2024-2025學年新教材高中物理第四章運動和力的關系6超重和失重練習含解析新人教版必修第一冊

PAGE8-第6節(jié)超重和失重考點1超重和失重1.下列關于超重和失重的說法中,正確的是()。A.物體處于超重狀態(tài)時,其重力增加了B.物體處于完全失重狀態(tài)時,其重力為零C.物體處于超重或失重狀態(tài)時,其慣性比物體處于靜止狀態(tài)時增大或減小了D.物體處于超重或失重狀態(tài)時,其質(zhì)量及受到的重力都沒有發(fā)生變更答案：D解析：物體處于超重或失重狀態(tài)時,物體的重力(由地球?qū)ξ矬w吸引而產(chǎn)生)本身不會發(fā)生變更,所以A、B錯誤。質(zhì)量是慣性大小的量度,所以一個物體的慣性不會隨物體的運動狀態(tài)變更而發(fā)生變更,所以C錯誤,D正確。2.(安徽靈璧一中2024期中考試)(多選)下列有關超重與失重的說法正確的是()。A.體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)B.蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C.舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)D.不論是超重、失重或是完全失重,物體所受的重力都沒有發(fā)生變更答案：BD解析：體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時,單杠對他的拉力等于運動員的重力,運動員既不處于超重狀態(tài)也不處于失重狀態(tài),A錯誤;蹦床運動員在空中上升和下落過程中只受重力,加速度大小等于當?shù)氐闹亓铀俣?方向豎直向下,即處于失重狀態(tài),B正確;舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)地面對他的支持力等于他和杠鈴的重力,運動員和杠鈴既不處于超重狀態(tài)也不處于失重狀態(tài),C錯誤;不論是超重、失重或是完全失重,物體所受的重力都沒有發(fā)生變更,D正確。3.(四川綿陽2024模擬)2024年10月17日,我國用長征二號FY11運載火箭將“神州十一號”飛船送入預定轉(zhuǎn)移軌道。關于火箭放射,下列說法正確的是()。A.火箭剛離開放射架時,火箭處于失重狀態(tài)B.火箭剛離開放射架時,火箭處于超重狀態(tài)C.火箭放射時,噴出的高速氣流對火箭的作用力大于火箭對氣流的作用力D.火箭放射時,噴出的高速氣流對火箭的作用力小于火箭對氣流的作用力答案：B解析：火箭加速上升時,加速度方向向上,火箭處于超重狀態(tài),故A錯誤,B正確;高速氣流對火箭的作用力與火箭對氣流的作用力屬于作用力與反作用力,所以高速氣流對火箭的作用力等于火箭對氣流的作用力,故C錯誤,D錯誤。故選B。4.(多選)如圖4-6-1所示,質(zhì)量為50kg的小紅同學站在升降機中的磅秤上,某一時刻她發(fā)覺磅秤的示數(shù)為40kg,則在該時刻升降機可能是以下列哪種方式運動()。圖4-6-1A.勻速上升 B.加速上升C.減速上升 D.加速下降答案：CD解析：小紅同學處于失重狀態(tài),必有向下的加速度,即減速上升或加速下降,故C、D兩項正確。5.(遼寧大連2024高一檢測)如圖4-6-2所示,蹦極是一種極限體育項目,可以熬煉人的膽識和意志。運動員從高處跳下,彈性繩被拉展前做自由落體運動,彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下,運動員下落肯定高度后速度減為零。在這下降的全過程中,下列說法中正確的是()。圖4-6-2A.彈性繩拉展前運動員處于失重狀態(tài),彈性繩拉展后運動員處于超重狀態(tài)B.彈性繩拉展后運動員先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)C.彈性繩拉展后運動員先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)D.運動員始終處于失重狀態(tài)答案：B解析：以重力和彈力大小相等為臨界點,臨界點以前為失重,臨界點以后為超重,故B項正確。6.(北京海淀2024高一檢測)為了節(jié)約能源,某商場安裝了智能化的電動扶梯。無人乘行時,扶梯運轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時,它會先漸漸加速,再勻速運轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)驗了這兩個過程,如圖4-6-3所示。那么下列說法中正確的是()。圖4-6-3A.顧客始終受到三個力的作用B.顧客始終處于超重狀態(tài)C.顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下D.顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方,再豎直向下答案：C解析：顧客加速運動時,受重力、支持力和水平向右的靜摩擦力作用,扶梯對顧客的作用力指向右上方,顧客對扶梯的作用力指向左下方,當顧客勻速運動時,顧客只受重力和豎直向上的支持力作用,所以僅C項正確。7.(上海徐匯2024高一調(diào)研)某探究性學習小組探究電梯啟動和制動時的加速度大小,小明同學站在體重計上乘電梯從1層到10層,之后又從10層返回到1層,并將體重計示數(shù)用照相機進行記錄,請仔細視察分析圖4-6-4甲、乙、丙、丁、戊,得出的正確推斷是()。圖4-6-4A.依據(jù)圖乙和圖丙,可估測電梯向上啟動時的加速度B.依據(jù)圖甲和圖乙,可估測電梯向上制動時的加速度C.依據(jù)圖甲和圖戊,可估測電梯向下制動時的加速度D.依據(jù)圖丁和圖戊,可估測電梯向下啟動時的加速度答案：C解析：圖甲顯示該同學實際的體重,圖乙顯示向上加速超重時的示數(shù),圖丙顯示向上減速失重時的示數(shù),圖丁顯示向下加速失重時的示數(shù),圖戊顯示向下減速超重時的示數(shù),綜合圖片可知,依據(jù)圖甲和圖丙或圖戊估測電梯制動時的加速度,圖甲和圖乙或圖丁可估測電梯啟動時的加速度,故C項正確。8.(廣東廣雅中學2024高一上期末)(多選)原來做勻速運動的升降機內(nèi)有一被伸長彈簧拉住的具有肯定質(zhì)量的物體A靜止在地板上,如圖4-6-5所示,現(xiàn)發(fā)覺A突然被彈簧拉向右方,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。由此可推斷,此時升降機做的運動可能是()。圖4-6-5A.加速上升 B.減速上升C.加速下降 D.減速下降答案：BC解析：當升降機靜止時,地板對物體的靜摩擦力與彈簧的彈力平衡,且該靜摩擦力小于或等于最大靜摩擦力。當升降機有向下的加速度時,物體對地板的正壓力必定會減小,也就減小了最大靜摩擦力,這時的最大靜摩擦力小于升降機靜止時的靜摩擦力,而彈簧的彈力又未變更,故在這種狀況下A可能被拉向右方。四個選項中B、C兩種狀況升降機的加速度是向下的,故選B、C。9.(湖北襄陽2024高一診斷)某人在地面上最多能舉起60kg的重物,要使此人在升降機中最多能舉起100kg的重物,已知重力加速度g取10m/s2,則下列說法可能正確的是()。A.升降機正加速上升,加速度大小為4m/s2B.升降機正加速下降,加速度大小為4m/s2C.升降機正減速下降,加速度大小為4m/s2D.升降機正減速上升,加速度大小為6m/s2答案：B解析：某人在地面上最多能舉起60kg的物體,則此人的最大舉力為F=mg=60×10N=600N。在升降機中,對重物依據(jù)牛頓其次定律有m'g-F=m'a,解得a=g-Fm'=10-600100m/s2=4m/s2,方向豎直向下。故升降機應減速上升或加速下降,加速度大小為10.(湖南長沙2024高一調(diào)研)(多選)在電梯中,把一重物置于臺秤上,臺秤與力的傳感器相連,電梯從靜止加速上升,然后又勻速運動一段時間,最終停止運動;傳感器的屏幕上顯示出其受的壓力與時間的關系圖像,如圖4-6-6所示,則()。圖4-6-6A.電梯啟動階段約經(jīng)驗了2.5s的加速上升過程B.電梯在啟動階段約經(jīng)驗了4s加速上升過程C.電梯的最大加速度約為6.7m/s2D.電梯的最大加速度約為16.7m/s2答案：BC解析：由題圖可看出電梯在0~4s加速上升,4~18s勻速上升,18~22s減速上升,所以A項錯誤,B項正確;最大加速度a=ΔFm=203m/s2≈6.7m/s2,故C項正確11.(河北石家莊2024高一檢測)(多選)我國“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器在某次試驗時,潛水器內(nèi)的顯示屏上顯示出了從水面起先下潛到最終返回水面的10min內(nèi)全過程的深度—時間圖像和速度—時間圖像,分別如圖4-6-7甲、乙所示,則下列說法中正確的是()。圖4-6-7A.圖甲中h3代表本次下潛的最大深度,應為360mB.全過程中最大加速度是0.025m/s2C.潛水員感到超重發(fā)生在0~1min和8~10min的時間段內(nèi)D.潛水員感到超重發(fā)生在3~4min和6~8min的時間段內(nèi)答案：AD解析：題圖甲中h3代表本次下潛最大深度,結(jié)合題圖乙可得h3=360m,A項正確;v-t圖像的斜率表示潛水器運動的加速度,所以0~1min和3~4min的加速度最大,a=130m/s2,B項錯誤;當加速度向上時,潛水器處于超重狀態(tài),所以潛水員向下做減速運動、向上做加速運動的過程都處于超重狀態(tài),故3~4min和6~8min內(nèi)為超重狀態(tài),0~1min和8~10min內(nèi)為失重狀態(tài),C項錯誤,D12.