高中物理沪科版必修14 超重和失重课后作业题

2020-2021学年新人教版必修第一册

4.6超重和失重 课时作业7（含解析）

1．如果说一个人在电梯中处于“超重”状态，是指（　　）

A．人受的重力增加了 B．人变胖了

C．人对电梯的压力增大了 D．人对电梯的压力减小了

2．一只小鸟飞来停在一根细树枝上，随树枝上下晃动，小鸟从最低点运动到最高点的过程中（　　）

A．受到的重力先增大后减小 B．一直处于超重状态

C．先失重后超重 D．先超重后失重

3．某同学找了一个用过的易拉罐，在靠近底部的侧面打了一个小孔．用手指按住小孔的同时往罐里装满水，然后将易拉罐向上抛出，运动过程中罐底始终向下，空气阻力不计，下列说法正确的是(　　)

A．在易拉罐上升过程中，小孔中有水射出，水射出比罐静止时慢

B．在易拉罐下降过程中，小孔中有水射出，水射出比罐静止时快

C．在易拉罐上升、下降过程中，小孔中射出水的快慢都和罐静止时相同

D．在易拉罐上升、下降过程中，水都不会从小孔中射出

4．某同学站在电梯底板上，如图所示的v-t图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）．根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（   ）

A．在0-20s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态

B．在0-5s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态

C．在5s-10s内，电梯处于静止状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力

D．在10s-20s内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态

5．银川绿地中心双子塔项目位于银川阅海湾中央商务区中轴位置，高度301m，建成后将成为西北地区最高双子塔。据说，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图像如图所示。则下列相关说法正确的是（　　）

A．t＝4.5s时，电梯处于失重状态 B．5~55s时间内，绳索拉力最小

C．t＝59.5s时，电梯处于超重状态 D．t＝60s时，电梯速度恰好为零

6．金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出．如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中（     ）

A．水继续以相同的速度从小孔中喷出

B．水不再从小孔喷出

C．水将以更大的速度喷出

D．水将以较小的速度喷出

7．将货物由静止竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t图象如图所示．以下判断正确的是（  ）

A．前3 s内货物加速上升，加速度为2m/s2，物体是失重状态

B．前3 s内与最后2 s内货物的平均速度大小相等，方向相反

C．第5s末到第7s末内货物只受重力作用，完全失重

D．第3 s末至第5 s末的过程中，货物匀速上升处于平衡状态

8．在2018年印尼雅加选亚运会上，中国撑杆跳运动员李玲获得撑杆跳金牌，图为她在比赛中的几个画面．下列说法中正确的是（  ）

A．她在助跑过程中，一定做匀加速直线运动

B．她在上升过程中，处于失重状态

C．她在下落过程中，处于失重状态

D．她过最高点时的速度为零

9．撑杆跳是一种田径运动项目．在这项比赛中,运动员双手握住一根特制的杆子,经过快速助跑后,借助杆撑地的反弹力量,使身体腾起,跃过横杆．现忽略空气阻力,关于运动员撑杆跳的过程,下列说法正确的是

A．运动员起跳后的上升阶段,运动员始终处于超重状态

B．运动员起跳后的上升阶段,杆对运动员的支持力始终等于运动员对杆的压力

C．运动员起跳后的上升阶段,杆对运动员的支持力与运动员对杆的压力是一对平衡力

D．运动员起跳后的上升阶段,杆对运动员的作用力可能小于运动员对杆的作用力

10．实验小组利用DS系统,观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验,某次实验得到电梯内一物体的v-t图象如图所示,取竖直向上为正方向,下列说法错误的是

A．物体在前38内的位移约为2.3m

B．在0≤t<3s这段时间内,电梯内的物体处于超重状态

C．在3s≤t≤8s这段时间内,电梯内物体的速度和加速度都在减小

D．在3s<t<8s这段时间内,电梯内的物体受到的支持力小于重力

11．下列关于超重、失重现象的说法正确的是（　　）

A．汽车驶过拱形桥顶端时处于失重状态，此时质量没变，重力减小了

B．荡秋千的小孩通过最低点时处于失重状态，此时拉力小于重力

C．宇航员在飞船内处于完全失重状态，而正在进行太空行走的宇航员在飞船外则处于平衡状态

D．电梯加速上升时，电梯中的人处于超重状态，受到的支持力大于重力

12．如图所示，小明在做双脚跳台阶的健身运动，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是(  )

