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

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

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