教科版高中物理必修第一冊(cè)第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律7超重與失重練習(xí)含答案

7超重與失重基礎(chǔ)過關(guān)練題組一對(duì)超重、失重現(xiàn)象的理解1.(2024湖南邵陽期末)下列關(guān)于超重和失重現(xiàn)象的描述中正確的是()A.電梯正在減速上升時(shí),電梯中的乘客處于超重狀態(tài)B.磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時(shí),列車上的乘客處于超重狀態(tài)C.小明逛商場,隨感應(yīng)扶梯加速下行時(shí),小明處于失重狀態(tài)D.“天宮課堂”中,航天員可以用天平直接測量物體的質(zhì)量2.(多選題)(2024江西豐城中學(xué)月考)如圖,木箱內(nèi)有一豎直放置的彈簧,彈簧上方有一物塊,木箱靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)且將物塊壓在箱頂上。若在某一段時(shí)間內(nèi),物塊對(duì)箱頂剛好無壓力,則在此段時(shí)間內(nèi),木箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為()A.加速下降B.加速上升C.減速上升D.減速下降3.(2023四川遂寧綠然學(xué)校入學(xué)考試)如圖甲所示,質(zhì)量為m=60kg的同學(xué),雙手抓住單杠做引體向上,他的重心的速率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示(向上為正方向),g取10m/s2,由圖像可知()A.t=0.5s時(shí),他的加速度為3m/s2B.t=0.4s時(shí),他處于超重狀態(tài)C.t=1.1s時(shí),他受到單杠的作用力的大小是620ND.t=1.5s時(shí),他處于超重狀態(tài)題組二應(yīng)用牛頓第二定律解決超重和失重問題4.(多選題)(2024安徽蚌埠期末)課堂上一位同學(xué)站在力傳感器上做下蹲、站起動(dòng)作時(shí),通過計(jì)算機(jī)采集到傳感器的示數(shù)F最高點(diǎn)與時(shí)間t的變化情況,如圖所示。重力加速度g取10m/s2,下列對(duì)圖像分析正確的是()A.a點(diǎn)~b點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)B.a點(diǎn)~b點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)該同學(xué)處于失重狀態(tài)C.整個(gè)過程的最大加速度約為6m/s2D.由圖可知該同學(xué)做了兩次下蹲、站起動(dòng)作

能力提升練題組一對(duì)超重、失重現(xiàn)象的理解1.(2024上海華東師范大學(xué)第一附屬中學(xué)期末)“蹦極”是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動(dòng)。某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落,圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置,c是人所到達(dá)的最低點(diǎn),b是人靜止懸吊時(shí)的平衡位置,空氣阻力不計(jì),則人從P點(diǎn)落到最低點(diǎn)c的過程中()A.人從a點(diǎn)開始做減速運(yùn)動(dòng),一直處于失重狀態(tài)B.在ab段繩的拉力小于人的重力,人處于超重狀態(tài)C.在bc段繩的拉力大于人的重力,人處于超重狀態(tài)D.在c點(diǎn),人的速度為零,其加速度也為零題組二對(duì)超重和失重的分析與計(jì)算2.(2022山西太原期中)如圖,站在電梯內(nèi)的人質(zhì)量為M,舉起質(zhì)量為m的木箱緊壓在電梯的頂板上,當(dāng)木箱和人共同以加速度a隨電梯加速上升時(shí),測得木箱對(duì)頂板的壓力為F。下列說法正確的是()A.人對(duì)電梯底板的壓力大小為(M+m)(g+a)B.人對(duì)電梯底板的壓力大小為(M+m)(g+a)+FC.人對(duì)木箱的推力大小為m(g+a)D.人對(duì)木箱的推力大小為m(g+a)-F3.(2023四川眉山期末)如圖所示,興趣小組的同學(xué)為了研究豎直運(yùn)動(dòng)的電梯中物體的受力情況,在電梯地板上放置了一個(gè)壓力傳感器,將質(zhì)量為4kg的物體放在傳感器上,在電梯運(yùn)動(dòng)的某段過程中,傳感器的示數(shù)為44N,g取10m/s2。對(duì)此過程的分析正確的是()A.物體受到的重力變大B.物體的加速度大小為1m/s2C.電梯正在減速上升D.電梯的加速度大小為4m/s24.(多選題)(2024四川德陽期末)如圖所示,在升降電梯里固定一傾角為θ的光滑斜面,將質(zhì)量為m的光滑小球置于斜面和一個(gè)光滑豎直固定擋板之間。當(dāng)電梯具有豎直向上的加速度a時(shí),重力加速度為g,下列說法正確的是()A.電梯可能正在減速下降B.斜面對(duì)小球的彈力大小為mgC.若增大加速度a,擋板對(duì)小球的彈力不變D.若增大加速度a,擋板對(duì)小球的彈力一定增大

