2021-2022學年魯科版必修1 6.4超重與失重 課后練習（解析版）

1、2021-2022學年魯科版必修1課后練習解析版1. 2020年11月10日8時12分，“奮斗者號創(chuàng)造了 10909m的中國載人深潛新紀錄! 設奮斗者號的下潛過程沿豎直方向運動，且奮斗者號的體積不變，僅靠排出內(nèi)部的海水 改變自身的總重力來實現(xiàn)下潛。從沒入海面開始計時，在。0.5h內(nèi)，奮斗者號連同 內(nèi)部海水）的總質(zhì)量為如 其下潛的四圖像如下列圖。設海水密度均勻，那么（）00.5h內(nèi)，奮斗者號處于超重狀態(tài)0.52.5h內(nèi)，奮斗者號所受浮力的大小為2g2.53h內(nèi)，奮斗者號的總質(zhì)量小于203h內(nèi)，奮斗者號下潛的深度為7200m.在升降的電梯內(nèi)的水平地面上放一體重計，電梯靜止時，某同學站在體重計上，體

2、 重計的示數(shù)為60kg,電梯運動時，某一段時間此同學發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)為72kg,在這 段時間內(nèi)以下說法正確的選項是（ A.此同學所受的重力變大了B.此同學對體重計的壓力大于體重計對他的支持力C.電梯的加速度大小為（g,方向一定豎直向上D.電梯的運動方向一定豎直向上.用一根細繩將一重物吊在電梯的天花板上，以下四種情況中，繩的拉力最小的是 【 ）A.電梯勻速上升B.電梯勻速下降C.電梯加速上升D.電梯加速下降.如下列圖，人站在自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運動，以下說法正確的 選項是（）A.假設扶梯斜向上作勻加速運動，人對踏板的壓力和人的重力等大B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用C.人的

3、重力和人對踏板的壓力是一對平衡力D.人受到重力和支持力的作用5.深蹲是腿部訓練的經(jīng)典動作，它能夠刺激全身肌肉，增強激素水平，提高新陳代謝。 某同學用壓力傳感器來研究深蹲過程中腳對地面壓力的變化情況。該同學在完成一次起 立動作的過程中，腳對地面的壓力隨時間變化圖象應該是（ ）情況一樣，最終落在滑板的原位置，所以運發(fā)動起跳時，對滑板的作用力方向是豎直向下, 故A錯誤，B正確；CD.人和滑板運動過程中受到的各種阻力忽略不計，運發(fā)動在空中上升過程只受重力，運 發(fā)動在空中處于失重狀態(tài)，因為只受重力，所以加速度是重力加速度，所以單位時間內(nèi)速度 的變化相同，故CD正確。應選BCD oBC【詳解】對水果受力分

4、析有加速度向下，所以電梯可能向下加速，或向上減速。應選BCoCD【詳解】ABD.人對沼澤地的壓力與沼澤地對人的支持力是作用力與反作用力，大小相等方向相反, 跟運動狀態(tài)無關(guān)，AB錯誤，D正確；C.加速向下運動時，加速度向下，處于失重狀態(tài)，后減速向下，加速度向上，處于超重狀 態(tài)，C正確。應選CDoABC【詳解】A.因為起立時先向上加速后向上減速，那么先超重后失重；下蹲時先向下加速后向下減速, 那么先失重后超重，由圖像可知，該同學先起立后經(jīng)過一段時間再下蹲，A正確；B.由圖b數(shù)據(jù)可得所掛重物重力約為5N,即質(zhì)量約為500g, B正確；C.在E點時測力計讀數(shù)約為9N,根據(jù)F-mg=ma可得加速度大小約

5、為6Z=/S2C正確；D.由圖像可知，從A到5過程中，人先超重后失重，D錯誤。應選ABCoAB【詳解】AB.小明在下降過程中(未著地)和起跳以后的上升過程中，運動的加速度都為g,即處于失 重狀態(tài)，故A、B正確；C.小明落地時向下做減速運動，地面對他的支持力大于他的重力，小明處于超重狀態(tài)，故 C錯誤；D.地面對小明的作用力和小明對地面的作用力是一對相互作用力，不是同一個力，故D錯 誤。應選ABoAD【詳解】AB.設電梯對人的支持力為外，根據(jù)牛頓第二定律有解得根據(jù)牛頓第三定律知，人對電梯的壓力為機(g + )，故A正確，B錯誤；C.無論物體處于超重還是失重，重力都不會改變，所以重力還是mg,故C錯

