沪科版 (2019)必修 第一册4.6 超重与失重课时作业

【精选】4.6超重与失重-1课时练习

一．单项选择

1．图甲是莱芜一中尚清华同学站在接有力传感器的板上做下蹲．起跳动作的示意图，图中的O点表示他的重心。图乙是传感器所受压力随时间变化的图像，图像上a．b两点的纵坐标分别为900N和300N，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。根据图像分析可知（　　）

A. 尚清华的重力可由b点读出，为300N

B. 尚清华在b到c的过程中先处于超重状态再处于失重状态

C. 尚清华在双脚与板不接触的过程中处于完全失重状态

D. 尚清华在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度

2．2021年第14届全运会资格赛落幕，董栋和刘灵玲分获男．女个人蹦床冠军。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度-时间图像如图所示，其中Oabc段为曲线，直线cd 与曲线相切于c点abc部分关于t=t2对称。不计空气阻力，则（　　）

A．运动员在0-t1时间内竖直向上做加速运动，处于超重状态

B．在t2时弹簧处于原长状态，运动员处于失重状态

C．运动员在t4时到达最高处，处于超重状态

D．运动员在t1时与t3时加速度大小相等，都处于失重状态

3．竖直矿井中的升降机可实现地下深处和地面之间的人员快速运送。某次升降机从矿井底部向地面运送工作人员过程中的速度（v） -时间（t）图像（竖直向上为正方向）如图所示，根据图像可知，工作人员（　　）

A．在0 ~ t1时间内处于失重状态 B．在0 ~ t1时间内受到的支持力先增大后减小

C．在t2 ~ t3时间内处于超重状态 D．在t2 ~ t3时间内先处于超重状态后处于失重状态

4．中澳美“科瓦里-2019”特种兵联合演练于8月28日至9月4日在澳大利亚举行，中国空军空降兵部队首次派员参加，演习中一名特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，运动的速度随时间变化的规律如图所示，t2时刻特种兵着地，下列说法正确的是（ 　　）

A．在t1~t2时间内，平均速度

B．在t1~t2间内特种兵所受阻力越来越大

C．特种兵在0~t1时间内处于超重状态，t1~t2时间内处于失重状态

D．若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑，则他们在悬绳上的距离先减小后增大

5．如图所示，一同学在电梯里站在台秤上称体重，发现体重明显大于在静止地面上称的体重，则（　　）

A. 电梯一定处于上升阶段

B. 电梯一定处于加速上升阶段

C. 电梯可能处于加速下降阶段

D. 电梯的加速度一定向上

6．2020年11月10日由我国自主研发的载人潜水器“奋斗号”在马里亚纳海沟成功探底，探底深度为10909m。下 列说法正确的是（　 　）

A．测量深度10909m时，潜水器不能看作质点

B．10909m是指潜水器的路程

C．下潜过程潜水器始终处于失重状态

D．潜水器加速上升时处于超重状态

7．有一个10N的重物，挂在固定在电梯顶部的弹簧测力计的下端。某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为 8 N，如图所示，此时（　　）

A．重物可能向上加速运动，处于超重状态

B．重物可能向下加速运动，处于失重状态

C．重物可能向上匀速运动，处于平衡状态

D．重物可能向下匀速运动，处于平衡状态

8．如图所示，蹦板是一种极限体育项目，运动员从高处跳下，弹性绳被拉伸前做自由落体运动，弹性绳被拉伸后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。 从弹性绳开始张紧到运动员下落到最低点的过程中，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　 　）

A．运动员的加速度不变 B．运动员的加速度一直增大

C．运动员一直处于失重状态 D．运动员先处于失重状态后处于超重状态

9．2014年12月7日，中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空。04星成功发射，恰逢中国长征系列运载火箭第200次发射，展示了两国科技合作最新成果和水平。相比中巴地球资源卫星01星．02星，04星提高了空间分辨率，增加了传感器和谱段数，获取的5米全色．10米多光谱等影像图可广泛应用于中国和巴西农作物估产．环境保护与监测．国土资源勘查和灾害监测等多个领域，满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求。火箭加速上升的过程中，假设火箭中有一个质量为2kg的物体静止地放在台式弹簧测力计上，此时弹簧测力计的示数可能是（　　）

A．20N B．10N C．40N D．0N

10．某塔吊正在将一块建筑物料从地 面竖直向上吊起，物料的v一t图像如图所示。下列说法正确的是（　 　）

A．前2s内建筑物料处于失重状态

B．最后2s内建筑物料只受重力作用

C．前3内建筑物料受到的重力与塔吊对物料的拉力大小相等

D．建筑物料上升过程中，塔吊对它的拉力和它对塔吊的拉力大小始终相等

11．如图为某同学制作的“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直方向的加速度。左侧为刻度均匀的标尺，右侧用一轻弹簧悬挂一重物G，当测量仪静止时指针位置的刻度标记为O，测量仪在竖直方向加速度不同时，对应指针指向不同的位置，一在标尺上标记加速度的数值。当指针指向位置C时，以下判断正确的是（　　）