答案與分層梯度式解析7超重與失重基礎(chǔ)過關(guān)練1.C2.BD3.B4.BC1.C電梯正在減速上升時(shí),加速度方向向下,電梯中的乘客處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤;磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時(shí),豎直方向的加速度為0,列車上的乘客不處于超重狀態(tài),故B錯(cuò)誤;小明逛商場,隨感應(yīng)扶梯加速下行時(shí),小明有豎直向下的加速度,小明處于失重狀態(tài),故C正確;“天宮課堂”中,由于物體完全失重,航天員不能用天平直接測量物體的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。2.BD木箱靜止時(shí)物塊對(duì)箱頂有壓力,則物塊受到箱頂向下的壓力;當(dāng)物塊對(duì)箱頂剛好無壓力時(shí),物塊受到的合力向上,系統(tǒng)有向上的加速度,是超重,系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)可能是向上加速,也可能是向下減速,B、D正確。方法總結(jié)判斷超重和失重現(xiàn)象的三種方法1.受力的角度判斷:當(dāng)物體受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí),物體處于超重狀態(tài);小于重力時(shí)處于失重狀態(tài);等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài)。2.加速度的角度判斷:當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài);具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài);向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài)。3.運(yùn)動(dòng)的角度判斷:當(dāng)物體加速上升或減速下降時(shí),物體處于超重狀態(tài);當(dāng)物體加速下降或減速上升時(shí),物體處于失重狀態(tài)。3.B根據(jù)速度-時(shí)間圖線斜率表示加速度可知,t=0.5s時(shí)他的加速度為0.3m/s2,A錯(cuò)誤。t=0.4s時(shí)他向上加速運(yùn)動(dòng),加速度方向向上,處于超重狀態(tài),B正確。t=1.1s時(shí)他的加速度為0,受到的單杠的作用力剛好等于重力600N,C錯(cuò)誤。t=1.5s時(shí)他向上做減速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,處于失重狀態(tài),D錯(cuò)誤。4.BC由F-t圖像可知,該同學(xué)的質(zhì)量為50kg,a點(diǎn)~b點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)F<500N,該同學(xué)有向下的加速度,處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤,B正確;由F-t圖像可知,整個(gè)過程的最大加速度約為am=mg-Fminm=500-20050m/s2=6m/s2,故C正確;下蹲過程,先向下加速后向下減速,應(yīng)先失重后超重;起立過程,先向上加速后向上減速,應(yīng)先超重后失重;由F方法技巧對(duì)于有關(guān)超重、失重的計(jì)算問題,首先應(yīng)根據(jù)加速度方向判斷物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài),然后選取正方向,分析物體的受力情況,利用牛頓第二定律進(jìn)行求解。求解此類問題的關(guān)鍵是確定物體加速度的大小和方向。能力提升練1.C2.B3.B4.AD1.C在Pa段繩還沒有被拉長,人做自由落體運(yùn)動(dòng),所以處于完全失重狀態(tài),在ab段繩的拉力小于人的重力,人受到的合力向下,有向下的加速度,處于失重狀態(tài),在bc段繩的拉力大于人的重力,人受到的合力向上,有向上的加速度,處于超重狀態(tài),故A、B錯(cuò)誤,C正確;在c點(diǎn),繩的形變量最大,繩的拉力最大,人受到的合力向上,有向上的加速度,處于超重狀態(tài),故D錯(cuò)誤。2.B設(shè)電梯底板對(duì)人的支持力大小為N,則根據(jù)牛頓第二定律有N-(M+m)g-F=(M+m)a,解得N=(M+m)(g+a)+F,根據(jù)牛頓第三定律可知,人對(duì)電梯底板的壓力大小為N'=N=(M+m)(g+a)+F,A錯(cuò)誤,B正確。設(shè)人對(duì)木箱的推力大小為T,則根據(jù)牛頓第二定律有T-F-mg=ma,解得T=m(g+a)+F,C、D錯(cuò)誤。3.B電梯中的物體處于超重、平衡、失重狀態(tài)時(shí)是因?yàn)榧铀俣炔煌?本身的重力不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由牛頓第二定律可知F-mg=ma,而由牛頓第三定律得F=F壓=44N,解得a=1m/s2,加速度向上,電梯可能加速上升或減速下降,故選項(xiàng)B正確,C、D錯(cuò)誤。4.AD電梯具有豎直向上的加速度a,由于速度方向未知,則電梯可能加速上升或減速下降,故A正確;對(duì)小球受力分析