6、誤；D.由于人對電梯的壓力為根(g + “)，所以人的視重為根(g + )，故D正確。應選ADO5m, 40m/52【分析】m 由圖讀出運發(fā)動在空中運動的時間，由自由落體運動的規(guī)律求出最大高度.(2)當彈 力最大時，運發(fā)動的加速度.由圖讀出最大的彈力為2500N,根據(jù)牛頓第二定律求出最大加 速度.【詳解】(1)由圖象可知運發(fā)動運動穩(wěn)定后每次騰空時間為：，= 4.8-2.7 = 2.ls運發(fā)動下落過程是做自由落體運動，時間為：、1那么上升的最大高度為 =g -5m2(2)運動過程中運發(fā)動的最大加速度可以求出，運發(fā)動每次騰空時加速度q=g = 10m/,而陷落最深時由圖象可知工,=2500N根據(jù)由

7、牛頓第二定律得：Fm - mg = mam解得：am =-g = 4Qm/s2 m【點睛】此題考查讀圖能力和分析研究實際問題的能力.同時要抓住運發(fā)動在空中做豎直上拋運動時 的對稱性，上升和下落時間相等.(1)0.6 kg (2)向下或向上的勻速直線運動(3)向上加速或向下減速，加速度大小為10 m/s2【解析】(1)由題意可知，金屬塊所受豎直向下的壓力值即為上頂板壓力傳感器示數(shù)(設為，金屬塊所受豎直向上的彈力值即為下底板壓力傳感器示數(shù)(設為尸2)；當 =2加/豎直向下)、=7.2N、6=12NQ寸，對金屬塊有：Fmg-F2=ma代入數(shù)據(jù)解得：片。.6依；(2)假設上頂板傳感器示數(shù)為下底板傳感器

8、示數(shù)的一半，因為彈簧形變量沒有改變所以下底板傳感器示數(shù)不變，根據(jù)牛頓第二定律得：Fmg-F2=maf代入數(shù)據(jù)解得：af = Qm/s可知箱子向下或向上做勻速直線運動；3)設上底板壓力傳感器示數(shù)恰好為零即上底板與金屬塊接觸但不擠壓，此時下底板壓 力傳感器示數(shù)仍然不變，有：優(yōu)=&二空= l1 = 10z/s2,方向向上；故要使上頂板壓力 m 0.6傳感器的示數(shù)為零，那么箱沿豎直軌道運動向上加速或向下減速，加速度大小為lOm/Y.點睛：將金屬塊m用輕質(zhì)彈簧卡壓在一矩形箱中，金屬塊所受豎直向下的壓力值即為上頂 板壓力傳感器示數(shù)，金屬塊所受豎直向上的彈力值即為下底板壓力傳感器示數(shù)，由牛頓第二 定律與加速

9、度的大小可求出箱的質(zhì)量，再由傳感器示數(shù)來確定箱的運動狀態(tài)，由上、下底板 傳感器的示數(shù)，利用牛頓第二定律可求出箱的加速度，從而確定箱子的加速度的大小.(1) 2kg (2) 10m/s (3) 200m【解析】【詳解】1)剛記錄時，電梯未啟動，所以臺秤示數(shù)等于重力大小，由圖像知根g = 20N,所以根=2?。?)由圖像知，電梯05s靜止、515s勻加速上升、1520s勻速上升、2040s減速上升，那么在515s內(nèi)根據(jù)牛頓第二定律：F,-mg = ma15s 末速度最大,v = aAt,得y = 10zn/s；(3)電梯在2040s減速上升，其加速度為由那么根據(jù)牛頓第二定律：mg-F2=ma2那么

10、40s末速度：vf = v-a2At3,得到：M = 0所以電梯運行總rWj度。=u/ + v , Af2 - v* A/3 (其中所=A = ls，加2 = 5s )得k = 200m.【點睛】此題考查的超重與失重問題，注意圖像的識別，此題也可以用v-t圖象來進行求解.(1)飛艇在25s內(nèi)所下落的高度為3000m；2)在飛艇后來的減速過程中，大學生對座 位的壓力至少是其重力的2.152倍.【詳解】設飛艇在25 s內(nèi)下落的加速度為根據(jù)牛頓第二定律可得根g /阻=/77。1解得：0=9.6 m/s2.飛艇在25 s內(nèi)下落的高度為h = Jq2=3000 m(2)25 s后飛艇將做勻減速運動，開始

11、減速時飛艇的速度v為u=i=240 m/s減速運動下落的最大高度為hi = (6000- 3000- 500)m=2500 m減速運動飛艇的加速度大小。2至少為6/2= = 11.52 m/s2設座位對大學生的支持力為M那么Nmg=ma2N=m(g-a2mg根據(jù)牛頓第三定律，N=N,即大學生對座位壓力是其重力的2.152倍.6.一質(zhì)量為機的乘客乘坐豎直電梯開始下樓,其位移s與時間，的關(guān)系圖像如下列圖，4A 時間內(nèi)圖線為直線。乘客所受支持力的大小用人n表示，速度大小用u表示。重力加速度 大小為g。以下判斷正確的選項是（）04時間內(nèi)，v增大，外乘客處于超重時間內(nèi)，v減小，/吆乘客處于失重C.時間內(nèi)

