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  • 2021-06-01 发布

2020高中物理 第三章 牛顿运动定律 超重和失重练习(提高篇)教科版必修1

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超重和失重(提高篇)‎ 一、选择题:‎ ‎1、一个物体放在加速上升的电梯地板上,物体的重力大小为,地板对物体的支持大小为,则和的关系为( )‎ A. B. C. D.无法确定 ‎ ‎2、有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重,其环形座舱套在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由下落,落到一定位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下,下列说法正确的是( )‎ A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态 C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态 D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态 ‎3、如图所示,弹簧秤外壳质量为m,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩上吊一重物.现用一竖直向上的外力拉弹簧秤,当弹簧秤向上做匀速直线运动时,示数为F1;若让弹簧秤以加速度a向上做加速直线运动,则弹簧秤的示数为(重力加速度为g)( )‎ ‎ ‎ A.mg B.F1 +mg C.F1 +ma D.(1+)F1 ‎ ‎4、把木箱放在电梯的水平地板上,则下列运动中地板受到的压力最小的是( )‎ A.电梯以a =‎5m/s2的加速度匀减速上升 B.电梯以a =‎2m/s2的加速度匀加速上升 C.电梯以a =‎2.5m/s2的加速度匀加速下降 D.电梯以υ =‎10m/s的速度匀速上升 ‎5、为了研究超重与失重现象,某同学把一体重计放在电梯的地板上,将一物体放在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况.下表记录了几个特定时刻体重计的示数,表内时间不表示先后顺序)‎ 时间 t0‎ t1‎ t2‎ t3‎ 体重计示数(kg)‎ ‎45.0‎ ‎50.0‎ ‎40.0‎ ‎45.0‎ ‎ 若已知t0时刻电梯静止,则( ) ‎ A.t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反 B.t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化,但所受重力发生了变化 C.t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等,运动方向一定相反 D.t3时刻电梯一定静止 ‎6.苹果园中学某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩)向下,并在钩上悬挂一个重为10N的钩码.弹簧秤的弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出,如图所示的F-t图象.根据F-t图象,下列分析正确的是( )‎ 5‎ F/N t/s t1‎ ‎0‎ t2‎ t3‎ t4‎ ‎10‎ A.从时刻t1到t2,钩码处于超重状态 B.从时刻t3到t4,钩码处于失重状态 C.电梯可能开始停在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼 D.电梯可能开始停在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼 ‎7、为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯.无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图甲所示.那么下列说法中正确的是( )‎ A.顾客始终受到三个力的作用 B.顾客始终处于超重状态 C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下 D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下 ‎8、原来做匀速运动的升降机内,有一被伸长弹簧拉住的,具有一定质量的物体A静止在地板上,如图,现发现A突然被弹簧拉向右方,由此可知此时升降机的运动可能是( )‎ A.加速上升 B.减速上升 C.加速下降 D.减速下降 ‎9、如图所示,一个人站在医用体重计上测体重,当她站在体重计的测盘上不动时测得体重为G,‎ ‎(1)当此人在体重计上突然下蹲时,则体重计的读数( )‎ ‎(2)若此人在体重计上下蹲后又突然站起,则体重计的读数( )‎ A.先大于G,后小于G,最后等于G B.先小于G,后大于G,最后等于G C.大于G D.小于G ‎10、跳高运动员从地面上起跳的瞬间,下列说法中正确的有(  )‎ A.地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力 B.地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力 C.运动员对地面的压力大于运动员受到的重力 D.运动员对地面的压力等于运动员受到的重力 5‎ ‎11、某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490N.他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内,弹簧测力计的示数如图所示,电梯运行的v-t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )‎ ‎ ‎ ‎12、蹦床是一项体育运动,运动员利用弹性较大的水平钢丝网,上下弹跳,下列关于运动员上下运动过程的分析正确的是( )‎ A.运动员在空中上升和下落过程都处于失重状态 B.运动员在空中上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态 C.运动员与蹦床刚接触的瞬间,是其下落过程中速度最大的时刻 D.从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中,运动员做先加速后减速的变速运动 ‎13、在静止的升降机中有一天平,将天平左边放物体,右边放砝码,并调至平衡.