高一物理人教版必修一課時(shí)檢測(cè)4-6超重和失重

課時(shí)素養(yǎng)檢測(cè)二十五超重和失重(25分鐘60分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.關(guān)于超重與失重的說法中,正確的是 ()A.超重就是物體的重力增加了B.失重就是物體的重力減少了C.完全失重就是物體不受重力D.完全失重的物體的加速度等于重力加速度【解析】選D。超重是物體對(duì)接觸面的壓力大于物體的真實(shí)重力,物體的重力并沒有增加,A錯(cuò)誤;失重是物體對(duì)接觸面的壓力小于物體的真實(shí)重力,物體的重力并沒有減小,B錯(cuò)誤;完全失重是說物體對(duì)接觸面的壓力為零的時(shí)候,由重力產(chǎn)生加速度,故物體的加速度等于重力加速度,此時(shí)物體的重力也不變,C錯(cuò)誤,D正確。2.在豎直方向運(yùn)動(dòng)的電梯內(nèi),有一個(gè)質(zhì)量為m的物體,它對(duì)電梯地板壓力為N,則()A.當(dāng)電梯勻速下降時(shí)N<mgB.當(dāng)電梯減速下降時(shí)N=mgC.當(dāng)電梯加速下降時(shí)N>mgD.當(dāng)電梯減速上升時(shí)N<mg【解析】選D。當(dāng)電梯勻速下降時(shí),電梯對(duì)物體的支持力等于物體的重力,所以物體對(duì)電梯的壓力N=mg,A項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)電梯減速下降時(shí),具有向上的加速度,物體超重,N>mg,B項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)電梯加速下降時(shí),具有向下的加速度,物體失重,N<mg,C項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)電梯減速上升時(shí),具有向下的加速度,物體失重,N<mg,D項(xiàng)正確。3.某人在地面上用電子秤稱得其體重為490N。他將電子秤移至電梯內(nèi)稱其體重,t0至t3時(shí)間段內(nèi)電子秤的示數(shù)如圖所示,則電梯運(yùn)行的vt圖像可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎? ()【解析】選A。從題圖可以看出,t0～t1時(shí)間內(nèi),該人的視重小于其重力,t1～t2時(shí)間內(nèi),視重正好等于其重力,而在t2～t3時(shí)間內(nèi),視重大于其重力,可知,t0～t1時(shí)間內(nèi),該人具有向下的加速度,t1～t2時(shí)間內(nèi),該人處于平衡狀態(tài),而在t2～t3時(shí)間內(nèi),該人具有向上的加速度,所以,根據(jù)題中所設(shè)的正方向,可能的圖像為A。4.一個(gè)人在以加速度a=2m/s2勻加速下降的升降機(jī)中最多能舉起質(zhì)量為75kg的物體,那么 ()A.該人在地面上最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體B.該人在地面上最多可以舉起質(zhì)量為90kg的物體C.若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體,則升降機(jī)一定是以2m/s2的加速度勻加速上升D.若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體,則升降機(jī)可能是以2m/s2的加速度勻減速下降【解析】選D。設(shè)人的舉力為F,則m1gF=m1a,解得:F=600N,即站在地面上最多可舉起重物的質(zhì)量為m2=QUOTE=60kg,故A、B錯(cuò)誤;若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體,根據(jù)牛頓第二定律得,Fm3g=m3a′,解得:a′=QUOTE=QUOTEm/s2=2m/s2,加速度方向向上,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。5.放在電梯地板上的一個(gè)木箱,被一根處于伸長(zhǎng)狀態(tài)的彈簧拉著而處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示,后發(fā)現(xiàn)木箱突然被彈簧拉動(dòng),設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,據(jù)此可判斷出電梯的運(yùn)動(dòng)情況是 ()A.