高中物理粵教1練習(xí)：課時(shí)素養(yǎng)評價(jià) 二十一 失重和超重

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精【新教材】2020-2021學(xué)年高中物理粵教版必修1練習(xí)：課時(shí)素養(yǎng)評價(jià)二十一失重和超重課時(shí)素養(yǎng)評價(jià)二十一失重和超重(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分，共36分)1。國慶70周年閱兵儀式上，我國空警—2000預(yù)警機(jī)和空軍八一飛行表演隊(duì)的8架殲—10戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行飛行表演，飛機(jī)先爬升到一定高度，然后勻速通過天安門廣場。假設(shè)飛機(jī)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是向上先做加速直線運(yùn)動(dòng)后做減速直線運(yùn)動(dòng)，則在爬升過程中下列說法正確的是 ()A.飛行員所受的重力先增加后減小B.飛行員所受的合力先增加后減小C.飛行員先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)D.飛行員一直處于超重狀態(tài)【解析】選C.飛機(jī)爬升過程中，假設(shè)豎直方向向上先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),飛機(jī)向上加速的過程中加速度的方向向上，處于超重狀態(tài);飛機(jī)向上減速的過程中加速度的方向向下，處于失重狀態(tài).故飛機(jī)先超重后失重,實(shí)際重力不變,故C正確,A、D錯(cuò)誤.根據(jù)牛頓第二定律F=ma知合力和加速度成正比，題目沒有告訴加速度的變化情況,所以不知道合力的變化情況，故B錯(cuò)誤。2.(2020·深圳高一檢測)天津是第十三屆全運(yùn)會(huì)的東道主，雙人10米臺為天津跳水隊(duì)的重點(diǎn)項(xiàng)目。跳臺跳水可簡化為如下的運(yùn)動(dòng)過程,運(yùn)動(dòng)員從跳臺上斜向上跳起，一段時(shí)間后落入水中，如圖所示,不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是(）A.運(yùn)動(dòng)員在空中上升過程中處于超重狀態(tài)B.運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)加速度為0C。運(yùn)動(dòng)員在空中上升過程中處于失重狀態(tài)D.入水過程中,水對運(yùn)動(dòng)員的作用力大于運(yùn)動(dòng)員對水的作用力【解析】選C。起跳以后在空中的上升過程以及下降過程中運(yùn)動(dòng)員的加速度方向向下，所以處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤，C正確。運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)加速度大小為g，方向豎直向下，故B錯(cuò)誤。入水過程中，水對運(yùn)動(dòng)員的作用力和運(yùn)動(dòng)員對水的作用力是一對作用力與反作用力，二者大小相等,故D錯(cuò)誤。故選C.【加固訓(xùn)練】在某屆學(xué)校秋季運(yùn)動(dòng)會(huì)上，張明同學(xué)以背越式成功地跳過了1。70米的高度,如圖.若忽略空氣阻力,g取10m/s2.則下列說法正確的是 (）A.張明下降過程中處于失重狀態(tài)B.張明起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)C.張明起跳時(shí)地面對他的支持力等于他的重力D。張明起跳以后在下降過程中重力消失了【解析】選A。在張明下降過程中,只受重力的作用,有向下的重力加速度,是處于完全失重狀態(tài)，A正確；張明起跳以后在上升過程，也是只受重力的作用，有向下的重力加速度，是處于完全失重狀態(tài)，B錯(cuò)誤;在張明起跳過程中，地面要給人一個(gè)向上的支持力，支持力的大小大于人的重力的大小,人才能夠有向上的加速度起跳，向上運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤；起跳以后在下降過程中，重力不變，D錯(cuò)誤.3.(2020·濰坊高一檢測）高蹺運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)新型運(yùn)動(dòng),圖甲為彈簧高蹺。當(dāng)人抓住扶手用力蹬踏板壓縮彈簧后,人就向上彈起,進(jìn)而帶動(dòng)高蹺跳躍，如圖乙。則下列說法正確的是 （)A。人向上彈起的過程中，一直處于超重狀態(tài)B.人向上彈起的過程中，踏板對人的作用力大于人對踏板的作用力C.彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對人的作用力大于人的重力D.彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí),高蹺對地的壓力等于人和高蹺的總重力【解析】選C.人向上彈起的過程中,先加速向上,處于超重狀態(tài)，然后減速向上,處于失重狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤；踏板對人的作用力和人對踏板的作用力是一對作用力和反作用力，大小相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí),人的加速度向上，人處于超重狀態(tài)，所以高蹺對人的作用力大于人的重力,高蹺對地的壓力大于人和高蹺的總重力，選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.4.如圖記錄的是升降機(jī)豎直向上運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,升降機(jī)水平底板上放著重物，根據(jù)圖像可知 （)A.第5s內(nèi)升降機(jī)的加速度大小為1m/s2B。0～5s內(nèi)升降機(jī)的位移為10mC.0～2s內(nèi)重物處于超重狀態(tài)D.2～4s內(nèi)重物處于失重狀態(tài)【解析】選C.