A．小明在空中上升过程处于超重状态

B．小明在空中下降过程中处于失重状态

C．小明向上起跳脱离地面前处于超重状态

D．小明落地后下降过程处于失重状态

13．电梯内有一物体，质量为m，用细绳挂在电梯的天花板上，当电梯以g的加速度沿竖直方向运动时，细绳对物体的拉力是（　　）

A． B． C．mg D．

14．如图所示，一名乘客从一层乘电梯到四层，在四层短暂停留后又乘电梯到一层．则电梯地板对乘客处于超重的阶段可能是（    ）

A．电梯加速上行阶段

B．电梯减速上行阶段

C．电梯加速下行阶段

D．电梯减速下行阶段

15．一兴趣小组做了一次实验，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h后停住，利用传感器和计算机显示该同学受到地面的支持力F随时间变化的图象如图所示.根据图象提供的信息，以下判断正确的是

A．在0至t2时间内该同学处于失重状态

B．t2时刻该同学的加速度为零

C．t3时刻该同学的速度达到最大

D．在t3至t4时间内该同学处于超重状态

16．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少? 处于什么状态? ()

(1)升降机匀速上升；

(2)升降机以的加速度上升；

(3)升降机以的加速度下降；

(4)升降机以重力加速度g加速下降．

参考答案

1．C

【解析】

【分析】

【详解】

当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，超、失重现象的实质是物体的实重与视重相比发生了变化，而物体的重力并没有发生变化，一个人在电梯中“超重”了，此时人对电梯的压力增大

故选C。

2．D

【解析】

【分析】

【详解】

小鸟从最低点运动到最高点的过程中，受到的重力不变；加速度先向上后向下，则小鸟先超重后失重。则选项ABC错误，D正确。

故选D。

3．D

【解析】

【分析】

【详解】

将易拉罐竖直向上抛出后，由于空气阻力不计，易拉罐及水的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，易拉罐中各层水之间没有压力，在整体过程中，水都不会从洞中射出，故ABC错误，D正确．

4．D

【解析】

图像的斜率表示加速度，故0~5s内斜率为正，加速度为正，方向向上，处于超重状态，速度为正，即电梯向上加速运动；在5~10s过程中，电梯匀速，该同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于正常状态；10~20s过程中，斜率为负，速度为正，即电梯向上做减速运动，加速度向下，处于失重状态，D正确．

【点睛】在速度时间图象中，直线的斜率表示加速度的大小，根据图象求出电梯的加速度，当有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当有向下的加速度时，此时人就处于失重状态．

5．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．利用a－t图像可判断：t＝4.5s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A错误；

BC．0~5s时间内，电梯处于超重状态，拉力>重力；5~55s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力＝重力；55~60s时间内，电梯处于失重状态，拉力<重力；综上所述，选项B、C错误；

D．因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60s时为零，选项D正确。

故选D。

6．B

【解析】

试题分析：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度为g；当物体以加速度g竖直下落时，物体处于完全失重状态．

解：水桶自由下落，处于完全失重状态，故其中的水也处于完全失重状态，对容器壁无压力，故水不会流出；

故选B．

【点评】本题关键明确水处于完全失重状态，对容器壁无压力；也可以假设水对容器壁的力为F，然后根据牛顿第二定律列式求出F=0．

7．D

【解析】

【分析】

速度--时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，根据平均速度的公式比较前3s内和后2s内平均速度的大小．根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒．

【详解】

前3s内货物做匀加速直线运动，加速度为，加速度的方向向上，物体是超重状态．故A错误．前3s内的平均速度，后2s内的平均速度，两段时间内的平均速度大小相同，方向也相同．故B错误；第5s末到第7s末内物体的加速度：，绳子对物体的拉力为：F=mg-ma=m（g-a）=7m，可知绳子的拉力不为0．故C错误；第3s末至第5s末，货物做匀速直线运动，货物匀速上升处于平衡状态．故D正确．故选D．

【点睛】

解决本题的关键知道速度--时间图线斜率和图线与时间轴围成的面积表示的含义．

8．C

【解析】

【分析】

【详解】

她在助跑过程中，不一定做匀加速直线运动，选项A错误；她在上升过程中，先加速后减速，先超重后失重，选项B错误；她在下落过程中，加速度向下，处于失重状态，选项C正确； 她过最高点时的还有水平速度，则速度不为零，选项D错误；故选C.