A. 测量仪的速度方向向下 B. 测量仪的速度方向向上

C. 测量仪的加速度方向向下 D. 测量仪的加速度方向向上

12．某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图l所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图2所示的图像。已知时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（　　）

A．时电梯处于超重状态 B．内电梯在做减速运动

C．内电梯在静止 D．内电梯在下行

13．如图所示，假设跳水运动员（视为质点）起跳离开跳板后在一条直线上运动，其离开跳板至入水后竖直向下速度减为零的过程中，最大速度大小为v，离开跳板时速度大小为，不计空气阻力，在水中受到的阻力恒定，水中竖直向下运动的时间与空中运动的时间相等，重力加速度大小为，则（　　）

A. 运动员在空中运动过程中先超重再失重 B. 运动员在空中运动的时间为

C. 跳板离水面的高度为 D. 运动员入水的深度为

14．跳水是一项优美的水上运动。在2021年东京奥运会上，14岁的全红婵勇夺女子十米台跳水冠军，十米台跳水是指运动员从离水面十米高的跳台上起跳，在空中完成屈体．抱膝．转体等动作后入水的运动，其过程如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A．当裁判员研究运动员在空中的动作时可以将运动员看成质点

B．运动员在空中上升过程中处于超重状态

C．运动员在空中下降过程中处于失重状态

D．运动员从起跳后到入水前的过程中位移的大小等于路程

15．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端与A物体相连接，将B物体放置在A物体的上面，A．B的质量都为m，初始时两物体都处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B开始向上做匀加速运动，拉力F与物体B的位移x的关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（　 　）

A．物体B位移为4cm时，弹簧处于原长状态

B．物体B的加速度大小为5m/s2

C．物体A的质量为4kg

D．弹簧的劲度系数为5N/cm

16．如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将（　　）

A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大

17．在港珠澳大桥建设中，将数根直径为22米．高为40.5米的空心钢筒打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界纪录。一根钢筒的重力为G，由起重机用8根对称分布的．长为22米的钢索将其吊起，处于静止状态，则下列说法不正确的是（　　）

A．钢筒受到8个力作用

B．每根钢索受到的拉力大小为G

C．钢索拉力的合力与钢筒的重力是一对平衡力

D．若将钢筒加速吊起则钢筒处于超重状态

18．如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（　　）

A．床面从A位置下降到位置的过程中，小明的速度先增大后减小

B．床面在位置时，小明所受合外力为零

C．小明接触床面前处于失重状态，接触床面后处于超重状态

D．床面从A位置下降到位置的过程中，加速度方向始终向下

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

【详解】A．开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力为900N，人的重力也为900N，选项A错误；

B．b到c过程中，人对板的压力先小于人的真实重力，后大于人的真实重力，则人先处于失重状态后处于超重状态，选项B错误；

C．离开板后人只受重力的作用，处于完全失重状态，选项C正确；

D．b点对应时刻弹力与重力的差值要小于c点对应时刻弹力与重力的差值，则人在b点对应时刻的加速度要小于在c点对应时刻的加速度，选项D错误。

故选C。

2．【答案】A

【解析】

A．时间内运动员竖直向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态，故A正确；

B．由题图知时运动员的速度达到最大，此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡，弹簧并非处于原长状态，运动员不是处于失重状态，故B错误；

C．运动员在时到达最高处，加速度向下，处于失重状态，故C错误；

D．由对称性可知，曲线在时与时的斜率绝对值相等，运动员加速度大小相等，运动员在时处于超重状态，故D错误。

故选A。

3．【答案】B

【解析】

A．速度-时间图像斜率表示加速度，正负表示加速度方向，0 ~ t1时间内，加速度方向向上，大小先增大后减小，故在0 ~ t1时间内处于超重状态，A错误；

B．0 ~ t1时间内，根据牛顿第二定律，即

因为加速度先增大后减小，故受到的支持力先增大后减小，B正确；

CD．在t2 ~ t3时间内，由速度-时间图像可知，加速度方向向下，处于失重状态，CD错误；

故选B。

4．【答案】B

【解析】

A．在t1~t2时间内，如果特种兵做匀减速直线运动，即和两点之间的图像为直线时，其平均速度为

由图可知，t1~t2时间内实际图像所围的面积大于直线图像所围的面积，所以

故A错误；

B．在t1~t2时间内，根据牛顿第二定律可得

图像斜率的大小等于加速度的大小，由图可知加速度越来越大，由上式可知越来越大，故B正确；

C．特种兵在0~t1时间内向下做加速运动，故处于失重状态；在t1~t2时间内向下做减速运动，故处于超重状态，故C错误；

D．若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑，则在第二个特种兵的速度增大到等于第一个特种兵的速度之前，二人的距离逐渐增大的；之后第二个特种兵的速度大于第一个特种兵，二人的距离开始逐渐减小；即他们在悬绳上的距离先增大后减小，故D错误。

