2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系4.6超重和失重課時(shí)作業(yè)新人教版必修第一冊(cè)

第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系6超重和失重【基礎(chǔ)鞏固】1.下列說法正確的是 ()A.體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D.游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面上靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)答案:B2.港珠澳大橋是世界上里程最長(zhǎng)、壽命最長(zhǎng)、鋼結(jié)構(gòu)最大、施工難度最大、沉管隧道最長(zhǎng)、技術(shù)含量最高、科學(xué)專利最多的跨海大橋,大橋工程的技術(shù)及設(shè)備規(guī)模創(chuàng)建了多項(xiàng)世界紀(jì)錄.建立大橋過程中最困難的莫過于沉管隧道的沉放和精確安裝,每節(jié)沉管隧道的質(zhì)量約8萬噸,相當(dāng)于一艘中型航母的質(zhì)量.若將沉管向下沉放過程看成減速運(yùn)動(dòng),關(guān)于此過程,下列說法正確的是 ()A.沉管所受的合力為0B.沉管所受合力不為0,且方向向下C.沉管處于超重狀態(tài)D.沉管處于失重狀態(tài)答案:C3.如圖所示,將物體A放在容器B中,以某一速度把容器B豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,運(yùn)動(dòng)過程中容器B的底面始終保持水平,下列說法正確的是 ()A.在上升和下降過程中A對(duì)B的壓力都肯定為0B.上升過程中A對(duì)B的壓力大于物體A受到的重力C.下降過程中A對(duì)B的壓力大于物體A受到的重力D.在上升和下降過程中A對(duì)B的壓力都等于物體A受到的重力答案:A4.在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計(jì),電梯靜止時(shí),小敏站在體重計(jì)上,體重計(jì)示數(shù)為50kg;電梯運(yùn)行過程中,某段時(shí)間內(nèi)小敏發(fā)覺體重計(jì)示數(shù)為40kg,重力加速度為g.在這段時(shí)間內(nèi) ()A.小敏所受的重力變小了B.小敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)小敏的支持力C.電梯肯定在豎直向下運(yùn)動(dòng)D.電梯的加速度大小為g5答案:D5.蹦極是一種極限體育項(xiàng)目,如圖所示,運(yùn)動(dòng)員從高處跳下,彈性繩被拉伸前做自由落體運(yùn)動(dòng),彈性繩被拉伸后在彈性繩的緩沖作用下,運(yùn)動(dòng)員下落肯定高度后速度減為0.從運(yùn)動(dòng)員跳下至第一次下降到最低點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是 ()A.彈性繩拉伸前運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài),彈性繩拉伸后運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)B.彈性繩拉伸后運(yùn)動(dòng)員先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)C.彈性繩拉伸后運(yùn)動(dòng)員先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)D.運(yùn)動(dòng)員始終處于失重狀態(tài)答案:B6.(多選)原來做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi),被伸長(zhǎng)的彈簧拉住的物體A靜止在地板上,如圖所示,現(xiàn)發(fā)覺A突然被彈簧拉向右方,由此可推斷,此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)可能是 ()A.加速上升 B.減速上升C.加速下降 D.減速下降解析:升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),地板對(duì)物體的靜摩擦力與彈簧的彈力平衡.現(xiàn)發(fā)覺A突然被彈簧拉向右方,說明A所受最大靜摩擦力減小,物體對(duì)升降機(jī)地板的壓力也應(yīng)減小,物體處于失重狀態(tài),故升降機(jī)應(yīng)當(dāng)有向下的加速度.分析可知選項(xiàng)B、C正確,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤.答案:BC7.(多選)一位同學(xué)乘電梯從六樓下到一樓的過程中,其v-t圖像如圖所示.下列說法正確的是 ()A.前2s內(nèi)該同學(xué)處于失重狀態(tài)B.該同學(xué)前2s內(nèi)的加速度大小是最終1s內(nèi)的2倍C.最終1s內(nèi)該同學(xué)對(duì)地板的壓力大于地板對(duì)他的支持力D.