某大型游樂場內(nèi),有一種能使人體驗超重、失重感覺的大型消遣設施,該設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(此時座艙受到的阻力微小,可忽視),當落至肯定位置時,良好的制動系統(tǒng)起先工作,使座艙落至地面時剛好靜止。假設座艙起先下落時的高度為80m,當下落至距地面30m時,起先對座艙進行制動,座艙的制動過程是勻減速運動。(1)當座艙從起先到下落了20m時,質(zhì)量是60kg的人對座艙的壓力為多大?試說明理由。答案：設座艙距地面30m時速度為v,h1=80m-30m=50m,h2=30m。自由下落過程人和座艙只受重力,此時a=g,由牛頓其次定律得mg-FN1=ma,則FN1=0。(2)當座艙下落到距離地面10m位置時,人對座艙的壓力與人所受到的重力之比是多少?答案：設座艙距地面30m時速度為v,h1=80m-30m=50m,h2=30m。起先自由下落的階段,由運動學公式得v2=2gh1。 ①制動減速階段,由運動學公式得-v2=-2ah2。 ②由牛頓其次定律得FN2-mg=ma。 ③由①②得a=53g。由③④得FN2=83mg由牛頓第三定律,人對座椅的壓力FN2'=FN2,則FN2'mg13.將金屬塊m用輕質(zhì)彈簧卡壓在一矩形箱中,如圖4-6-8所示,在箱的上底板和下底板有壓力傳感器,箱可以沿豎直軌道運動。當箱以a=2.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時,上、下底板壓力傳感器分別顯示6.0N和10.0N(g取10m/s2)。圖4-6-8(1)若上底板壓力傳感器示數(shù)為下底板壓力傳感器示數(shù)的一半,試推斷箱的運動狀況;答案：當上底板壓力傳感器示數(shù)為6.0N,下底板壓力傳感器示數(shù)為10.0N時,對物體有:mg+F上-F彈=ma,F彈=F下代入數(shù)據(jù)得:m=0.50kg。彈簧彈力不變mg+F彈2-F彈=ma1,得a1箱靜止或做勻速直線運動(2)要使上底板壓力傳感器示數(shù)為零,箱沿豎直方向的運動狀況可能是怎樣的?是超重還是失重狀態(tài)?答案：當上底板壓力傳感器示數(shù)為6.0N,下底板壓力傳感器示數(shù)為10.0N時,對物體有:mg+F上-F彈=ma,F彈=F下代入數(shù)據(jù)得:m=0.50kg。上底板壓力為零,取向上為正,則F彈-mg=ma2;代入數(shù)據(jù)得:a2=10m/s2,要使上底板壓力傳感器示數(shù)為零,則箱向上的加速度大于或等于10m/s2均可。此時箱向上加速運動或向下減速運動,并且加速度a≥10m/s2。超重狀態(tài)。考點2拋體運動中的超、失重問題14.如圖4-6-9所示,一個盛水的容器底部有一小孔。靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水,假設容器在下述運動中始終保持平動,且忽視空氣阻力,則()。圖4-6-9A.容器自由下落時,小孔向下漏水B.將容器豎直向上拋出,容器向上運動時,小孔向下漏水;容器向下運動時,小孔不向下漏水C.將容器水平拋出,容器在運動中小孔向下漏水D.將容器斜向上拋出,容器在運動中小孔不向下漏水答案：D解析：將容器拋出后,容器和容器中的水處于完全失重狀態(tài),液面下任何一點的壓強都等于0,小孔不會向下漏水。15.(湖南六校聯(lián)盟2024高一上學期期末聯(lián)考)里約奧運會男子跳高決賽的競賽中,加拿大選手德勞因突出重圍,以2米38的成果奪冠(如圖4-6-10所示)。則()。圖4-6-10A.德勞因在最高點處于平衡狀態(tài)B.德勞因起跳以后在上升過程處于失重狀態(tài)C.德勞因起跳時地面對他的支持力等于他所受的重力D.德勞因下降過程處于超重狀態(tài)答案：B解析：無論是上升過程還是下降過程,還是最高點,運動員的加速度始終向下,所以他處于失重狀態(tài),故A、D錯誤,B正確;起跳時運動員加速度的方向向上,地面對他的支持力大于他受到的重力,故C錯誤。故選B。16.(浙江名校聯(lián)盟2024高三三模)動物園的海洋館深受小摯友的寵愛,其中“海獅頂球”節(jié)目因其互動性強而更深受小摯友的寵愛。如圖4-6-11所示為一海獅把球頂向空中,并等其落下。下列有關球的受力與運動的一些說法正確的是()。圖4-6-11A.球在最高點受到重力和海獅對它的頂力作用B.球在最高點時球的速度為0,處于平衡狀態(tài)C.球在上升的過程中處于超重狀態(tài)D.球在下落的過程中可認為只受重力作用答案：D解析：豎直上拋運動是初速度向上,只在重力作用下的運動,球在最高點只受到重力,故A錯誤;球上升到最高點時受到重力的作用,速度為零,加速度為g,不是平衡狀態(tài),故B錯誤;球上升到最高點時受到重力的作用,加速度為g,加速度的方向向下,處于失重狀態(tài),故C錯誤;豎直上拋運動上升和下落過程都是只受到重力的作用,故D正確。故選D。17.(江蘇常熟2024一模)某次游泳競賽中,某運動員從跳臺斜向上跳起,一段時間后落入水中,如圖4-6-12所示,不計空氣阻力。下