【点睛】

此题关键是要高清运动员在整个过程中的运动过程，知道加速度向下时失重，加速度向上时超重.

9．B

【解析】

【分析】

【详解】

在运动员起跳上升阶段，运动员开始时向上做加速运动，随后向上做减速运动，所以运动员开始时处于超重状态，上升的最后阶段处于失重状态，故A错误；运动员起跳后的上升阶段，杆对运动员的支持力与运动员对杆的压力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B正确，CD错误．所以B正确，ACD错误．

10．C

【解析】

【分析】

【详解】

由图可知，图中一个小方格代表的位移为0.1m，则在前3s内图像包含的面积约为23个小格，可知位移约为2.3m，选项A正确；图像的斜率等于加速度，可知在0≤t<3s这段时间内,加速度向上，则电梯内的物体处于超重状态，选项B正确；在3s≤t≤8s这段时间内,电梯内物体的速度在减小，加速度先增大后减小，选项C错误； 在3s<t<8s这段时间内,电梯的加速度向下，处于失重状态，则电梯内的物体受到的支持力小于重力，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C.

11．D

【解析】

【分析】

【详解】

A、汽车驶过拱形桥顶端时有竖直向下的加速度，处于失重状态，此时质量没变，重力不变，故A错误；

B、荡秋千时秋千摆到最低位置时，加速度方向向上，故人处于超重状态，故B错误；

C、无论宇航员在舱内或是在舱外，都随着飞船一起做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，所以不是处于平衡状态，故C错误；

D、电梯加速上升时，加速度向上，处在电梯中的人处于超重状态，受到的支持力大于重力，故D正确；

故选D．

【点睛】

物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，物体处于超重状态，有向上的加速度；物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，物体处于失重状态，有向下的加速度．

12．BC

【解析】

【分析】

【详解】

A. 小明在空中上升过程中只受重力作用，加速度为g，处于失重状态，选项A错误；

B. 小明在空中下降过程中只受重力作用，加速度为g，处于失重状态，选项B正确；

C. 小明向上起跳脱离地面前有向上的加速度，则处于超重状态，选项C正确；

D. 小明落地后下降过程做减速运动，加速度向上，则处于超重状态，选项D错误．

13．BD

【解析】

【分析】

【详解】

根据牛顿第二定律，加速上升或减速下降时：；解得：；加速下降或减速上升时：；解得：；故选BD．

14．AD

【解析】

【分析】

竖直加速度向上为超重，竖直加速度向下为失重，竖直加速度为零是平衡.

【详解】

A、D、电梯加速向上运动或减速向下运动时，其加速度均向上，则电梯和人均处于超重状态；故A、D均正确.

B、C、电梯加速向下运动或减速向上运动时，其加速度均向下，则电梯和人均处于失重状态；故B、C均错误.

故选AD.

【点睛】

本题关键是判断出加速度方向，从而体现电梯的超、失重情况，与速度无关．

15．ABD

【解析】

【分析】

【详解】

A.在0到t2时间内，支持力的大小小于重力，加速度大小向下，所以该同学处于失重状态．故A正确；

B.在t2时刻，支持力的大小等于重力，加速度为0，故B正确；

C.在0至t2时间内该同学加速度大小向下，t2时刻该同学的速度达到最大，故C错误；

D.根据牛顿第二定律得在t3到t4时间内，支持力的大小大于重力，加速度方向向上，所以该同学处于超重状态，故D正确．

16．（1）600N，正常状态；（2）840N，超重状态；（3）300N，失重状态；（4）0，完全失重状态．

【解析】

试题分析：（1）体重计的读数等于升降机对人的支持力的大小；（2）升降机匀速上升时，人受力平衡，支持力等于重力；（3）当升降机以不同的加速度运动时，可根据牛顿第二定律求解．

（1）升降机匀速上升，受力平衡，则，处于正常状态

（2）升降机加速上升，加速度方向向上，支持力大于重力，处于超重状态

根据牛顿第二定律得：

解得：

（3）升降机加速下降，加速度方向向下，支持力小于重力，处于失重状态

根据牛顿第二定律得：
解得：

（4）升降机以重力加速度g加速下降，物体处于完全失重状态，