A．運(yùn)動(dòng)員在離開(kāi)蹦床后上升過(guò)程中，加速度向下，處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)A正確；B．運(yùn)動(dòng)員下降過(guò)程中（接觸蹦床前），加速度向下，處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)蹦床對(duì)他的支持力與他對(duì)蹦床的壓力是一對(duì)作用力與反作用力，等大反向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)蹦床到剛要落到蹦床上的過(guò)程中，加速度始終為g向下，則做勻變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。故選AD。13．減速下降，【詳解】由圖可知，該同學(xué)超重，此時(shí)加速度向上，且電梯下降，故電梯減速下降。由牛頓第二定律可得電梯的加速度大小為其中聯(lián)立解得14．（1）500N；（2）540N；（3）460N【詳解】（1）電梯勻速上升，加速度為0，體重計(jì)的示數(shù)為F1=mg=500N（2）電梯以0.8m/s2的加速度勻加速上升，由牛頓第二定律可得F2-mg=ma2代入數(shù)據(jù)解得F2=540N。（3）電梯以0.8m/s2的加速度勻減速上升，由牛頓第二定律可得mg-F3=ma3代入數(shù)據(jù)解得F3=460N。15．(1)12.5m；(2)7.5N，見(jiàn)解析【詳解】(1)v-t圖像的面積表示位移，可得物塊在前4s內(nèi)通過(guò)的位移