12、，v增大，然乘客處于失重D.4時間內(nèi)，U減小，乘客處于超重.在翻修舊房時，工人同時將兩塊磚水平疊放在一起以某一初速度豎直向上拋出，如 下列圖。磚到達最高點時剛好被另一工人接住，空氣阻力忽略不計。從拋出到將要被接住 的過程中，以下說法正確的選項是（）A.下面磚對上面磚的彈力方向向上B.下面磚對上面磚的摩擦力方向與速度方向相反C.下面磚對上面磚的沒有彈力D.下面磚對上面磚的摩擦力方向垂直速度方向.如下列圖是裝滿水的側(cè)壁打有小孔的可樂瓶。當可樂瓶靜止時，水會從小孔中流出來, 忽略空氣阻力，以下說法正確是（）A.手握越緊，手對瓶子的摩擦力越大B.將可樂瓶整直上拋，在上升過程中水不會從小孔流出C.可樂瓶

13、掉進沙坑時，水從小孔流出的速度比靜止時流速大D.握力大，瓶子形變嚴重，手對瓶作用力仍等于瓶子重力.某人在地面上用體重計稱得體重為490N。他將體重計移至電梯內(nèi)稱其體重，。至A時間段內(nèi)，體重計的示數(shù)如下列圖，電梯運行的VT圖可能是取電梯向上運動的方向為)AV正）.現(xiàn)在城市的滑板運動非常流行，在水平地面上一名滑板運發(fā)動雙腳站在滑板上向前 滑行，在橫桿前起跳并越過桿，從而使人與滑板分別從桿的上方、下方通過，如下列圖， 假設人和滑板運動過程中受到的各種阻力忽略不計，假設運發(fā)動順利地完成了該動作， 最終仍落在滑板原來的位置上，那么）)AVA.起跳時雙腳對滑板作用力的合力向下偏前B.運發(fā)動起跳時，雙腳對滑

14、板作用力的合力豎直向下C.運發(fā)動在空中上升過程處于失重狀態(tài)D.運發(fā)動在空中運動時，單位時間內(nèi)速度的變化相同.某電梯內(nèi)地板上水平放置一電子臺秤，小明將一食品袋上標有L2kg的水果放在上 面，發(fā)現(xiàn)示數(shù)為Llkg,那么電梯的運動狀態(tài)可能是）A.加速上升 B.減速上升C.加速下降D.減速下降.沼澤地的下面蘊藏著豐富的泥炭，泥炭的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導致人在其上 面行走時容易下陷設在下陷過程中，泥炭對人的摩擦阻力不計。如果整個下陷的過 程是先加速運動再減速運動，那么，以下說法中正確的選項是（A.在加速向下運動時，人對沼澤地的壓力小于沼澤地對人的支持力B.在減速向下運動時，人對沼澤地的壓力小于沼澤地對

15、人的支持力C.在整個運動過程中，人先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)D.在整個運動過程中，人對沼澤地的壓力大小總是等于沼澤地對人的支持力.小明同學在學習了超重失重知識后，利用力感器把物體受力大小隨時間變化的情況 由計算機顯示出來。他設計了一個在豎直方向上測物體受力隨時間變化的實驗，以此來 驗證物體的超重和失重，如圖）所示。實驗中獲得了如圖（田所示的圖像，那么（ ） A.該同學先起立后經(jīng)過一段時間再下蹲B.由數(shù)據(jù)可得所掛重物質(zhì)量約為500gE點的加速度大小約為廢D.從A到3過程中，人一直處于失重狀態(tài)14.如下列圖，小明在做雙腳跳臺階的健身運動，假設忽略空氣阻力，那么以下說法正確 的選項是（）A.小明

16、在下降過程中（未著地）處于失重狀態(tài)B.小明起跳以后在上升過程中處于失重狀態(tài)C.小明落地時地面對他的支持力小于他的重力D.起跳過程地面對小明的作用力就是他對地面的作用力15.在加速度為。勻加速上升的電梯中，有一個質(zhì)量為力的人，以下說法正確的選項 是1）A.電梯對此人的支持力為根（g +。）B.此人對電梯的壓力為加-。）C.此人受到的重力為根（g + ）D.此人的視重為根（g + ）.在2004年雅典奧運會上，我國運發(fā)動黃珊汕第一次參加蹦床工程的比賽就取得了 銅牌的優(yōu)異成績.假設表演時運發(fā)動僅在豎直方向運動，通過傳感器將彈簧床面與運發(fā) 動間的彈力隨時間變化的規(guī)律在計算機上繪制出如下列圖的曲線，假設