勻速上升 B.加速上升C.減速上升 D.減速下降【解析】選C。木箱靜止時(shí)的受力情況如圖所示,則支持力N=mg,靜摩擦力f=F。若木箱突然被彈簧拉動(dòng),說明最大靜摩擦力減小,則壓力減小,即木箱所受支持力N減小,所以豎直方向mg>N,物體處于失重狀態(tài),則電梯可能加速下降,也可能減速上升,C正確。6.如圖所示是我國(guó)首次立式風(fēng)洞跳傘實(shí)驗(yàn),風(fēng)洞噴出豎直向上的氣流將實(shí)驗(yàn)者加速向上“托起”。此過程中 ()A.人被向上“托起”時(shí)處于失重狀態(tài)B.人受到的重力大小等于氣流對(duì)人的作用力大小C.人對(duì)氣流的作用力大小等于氣流對(duì)人的作用力大小D.人受到的重力和人受到氣流的力是一對(duì)作用力與反作用力【解析】選C。人被向上“托起”時(shí)處于“超重”狀態(tài),A項(xiàng)錯(cuò)誤;氣流對(duì)人的作用力大于重力,B項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤;人與氣流的相互作用力大小相等,C項(xiàng)正確。二、非選擇題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(14分)在電梯中,把一重物置于水平臺(tái)秤上,臺(tái)秤與壓力傳感器相連,電梯由靜止開始豎直上升的過程中,傳感器所受的壓力與時(shí)間的關(guān)系(Ft)圖像如圖所示,取g=10m/s2,由圖像可知:(1)電梯減速上升過程經(jīng)歷的時(shí)間是________s;

(2)重物的質(zhì)量是________kg;

(3)電梯的最大加速度是________m/s2。

【解析】(1)由Ft圖像可知,t=0時(shí)刻,F=30N,即重物的重力為30N,電梯先加速再勻速后減速運(yùn)動(dòng),減速上升階段F小于重力,因此10～14s為減速過程,減速時(shí)間為4s。(2)由G=mg=30N,得m=QUOTE=3kg。(3)加速過程中,當(dāng)F最大時(shí),加速度最大,其最大值為a1=QUOTE=QUOTEm/s2=QUOTEm/s2;電梯減速過程中,當(dāng)F最小時(shí),加速度最大,其最大值a2=QUOTE=QUOTEm/s2=5m/s2,故電梯運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度為5m/s2。答案:(1)4(2)3(3)58.(16分)一種巨型娛樂器械由升降機(jī)送到離地面75m的高處,然后讓座艙自由落下。落到離地面30m高時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)開始啟動(dòng),座艙均勻減速,到地面時(shí)剛好停下。若座艙中某人用手托著m=5kg的鉛球,g取10m/s2,試求:(1)從開始下落到最后著地經(jīng)歷的總時(shí)間。(2)當(dāng)座艙落到離地面35m的位置時(shí),手對(duì)球的支持力是多大?(3)當(dāng)座艙落到離地面15m的位置時(shí),球?qū)κ值膲毫κ嵌啻?【解析】(1)由題意可知,座艙先自由下落h1=75m30m=45m由h1=QUOTEgQUOTE得t1=QUOTE=3s下落45m時(shí)的速度v1=gt1=30m/s減速過程中的平均速度v=QUOTE=15m/s減速時(shí)間t2=QUOTE=2s,總時(shí)間t=t1+t2=5s(2)離地面35m時(shí),座艙自由下落,處于完全失重狀態(tài),所以手對(duì)球的支持力為零。(3)由QUOTE=2gh1=2ah2得,減速過程中加速度的大小a=15m/s2(或a=QUOTE=15m/s2)對(duì)鉛球根據(jù)牛頓第二定律:Nmg=ma解得:N=125N根據(jù)牛頓第三定律可知,球?qū)κ值膲毫Υ笮?25N。答案:(1)5s(2)0(3)125N(15分鐘40分)9.(6分)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧上端固定在升降機(jī)的天花板上,下端掛一小球,在升降機(jī)勻速豎直下降過程中,小球相對(duì)于升降機(jī)靜止,若升降機(jī)突然停止運(yùn)動(dòng),設(shè)空氣阻力可忽略不計(jì),彈簧始終在彈性限度內(nèi),且小球不會(huì)與升降機(jī)的內(nèi)壁接觸,則小球在繼續(xù)下降的過程中 ()A.