第5s內(nèi)升降機(jī)的加速度為a=QUOTE=QUOTEm/s2=—2m/s2，大小為2m/s2,故A錯(cuò)誤;0～5s內(nèi)升降機(jī)的位移為x=QUOTE×2m=7m，故B錯(cuò)誤;在前2s內(nèi)，重物向上做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度向上,重物處于超重狀態(tài),故C正確；2～4s內(nèi)重物的速度保持不變,處于平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤。5.如圖所示,“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點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn),b點(diǎn)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)下落到最低點(diǎn)c點(diǎn)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【解析】選C。人從a點(diǎn)到c點(diǎn)過程，開始先做加速運(yùn)動(dòng),再做減速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在平衡位置b點(diǎn)上方重力大于拉力,加速度方向向下，人處于失重狀態(tài)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在b點(diǎn)下方拉力大于重力,人處于超重狀態(tài)，故選項(xiàng)C正確;在c點(diǎn)速度為零,但加速度方向向上,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.如圖所示,一個(gè)箱子中放有一物體，已知靜止時(shí)物體對下底面的壓力等于物體的重力，且物體與箱子上底面剛好接觸。現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出,已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)的速率成正比,且箱子運(yùn)動(dòng)過程中始終保持圖示形態(tài),則下列說法正確的是 （）A.上升過程中，物體對箱子的下底面有壓力,且壓力越來越小B。上升過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力越來越大C。下降過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且壓力可能越來越大D.下降過程中，物體對箱子的上底面有壓力,且壓力可能越來越小【解析】選C.設(shè)物體的質(zhì)量為m，物體和箱子的總質(zhì)量為M。上升過程中,對箱子和物體整體受力分析，如圖甲所示,由牛頓第二定律可知,Mg+kv=Ma，則a=g+QUOTE，又整體向上做減速運(yùn)動(dòng),v減小,所以a減小;再對物體單獨(dú)受力分析如圖乙所示，因a>g，所以物體受到箱子上底面向下的彈力N，由牛頓第二定律可知,mg+N=ma，則N=ma—mg，而a減小,則N減小,所以上升過程中物體對箱子上底面有壓力且壓力越來越小。同理，下降過程中物體對箱子下底面有壓力且壓力可能越來越大，故C正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示，家用樓梯升降椅可以沿著傾斜的直軌道運(yùn)動(dòng)，方便行動(dòng)困難的老人上下樓。以下說法正確的是 （)A。升降椅加速上升時(shí),人處于失重狀態(tài)B。升降椅減速上升時(shí),人處于失重狀態(tài)C.升降椅勻速上升時(shí),升降椅對人的作用力沿樓梯斜向上D。升降椅加速上升時(shí)，升降椅對人的作用力沿樓梯斜向上【解析】選B。升降椅加速上升時(shí)，加速度向上,人處于超重狀態(tài),A錯(cuò)誤；當(dāng)升降椅減速上升時(shí)，加速度向下,人處于失重狀態(tài)，B正確;當(dāng)升降椅勻速上升時(shí),人處于平衡狀態(tài)，升降椅對人的力與人受到的重力平衡，豎直向上，C錯(cuò)誤；升降椅加速上升時(shí)，升降椅對人的作用力為支持力和摩擦力,合力斜向上,但不沿樓梯,因?yàn)楹椭亓θΦ暮狭Σ叛貥翘菹蛏?，故D錯(cuò)誤。二、計(jì)算題（本題共2小題，共24分.要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7。（10分）安徽鳳陽縣7歲“大力士”楊金龍聲名鵲起后,南京、天津等地諸多體育專業(yè)學(xué)校紛紛向他拋出橄欖枝。小金龍不僅能舉起45kg杠鈴，還能背起體重高達(dá)120kg的教練，簡直是“秒殺同齡的施瓦辛格”。取g=10m/s2,請計(jì)算：(1）在以a=2m/s2勻加速下降的電梯中小金龍能舉起杠鈴的質(zhì)量是多少?（2)在以a=2m/s2勻加速上升的電梯中小金龍能背起的人的質(zhì)量又是多少？【解析】（1)在地面上小金龍舉起45kg杠鈴，舉力為450N,當(dāng)電梯以2m/s2的加速度勻加速下降時(shí),以杠鈴為研究對象則：m1g—F=m1a代入數(shù)據(jù)得：m1=56.25kg（2)在地面上小金龍背起體重高達(dá)120kg的教練，力量是1200N，設(shè)在以a=2m/s2勻加速上升的電梯中小金龍能背起的人的質(zhì)量為m2,則：F′—m2g=m2a代入數(shù)據(jù)得：m2=100kg答案：(1）56.25kg(2）100kg8。(14分）(2020·德州高一檢測)一質(zhì)量為m=40kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從t=0時(shí)刻由靜止開始上升,在0～6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化情況如圖所示。試問：在這段時(shí)間內(nèi)小孩超、失重情況及電梯上升的高度是多少？（取重力加速度g=10m/s2）【解析】小孩體重G=400N,由題圖知，在0~2s內(nèi),F1=440N，F(xiàn)1〉G,電梯勻加速上升,小孩處于超重狀態(tài)，此時(shí)有a1=QUOTE=1m/s2,v=a1t1=2m/s，h1=QUOTEa1QUOTE=2m.在2～5s內(nèi)，F(xiàn)2=400N，F(xiàn)2=G，電梯勻速上升，小孩處于平衡狀態(tài),此時(shí)有h2=vt2=6m.