如果:‎ ‎①升降机匀加速上升,则天平右倾 ②升降机匀减速上升,则天平仍保持平衡 ‎③升降机匀加速下降,则天平左倾 ④升降机匀减速下降,则天平仍保持平衡 那么以上说法正确的是( )‎ A.①② B.③④ C.②④ D.①③ ‎14、质量为m的消防队员从一平台上竖直跳下,下落‎3m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了‎0.5m,假设在着地过程中地面对他双脚的平均作用力大小恒定,则消防队员( )‎ A.着地过程中处于失重状态 B.着地过程中地面对他双脚的平均作用力等于6mg C.在空中运动的加速度大于触地后重心下降过程中的加速度 D.在空中运动的平均速度等于触地后重心下降过程中的平均速度 ‎15、几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中.一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层.并用照相机进行了相关记录,如图所示.他们根据记录,进行了以下推断分析,其中正确的是( )‎ ‎50‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎50‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎40‎ 图1‎ 图2‎ 图3‎ 图4‎ 图5‎ ‎  9‎ ‎  10‎ ‎  2‎ ‎  1‎ ‎  1‎ A.根据图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度 B.根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度 C.根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度 D.根据图4和图5可估测出电梯向下起动时的加速度 二、计算题:‎ 5‎ ‎1.“蹦极跳”是一种获得强烈超、失重感觉的非常刺激的惊险娱乐运动项目:人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处(或悬崖上),用橡皮绳拴住身体,让人自由落下,落到一定位置时弹性绳拉紧,设人体立即做匀减速运动,到接近水面时刚好减速到零,然后再反弹.已知某“勇敢者”头戴重量为50 N的安全帽,开始下落时的高度为‎76 m,设系统是人落到离水面‎28 m时弹性绳才绷紧,则当他落到离水面高‎50 m左右位置时,戴着安全帽的头顶感觉如何?当他落到离水面‎15 m左右的位置时,头向下脚向上,则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽?(g取‎10m/s2)‎ ‎【答案与解析】‎ 一、选择题:‎ ‎1、A 解析:对人受力分析,人受重力和电梯的支持力,加速度向上,根据牛顿第二定律:,解得:,故BCD错,A正确。‎ ‎2、BC 解析:在自由下落过程中人只受重力作用,做自由落体运动,处于失重状态,故A错误,B正确;在减速运动的过程中,人受重力和座位对人向上的支持力,做减速运动,所以加速度向上,人处于超重状态,故C正确,D错误。‎ 1. D 解析:重物静止时,F1=mg,重物以加速度a向上做加速直线运动,根据牛顿第二定律可得,F-mg=ma,F=(1+)F1‎ 2. A 解析:地板受到的压力最小时,对木箱的支持力最小,必须处于失重状态且有较大的加速度。‎ 3. A 解析:t0时刻电梯静止,视重等于实重。比较可知,t1时刻超重,t2时刻失重,t3时刻平衡,但不一定静止。‎ 4. C 解析:钩码重10N,比较图像可知,0到t1时刻,处于静止;t1到t2时刻,处于失重;t2到t3时刻,平衡;t3到t4时刻,处于超重;C项正确。‎ 5. C 解析:顾客只有在加速过程中受三个力的作用;匀速过程中受两个力,支撑面对人的作用力等于重力,故A错误,B错误.在加速过程中人受到的重力扣扶梯对人的作用力F的合力产生向右上方的加速度,如图乙所示.根据牛顿第三定律,人对扶梯的作用力F’向左下方,匀速运动时人受平衡力,沿竖直方向,故C正确,D错误.‎ ‎8.BC 解析:A突然被弹簧拉向右方,说明物体所受的摩擦力变小,支持力变小,物体处于失重状态,可能减速上升,可能加速下降。‎ ‎9.人在体重计上突然下蹲时,先失重后超重,体重计的读数先小于G,后大于G,最后等于G,答案为B;人在体重计上下蹲后又突然站起,先超重后失重,体重计的读数先大于G,后小于G,最后等于G,答案为A。‎ ‎10.BC 解析:地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是作用力与反作用力,大小相等,故B正确;从地面上起跳的瞬间,有向上的加速度,运动员对地面的压力大于运动员受到的重力,故C正确。‎ ‎11.AD 解析:t0~t1内,弹簧测力计的示数小于人的体重,电梯处于失重状态,应向上减速或向下加速,选项B、C错误;t1~t2内,弹簧测力计的示数等于人的体重,电梯应静止或向上匀速或向下匀速;t2~t3内,弹簧测力计的示数大于人的体重,电梯处于超重状态,应向上加速或向下减速.‎ ‎12.A 解析:运动员在空中不论上升和下落过程,都受重力和阻力作用,都处于失重状态,A正确,B错误;在下落过程中,当重力与阻力等大时,速度最大,不一定是运动员与蹦床刚接触的瞬间,C错误,从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中也可能一直减速,D错误。‎ ‎13.C 解析:天平左右盘对物体和砝码的支持力总是同时增大或减小,所以天平总是保持平衡。‎ 5‎ ‎14、D 解析:A、着地过程人做减速运动,加速度向上,处于超重状态,故A错误;‎ B、设消防队员的重力为G,地面对他双脚的平均作用力大小为F.根据动能定理,对全过程进行研究得:得到,即在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为自身所受重力的6倍,故B错误.‎ C、由公式v2=2as可知在空中运动的加速度小于触地后重心下降过程中的加速度,C错误;‎ D、因两过程初末速度和相等,故平均速度大小相等;故D正确;‎ 故选:D ‎15.C 解析:图1是静止状态;图2加速上升,支持力大于重力;图3减速上升,支持力小于重力;图4加速下降,支持力小于重力;图5减速下降,支持力大于重力。故C正确。‎ 二、计算题:‎ 1. ‎135.7N 解析:因为人落到离水面‎28 m处时弹性绳才绷紧,所以当他离水面‎50 m高度处时,他和他的安全帽都处于完全失重状态,头部和安全帽之间无压力作用,他感觉不到安全帽有压力.‎ 人下落到离水面‎28 m时的速度为,‎ 所以.‎ 人在减速段的加速度 ‎.‎ 人到离水面‎15 m左右的位置时,对安全帽由牛顿第二定律知 ‎.‎ 故.‎ 5‎