小球的加速度逐漸減小,小球處于失重狀態(tài)B.小球的加速度逐漸增大,小球處于超重狀態(tài)C.小球的速度逐漸減小,小球處于失重狀態(tài)D.小球的速度逐漸增大,小球處于超重狀態(tài)【解析】選B。升降機(jī)突然停止,小球由于慣性繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),但是受到彈簧的拉力越來越大,拉力方向與其運(yùn)動(dòng)方向相反,故小球做減速運(yùn)動(dòng),加速度方向向上,則小球處于超重狀態(tài);小球加速度增大,B項(xiàng)正確;A項(xiàng)、C項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.(6分)(多選)如圖所示,小球B放在真空薄壁容器A內(nèi),球B的直徑恰好等于正方體A的邊長(zhǎng),將它們以初速度v0豎直向上拋出,下列說法中正確的是()A.若不計(jì)空氣阻力,上升過程中,A對(duì)B有向上的支持力B.若考慮空氣阻力,上升過程中,A對(duì)B的壓力向下C.若考慮空氣阻力,下落過程中,B對(duì)A的壓力向上D.若不計(jì)空氣阻力,下落過程中,B對(duì)A沒有壓力【解析】選B、D。上升過程中,不計(jì)空氣阻力時(shí),A、B的加速度都等于g;若考慮空氣阻力,A的加速度大于g,B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與A一致,B除受重力外必受一向下的力,因A為真空容器,故此力為A對(duì)B向下的壓力。下落過程中,不計(jì)空氣阻力時(shí),A、B的加速度等于g;若考慮空氣阻力,A的加速度小于g,B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與A一致,B除受重力外必受一向上的力,因A為真空容器,所以此力為A對(duì)B向上的壓力,由牛頓第三定律得,B對(duì)A的作用力向下,故B、D正確。11.(6分)(多選)如圖所示是某同學(xué)站在壓力傳感器上,做下蹲—起立的動(dòng)作時(shí)記錄的壓力隨時(shí)間變化的圖線。由圖線可知 ()A.該同學(xué)體重約為650NB.該同學(xué)做了兩次下蹲—起立的動(dòng)作C.該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動(dòng)作,且下蹲后約2s起立D.下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)【解析】選A、C。由題圖可知該同學(xué)體重約為650N,A項(xiàng)正確。人下蹲動(dòng)作有失重和超重兩個(gè)過程,先是加速下降,失重,到達(dá)一個(gè)最大速度后再減速下降,超重,故下蹲時(shí)應(yīng)先失重再超重。起立時(shí)應(yīng)先超重再失重,由對(duì)應(yīng)圖像可知,該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動(dòng)作,B項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤。由圖像看出兩次超重的時(shí)間間隔約為2s,這就是該同學(xué)蹲下后持續(xù)的時(shí)間,C項(xiàng)正確。12.(22分)一質(zhì)量為m=40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從t=0時(shí)刻由靜止開始上升,在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示。試問:在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少?(重力加速度g取10m/s2)【解析】由圖可知,在t=0到t1=2s的時(shí)間內(nèi),體重計(jì)的示數(shù)大于mg,故電梯應(yīng)做向上的加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為F1,電梯及小孩的加速度為a1,由牛頓第二定律,得F1mg=ma1 ①在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度h1=QUOTEa1QUOTE ②在t1到t2=5s的時(shí)間內(nèi),體重計(jì)的示數(shù)等于mg,故電梯應(yīng)做勻速上升運(yùn)動(dòng),速度為t1時(shí)刻電梯的速度,即v