在5～6s內(nèi),F3=320N,F3<G，電梯勻減速上升，小孩處于失重狀態(tài),此時(shí)有a3=QUOTE=2m/s2又v-a3t3=0,說明電梯在6s末停止運(yùn)動(dòng)。故h3=QUOTEt3=1m所以電梯上升的高度為h=h1+h2+h3=9m。答案:見解析（15分鐘·40分)9.(6分)(多選)（2020·盤錦高一檢測）某馬戲團(tuán)演員做滑桿表演。已知豎直滑桿上端固定,下端懸空，滑桿的重力為200N。在桿的頂部裝有一拉力傳感器,可以顯示桿頂端所受拉力的大小。已知演員在滑桿上做完動(dòng)作之后，先在桿上靜止了0。5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零。整個(gè)過程中演員的v-t圖像和傳感器顯示的拉力隨時(shí)間的變化情況如圖所示,g取10m/s2。則下述說法正確的是 ()A。演員的體重為600NB。演員在第1s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)C。滑桿頂端所受的最小拉力為620ND。滑桿頂端所受的最大拉力為900N【解析】選A、C。演員在滑桿上靜止時(shí),傳感器顯示的拉力800N等于演員重力和滑桿的重力之和，演員的體重為600N,選項(xiàng)A正確;演員在第1s內(nèi)先靜止后加速下滑,加速下滑處于失重狀態(tài),選項(xiàng)B錯(cuò)誤；演員加速下滑時(shí)滑桿頂端所受的拉力最小，加速下滑的加速度a1=3m/s2，對演員，由牛頓第二定律，mg-Ff1=ma1,解得Ff1=420N。對滑桿，由平衡條件,最小拉力F1=420N+200N=620N,選項(xiàng)C正確;減速下滑時(shí)滑桿頂端所受的拉力最大。減速下滑的加速度a2=1.5m/s2,對演員，由牛頓第二定律，F(xiàn)f2-mg=ma2,解得Ff2=690N。對滑桿由平衡條件得最大拉力F2=690N+200N=890N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10。（6分）（多選）如圖a,用力傳感器研究橡皮繩中拉力隨時(shí)間的變化.向下拉小球然后釋放,小球沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，某段時(shí)間內(nèi)采集到的信息如圖b所示,則（）A.t2～t3時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)B.t3～t4時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng),處于失重狀態(tài)C.t4～t5時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，處于失重狀態(tài)D.t5～t6時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)【解析】選B、C。t2～t3時(shí)間內(nèi)拉力大于重力,但越來越小,故說明小球向上運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t3～t4時(shí)間內(nèi)拉力減小,且小于重力，故說明小球向上運(yùn)動(dòng)，加速度向下,處于失重狀態(tài)，故選項(xiàng)B正確;t4～t5時(shí)間內(nèi)小球受到的拉力小于重力，但拉力變大，故說明小球在向下運(yùn)動(dòng)，加速度向下,處于失重狀態(tài)，故選項(xiàng)C正確;t5～t6時(shí)間內(nèi)小球所受拉力變大且大于重力，故小球向下運(yùn)動(dòng),處于超重狀態(tài),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11。(6分）(多選）有一種大型娛樂器械可以讓人體驗(yàn)超重和失重,其環(huán)形座艙套在豎直柱子上（如圖所示）,由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落。落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，座艙做減速運(yùn)動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下。下列說法正確的是 （)A.座艙自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)B.座艙自由下落的過程中人處于失重狀態(tài)C.座艙減速下落的過程中人處于超重狀態(tài)D.座艙下落的整個(gè)過程中人處于失重狀態(tài)【解析】選B、C。在自由下落的過程中人只受重力作用,做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于失重狀態(tài),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確；在減速下落運(yùn)動(dòng)過程中，加速度向上,人處于超重狀態(tài)，故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,小孩在蹦床上沿豎直方向蹦跳，對其從最低點(diǎn)到離開床面的過程，下列說法正確的是 ()A。小孩一直處于超重狀態(tài)B.小孩一直處于失重狀態(tài)C。小孩會(huì)經(jīng)歷先超重后失重的過程D.小孩剛離開蹦床時(shí)的速度最大【解析】選C。小孩從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過程中，先向上做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)重力與彈力相等后向上做減速運(yùn)動(dòng)，直到離開蹦床為止，因此小孩先超重后失重，當(dāng)重力與彈力相等時(shí)速度最大,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。12.(22分）將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個(gè)矩形的箱中，如圖所示,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(yùn)動(dòng)。當(dāng)箱以a=2。0m/s2加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，上頂板的壓力傳感器顯示的壓力N=7。2N,下底板的壓力傳感器顯示的壓力F=12。0N。（g=10m/s2)（1）金屬塊的質(zhì)