故选B。

5．【答案】D

【解析】

【详解】若体重明显大于在静止地面上称的体重，即地面对人的支持力大于人的重力，即超重现象，由牛顿第二定律可得

故电梯的加速度方向竖直向上，电梯可能处于加速上升或者减速下降阶段；

故选D

6．【答案】D

【解析】

A．测量深度10909m时，潜水器大小可以忽略，能看作质点，故A错误；

B．10909m是指潜水器的深度，是位移大小，故B错误；

C．加速下潜时，加速度向下，处于失重状态，减速下潜时，加速度向上，处于超重状态，故C错误；

D．潜水器加速上升时，加速度向上，处于超重状态，故D正确。

故选D。

7．【答案】B

【解析】

由题知，弹簧测力计的示数为8N，小于重物的重力10N，说明重物处于失重状态，所以重物的运动情况，可能是向下加速运动，或是向上减速运动。

故选B。

8．【答案】D

【解析】

弹性绳拉展前运动员只受重力，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，弹性绳拉展后，开始拉力小于重力，加速度逐渐减小，加速度方向向下，还处于失重状态，当拉力大于重力，加速度逐渐增大，运动员加速度方向向上，运动员处于超重状态。所以弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态。

故选D。

9．【答案】C

【解析】

火箭加速上升的过程中，物体有向上的加速度，则处于超重状态，即弹簧测力计的读数

F>mg=20N

则弹簧测力计的示数可能是40N。

故选C。

10．【答案】D

【解析】

AC．由图像可知，前2s内建筑物料向上加速，处于超重状态，AC错误；

B．由图像可知，最后2s内建筑物料的加速度大小为

其受重力和拉力作用，B错误；

D．塔吊对建筑物料的拉力和建筑物料对塔吊的拉力互为作用力与反作用力，大小始终相等， D正确。

故选D。

11．【答案】C

【解析】

【详解】当指针指向位置C时，弹簧秤的拉力小于静止时的拉力，即小球失重，加速度向下，测量仪可能加速向下运动，或者减速向上运动。

故选C。

12．【答案】A

【解析】

A．时，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯处于超重状态，故A正确；

B．时，电梯处于静止状态，一小段时间后，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯一定加速上升，加速度为正值，方向竖直向上，可知电梯加速上升，故B错误；

C．电梯的加速度为0，电梯以最大速度匀速上升，故C错误；

D．电梯的加速度为负值，方向竖直向下，电梯向上做减速运动。故内电梯仍在上行，故D错误。

故选A。

13．【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．起跳后到入水前均只受重力，一直处于失重状态，A错误；

BCD．跳板离水面的高度为

运动员在空中运动时间

运动员入水的深度

BC错误D正确。

故选D。

14．【答案】C

【解析】

A．研究运动员的跳水动作时，运动员自身的姿态和形状直接影响观察结果，所以不可以把运动员看成质点，故A错误；

BC．起跳以后在空中的上升过程以及下降过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故B错误，C正确；

D．运动员从起跳后到入水前的过程中位移是起点与终点的直线距离，因此路程大于位移，D错误。

故选C。

15．【答案】C

【解析】

A．当物体B位移为4cm时，物体A．B仍有向上的加速度，此时弹簧产生的向上的弹力大于物体A的重力，所以弹簧处于压缩状态，选项A错误；

BC．设力F未作用时弹簧的压缩量为x0，则有

kx0＝2mg

设物体A．B的共同加速度大小为a，则当

F＝F1＝20N

时，由牛顿第二定律得

F1＋kx0－2mg＝2ma

当

F＝F2＝50N

时，物体A．B刚好分离，对物体B有

F2－mg＝ma

以上各式联立可解得

a＝2.5m/s2，m＝4kg

选项B错误，C正确；

D．当物体A．B刚好分离时，对物体A有

k（x0－x）－mg＝ma

将x＝0.04m代入解得

k＝7.5N/cm

选项D错误。

故选C。

16．【答案】D

【解析】

设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知

可得

可知时，t 有最小值，故当从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。

故选D。

17．【答案】A

【解析】

A．钢筒受到重力和8根钢索的拉力共9个力作用，选项A错误，符合题意；

B．由题意知，每根钢索与竖直方向夹角为30°，设每根钢索的拉力大小为F，钢筒处于静止状态，则由平衡条件有

8Fcos 30°＝G

解得

F＝G

结合牛顿第三定律可知，选项B正确，不符合题意；

C．钢筒悬吊在空中处于静止状态，钢索拉力的合力与钢筒的重力是一对平衡力，选项C正确，不符合题意；

D．若将钢筒加速吊起则加速度向上，钢筒处于超重状态，选项D正确，不符合题意。

故选A。

18．【答案】A

【解析】

A．床面从A位置下降到位置的过程中，刚开始弹力小于重力，小明加速下降，后来弹力大于重力，小明减速下降，故小明的速度先增大后减小，A正确；

B．床面在位置时，小明所受弹力大于重力，合外力大于零，方向向上，B错误；

CD．小明接触床面前自由下落处于失重状态，接触床面后前一段时间弹力小于重力，加速度向下，仍处于失重状态，后来弹力大于重力，加速度向上，处于超重状态，CD错误。

故选A。