該同學(xué)在10s內(nèi)的平均速度大小是1.7m/s解析:從六樓下到一樓的過程中,前2s內(nèi)電梯做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,該同學(xué)處于失重狀態(tài),故選項(xiàng)A正確;前2s內(nèi)該同學(xué)的加速度大小a1=22m/s2=1m/s2,最終1s內(nèi)加速度的大小a2=21m/s2=2m/s2,該同學(xué)前2s內(nèi)的加速度是最終1s內(nèi)的一半,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從六樓下到一樓的過程中,該同學(xué)對(duì)地板的壓力和地板對(duì)他的支持力是作用力與反作用力,總是大小相等,方向相反,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;v-t圖線與時(shí)間軸圍成的面積大小表示位移,則10s內(nèi)的位移為x=10+72×2m=17m,平均速度為v=x答案:AD【拓展提高】8.如圖所示,盛水容器放在臺(tái)秤的托盤上,固定在容器底部的細(xì)線拉著小木球,使其浸沒在水中.若細(xì)線突然斷裂,在小木球上浮到水面的過程中,臺(tái)秤的示數(shù)將 ()A.變小 B.變大C.不變 D.無法推斷解析:因?yàn)樾∧厩虻拿芏刃∮谒拿芏?當(dāng)細(xì)線突然斷裂時(shí),木球會(huì)向上加速運(yùn)動(dòng).與此同時(shí),在木球的上方必定有一等體積的“水球”以同樣大小的加速度向下運(yùn)動(dòng).由于密度ρ水>ρ木,“水球”的質(zhì)量必大于木球的質(zhì)量,因此,木球與“水球”整體的“重心”具有豎直向下的加速度,系統(tǒng)整體將處于失重狀態(tài),故臺(tái)秤的示數(shù)將變小,選項(xiàng)A正確.答案:A9.(多選)圖甲是某同學(xué)站在力傳感器上做下蹲、起跳動(dòng)作的示意圖,a、d、f、g時(shí)刻其重心P的位置對(duì)應(yīng)如圖.圖乙是依據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)作出的F-t圖線,圖中a~g各點(diǎn)與圖甲相對(duì)應(yīng)(其中b、c、e時(shí)刻圖甲未給出).依據(jù)圖像可知 ()甲乙A.該同學(xué)的重力為500NB.在a~b時(shí)間內(nèi),該同學(xué)在加速下降C.e時(shí)刻該同學(xué)正在減速上升D.該同學(xué)在d時(shí)刻的加速度等于在f時(shí)刻的加速度解析:起先時(shí)該同學(xué)處于平衡狀態(tài),該同學(xué)對(duì)傳感器的壓力是500N,依據(jù)力的平衡可知,該同學(xué)的重力是500N,選項(xiàng)A正確;由圖乙可知,a~b時(shí)間內(nèi)該同學(xué)對(duì)傳感器的壓力減小且小于該同學(xué)的重力,即處于失重狀態(tài),所以該同學(xué)在加速下降,選項(xiàng)B正確;e時(shí)刻該同學(xué)對(duì)傳感器的壓力大于其重力,處于超重狀態(tài),不行能減速上升,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在d時(shí)刻a1=Fd-Gm=1500-50050010m/s2=20m/s2,在f時(shí)刻a2=G-0m答案:AB10.(多選)某試驗(yàn)小組利用DIS系統(tǒng)視察超重和失重現(xiàn)象,他們?cè)陔娞輧?nèi)做試驗(yàn),在電梯的地板上放置一個(gè)壓力傳感器,在傳感器上放一個(gè)重為20N的物塊,如圖甲所示.試驗(yàn)中計(jì)算機(jī)顯示出傳感器所受物塊的壓力大小隨時(shí)間改變的關(guān)系圖像,如圖乙.依據(jù)圖像分析得出的結(jié)論中正確的是()甲乙A.從時(shí)刻t1到t2,物塊處于失重狀態(tài)B.從時(shí)刻t3到t4,物塊處于失重狀態(tài)C.電梯可能起先停在低樓層,先加速向上,接著勻速向上,再減速向上,最終停在高樓層D.電梯可能起先停在高樓層,先加速向下,接著勻速向下,再減速向下,最終停在低樓層解析:從F-t圖像可以看出,0~t1,F=mg,電梯可能處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài);t1~t2,F>mg,電梯具有向上的加速度,物塊處于超重狀態(tài),可能加速向上運(yùn)動(dòng)或減速向下運(yùn)動(dòng);t2~t3,F=mg,可能靜止或勻速運(yùn)動(dòng);t3~t4,F<mg,電梯具有向下的加速度,物塊處于失重狀態(tài),可能做加速向下或減速向上運(yùn)動(dòng).綜上分析可知,B、C正確.答案:BC【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】11.游樂場(chǎng)中有一項(xiàng)目如圖所示,它可以快速升降,讓游客體驗(yàn)超重和失重的刺激感覺.游客由靜止快速上升到h0=14.4m的高度,所用的時(shí)間t=2s,此上升過程可視為勻加速直線運(yùn)動(dòng),g取10m/s2.(1)加速上升時(shí)游客處于狀態(tài),加速下落時(shí)游客處于狀態(tài).(均選填“超重”或“失重”)

(2)求游客在此上升過程中加速度a的大小.(3)若上升到h1=10m高度時(shí),某游客的鞋子不慎脫落,設(shè)該鞋子所受空氣阻力大小恒為其重力的15,即F阻=15mg,求鞋子落地時(shí)速度解析:(1)加速上升時(shí),加速度向上,故游客處于超重狀態(tài);加速下落時(shí),加速度向下,故游客處于失重狀態(tài).(2)依據(jù)h=12at2