17、當?shù)氐闹亓铀俣?g=10m/s2 .依據(jù)圖像給出的信息.1）運發(fā)動離開彈簧床上升的最大高度.2）運動過程中運發(fā)動的最大加速度.將金屬塊加用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如下列圖，在箱的上頂板和下底 板裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運動.當箱以=2m/s2加速度豎直向上做勻減 速運動時，上頂板的壓力傳感器顯示的壓力為7.2 N,下底板的壓力傳感器顯示的壓力 為 12N. （g = 10 m/s2）金屬塊的質(zhì)量加為多少？假設上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下底板的壓力傳感器示數(shù)的一半，試判斷箱的運動 情況.要使上頂板的壓力傳感器的示數(shù)為零，箱沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的？.某同學在研究性學習中

18、，為了了解高速電梯的工作情況，在上行的電梯內(nèi)用臺秤、 重物和停表記錄不同時刻水平放置的臺秤示數(shù)h 剛記錄時電梯還未啟動，他根據(jù)記錄 描繪出了尸7圖像如右圖.g取lOm*.求：U）重物質(zhì)量為多大2）電梯運行的最大速度多大3）電梯運行的總高度.美國密執(zhí)安大學五名學習航空航天工程的大學生搭乘NASA的飛艇參加了“微重力 學生飛行時機方案，飛行員將飛艇開到6000m的高空后，讓飛艇由靜止下落，以模 擬一種微重力的環(huán)境.下落過程飛艇所受空氣阻力為其重力的0.04倍，這樣，可以獲 得持續(xù)25s之久的失重狀態(tài)，大學生們就可以進行微重力影響的實驗.緊接著飛艇又做 勻減速運動，假設飛艇離地面的高度不得低于500

19、m.重力加速度g取10m/s2,試計算: 1）飛艇在25s內(nèi)所下落的高度；2）在飛艇后來的減速過程中，大學生對座位的壓力至少是其重力的多少倍.參考答案c【詳解】A. 00.5h內(nèi)，速度下潛增加，那么加速度方向也是向下的，即屬于失重，A錯誤；B.在00.5h內(nèi)，奮斗者號連同內(nèi)部海水）的總質(zhì)量為相，加速下潛，那么有奮斗者號的 重力大于浮力，即此時奮斗者號靠排水改變自身的重量，0.52.5h內(nèi)，奮斗者號勻速下降，那么奮斗者號減小重 力到達平衡浮力，即奮斗者號所受浮力不等于mg, B錯誤；C.在00.5h內(nèi)，奮斗者號連同內(nèi)部海水）的總質(zhì)量為2.53h內(nèi)，奮斗者號減速下降, 那么浮力大于重力，奮斗者號靠

20、排水改變自身的重量，那么此時總質(zhì)量小于小，C正確； D.奮斗者號下潛的深度，圖像和時間軸的面積表示下降的深度D錯誤。 應選C。C【詳解】A.體重計示數(shù)增加了，說明人對體重計的壓力增加了，但人的重力源自萬有引力，不變， A錯誤；B.該同學對體重計的壓力與體重計對該同學的支持力是相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律， 等大、反向、共線，B錯誤；C.人的質(zhì)量為60kg,向上加速的過程中體重計的示數(shù)為72kg,支持力等于壓力，根據(jù)牛 頓第二定律，有 解得 向上，c正確；D.人處于超重狀態(tài)，加速度向上，運動方向可能向上也可能向下，D錯誤。應選C。D【詳解】電梯勻速上升和勻速下降時 電梯加速上升時解得電梯加速下降

21、時解得所以，電梯加速下降時繩的拉力最小。應選D。D【詳解】A.假設扶梯斜向上作勻加速運動，人有向上的加速度分量，人處于超重狀態(tài)，所以人對踏 板的壓力大于人的重力，故A錯誤；BD.由于人和梯做勻速運動，水平方向加速度為零，所以水平方向摩擦力為零，那么人只 受到重力和扶梯的支持力作用，故B錯誤，D正確；C.人的重力和人對踏板的壓力作用對象不同，所以兩個力不是一對平衡力，故C錯誤。 應選DoA【詳解】該同學起立過程可以分為兩個階段，開始是靜止到運動，后來是運動到靜止。第一過程可以 看成是加速向上運動，所以有向上的加速度，是超重現(xiàn)象。該過程地面的支持力大于該同學 的重力。第二過程可以看成是減速向上運動，所以有向下的加速度，是失重現(xiàn)象。該過程地 面的支持力小于該同學的重力。腳對地面的壓力與地面對腳的支持力為相互作用力。所以A 正確；BC