高中物理必修一【超重和失重】专题训练习题

高中物理必修一【超重和失重】专题训练习题［基础达标练］下列关于超重与失重的说法正确的是（）超重就是物体的重力增加了失重就是物体的重力减少了完全失重就是物体的重力没有了不论是超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力是不变的解析：不论是超重、失重，还是完全失重，其实质是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力比重力大或比重力小，物体所受的重力是不变的，故D正确。答案：D（多选）人站在电梯内的体重计上，当体重计的示数增大时，可能的原因是（）IJJI电梯以很大的速度上升电梯减速下降电梯减速上升电梯加速上升解析：电梯速度很大，若匀速上升，重力等于支持力，FN=mg,A错误；电梯减速上升或加速下降，加速度方向都向下，电梯处于失重状态，体重计示数小于重力，示数变小/C错误；电梯减速下降或加速上升时，加速度方向向上，处于超重状态，根据牛顿第二定律有fn-mg=ma,则Fn=mg+ma>mg,体重计示数增大，B、D正确。答案：BD3•如图所示，小孩在蹦床上沿竖直方向蹦跳，对其从最低点到离开床面的过程,下列说法正确的是（）小孩一直处于超重状态小孩一直处于失重状态小孩会经历先超重后失重的过程小孩刚离开蹦床时的速度最大解析：幵始小孩受到的弹力大于重力，向上加速，小孩处于超重状态，当小孩受到的弹力小于重力时，向上减速，小孩处于失重状态，小孩经历先超重后失重的过程，故A、B错误，C正确；当小孩所受弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，故D错误。答案：C“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中的最大加速度约为（）fi：ia”・A.gB.2gC.3gD.4g39F-mg解析：由图像可知mg二§F0,绳子最大拉力为F二§F0,最大加速度a=m—=^^=2g,B正确。

答案：B（多选）在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图像如图乙所示。根据图像分析得出的结论正确的是（）从时刻t1到t2，物块处于失重状态从时刻t3到t4，物块处于失重状态电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层解析：由题图可以看出，0~“时间内，F二mg,物块可能处于静止状态或匀速运动状态；t]~t2时间内,F>mg，物块处于超重状态，电梯具有向上的加速度，可能加速向上运动或减速向下运动；t2~t3时间内,F=mg,物块可能静止或做匀速运动；t3~t4时间内，Fvmg，物块处于失重状态，电梯具有向下的加速度，可能加速向下运动或减速向上运动。综上分析可知，B、C正确。答案：BC（多选）“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊时的位置。人在从p点下落到最低点c点的过程中，下列说法正确的是（）A.A.B.在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态C.在bc段绳的拉力大于人的重力，处于超重状态在C.在bc段绳的拉力大于人的重力，处于超重状态D.在c点，速度为零，处于平衡状态解析：a点是弹性绳的原长位置，故在a点之前人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确。b点是人静止悬吊着时的平衡位置，在ab段人向下做加速度减小的加速运动，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态，故B正确。在be段绳的拉力大于人的重力，人向下做加速度增加的减速运动，加速度向上，人处于超重状态，故C正确。e点是人所到达的最低点，故e点速度为零，但合力不为零，有向上的加速度，故D错误。答案：ABC7•如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。无人机的质量m=2kg,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N，当无人机在地面上从静止开始，以最大升力F=36N竖直向上做匀加速直线运动时（取g=10m/s2），它的加速度大小为（）A.A.20m/s2C.16m/s2B.18m/s2D.6m/s2解析：由牛顿第二定律得F-解析：由牛顿第二定律得F-mg-f-maF-mg-f36-2X10-42m/s2-6m/s2,故选D。答案：D［能力提升练］（多选）如图甲所示，某同学站在电梯上随电梯斜向上运动，倾角片37。，电梯运动的v—t图像如图乙所示，人的质量为60kg，重力加速度g取10m/s2，sin37。=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是（）

甲乙甲乙0〜1s内，人受到的摩擦力大小为120N0〜1s内，人对电梯的压力大小为600N3〜4s内，人处于失重状态3〜4s内，人受到的摩擦力方向水平向左解析：根据v-解析：根据v-t图像，0~1s内，加速度a二2-0~T~m/s2=2m/s2，方向沿电梯斜向上，沿水平方向，根据牛顿第二定律得，人受到的摩擦力F=macos3=60X2X0.8N二96N,故A错误；0~1s内，沿竖直方向，根据牛顿第二定律有Fn-mg=masin3,解得Fn=672N,根据牛顿第三定律知，人对电梯的压力大0-2小为672N，故B错误；3~4s内，加速度a=—^m/s2二-2m/s2，方向沿电梯斜向下，即竖直方向加速度的分量向下，人处于失重状态，故C正确；3~4s内/加速度方向沿电梯斜向下/即水平方向加速度的分量向左’而摩擦力为水平方向的合力，根据牛顿第二定律可知摩擦力方向水平向左，故D正确。答案：CD(多选)乘坐缆车观光衡山已经是一条非常热门又成熟的旅游线路。如图，质量为M的缆车车厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动。若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度大小为g，贝9()车厢对货物的作用力大小大于mg车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上悬臂对车厢的作用力大于(M+m)g悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上解析：货物随车厢一起斜向上加速运动，由牛顿第二定律可知车厢与货物的重力和悬臂对车厢作用力的合力方向应与加速度方向一致，攵悬臂对车厢的作用力方向是斜向上的，故选项D错误；由于车厢和货物在竖直方向有向上的分加速度，处于超重状态，故悬臂对车厢的作用力大于(M+m)g，故选项C正确；同理，对车厢中货物用隔离法分析可知，车厢对货物的作用力大小大于mg，方向是斜向上的，但不平行于缆绳，故选项A正确，B错误。答案：AC如图所示，一个质量M=50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m=5kg的物体A。当升降机向上运动时，她看到弹簧测力计的示数为40N,g取10m/s2，求：1$⑴升降机的加速度；(2)此时人对地板的压力。解析：(1)对A受力分析，根据牛顿第二定律得mg-F弹二ma解得a二g-曼二(10-40)m/s2二2m/s2/则升降机的加速度为2m/s2/方向竖直m57向下。(2)对人分析，根据牛顿第二定律得Mg-FN=Ma解得Fn二Mg-Ma二50X(10—2)N=400N由牛顿第三定律知人对升降机地板的压力大小为400N,方向竖直向下。答案：（1）2m/s2，方向竖直向下（2）400N,方向竖直向下［创新应用练］（多选）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（如图所示），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（）座舱自由下落的过程中人处于超重状态座舱自由下落的过程中人处于失重状态座舱减速下落的过程中人处于超重状态座舱下落的整个过程中人处于失重状态解析：在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，处于失重状态，故选项A错误，选项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，故选项C正确，选项D错误。答案：BC如图所示为长沙市地标建筑一一国金中心，其内置观光电梯，到达位于高层的餐厅的游客可以360。鸟瞰长沙。电梯从地面到93层的餐厅只需要48s，整个过程经历加速、匀速和减速三个阶段，加速和减速阶段可视为匀变速过程，且加速度大小相等。电梯上行的最大速度为10m/s。当电梯加速上升时，质量为50kg的人站在置于电梯地板上的台秤上，台秤的示数为65kg，g取10m/s2，求：

(1)电梯加速上升的加速度大小；(2)餐厅距地面的高度。解析：⑴根据台秤的示数可知支持力大小，台秤的示数为65kg时，支持力Fn二650N,当电梯加速上升时，根据牛顿第二定律得