2023年新教材高中物理第4章牛顿运动定律第6节失重和超重课后提升训练粤教版必修第一册

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第四章　第六节　A组·基础过关1．关于超重与失重的说法正确的是(　　)A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B．在超重现象中，物体的重力是增大的C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度【答案】D　【解析】失重是指弹力小于重力、合力竖直向下的情形，即加速度方向向下，D正确；运动员处于静止状态，合力为零，既不失重，也不超重，A错误；不管是超重还是失重，物体的重力是不变的，B、C错误．2．如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是(　　)A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力C．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态D．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力【答案】D3．某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N．他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0～t3时间段内弹簧测力计的示数如图所示，则电梯运行的v－t图像可能是(取电梯向上运动的方向为正)(　　)【答案】A　【解析】从图可以看出，t0～t1时间内，该人的视重小于其重力，t1～t2时间内，视重正好等于其重力，而在t2～t3时间内，视重大于其重力，根据题中所设的正方向可知，t0～t1时间内，该人具有向下的加速度，t1～t2时间内，该人处于平衡状态，而在t2～t3时间内，该人则具有向上的加速度，所以可能的图像为A．4．如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数(　　)A．变大B．不变C．变小D．先变大后变小【答案】C　【解析】同体积的水比乒乓球的质量大，在乒乓球加速上升的过程中，水和乒乓球系统的重心加速下降，处于失重状态，台秤示数变小．5．如图所示，一轻质弹簧上端固定在升降机的天花板上，下端挂一小球．在升降机匀速竖直下降过程中，小球相对于升降机静止．若升降机突然停止运动，设空气阻力可忽略不计，弹簧始终在弹性限度内，且小球不会与升降机的内壁接触，则小球在继续下降的过程中(　　)A．小球的加速度逐渐减小，小球处于失重状态B．小球的加速度逐渐增大，小球处于超重状态C．小球的速度逐渐减小，小球处于失重状态D．小球的速度逐渐增大，小球处于超重状态【答案】B　【解析】升降机突然停止，小球由于惯性继续向下运动，但是受到弹簧的拉力越来越大，拉力方向与其运动方向相反，故小球做减速运动，加速度方向向上，则小球处于超重状态；小球加速度增大，B正确，A、C、D错误．6．(多选)高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷．当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后．人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙所示．则下列说法正确的是(　　)甲　　 　　 乙A．人向上弹起过程中，先处于超重状态，后处于失重状态B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力D．弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力【答案】AC　【解析】人向上弹起过程中，先加速向上，处于超重状态，然后减速向上，处于失重状态，A正确；踏板对人的作用力和人对踏板的作用力是一对作用力和反作用力，是大小相等的关系，B错误；弹簧压缩到最低点时，人的加速度向上，人处于超重状态，所以高跷对人的作用力大于人的重力，高跷对地的压力大于人和高跷的总重力，C正确，D错误．B组·能力提升7．如图所示，体重为G的某同学站在体重计上向下蹲，在下蹲的过程中，体重计的示数F发生变化，则在一次完整的下蹲过程中，下列关于体重计的示数随时间变化的图像可能正确的是(　　) A B C D【答案】D　【解析】对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力大小，D正确， A、B、C错误．8．(多选)如图所示为某热气球竖直升空过程的v－t图像，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是(　　)A．0～10 s内，热气球的加速度大小为0.40 m/s2B．20～25 s内，热气球的位移为40 mC．10～20 s内，热气球处于超重状态D．20～25 s内，热气球处于失重状态【答案】AD　【解析】0～10 s内，热气球的加速度大小为a1＝＝0.4 m/s2 ，A正确；20～25 s内，热气球的加速度大小为a1＝＝0.8 m/s2 ，B错误；10～20 s内，热气球匀速上升，既不超重，也不失重，C错误；20～25 s内，热气球匀减速上升，有竖直向下的加速度，则处于失重状态，D正确．9．如图为蹦床模型的示意图，下列关于运动员的描述正确的是(　　) A．离网下降的过程中一直处于失重B．离网上升的过程中一直处于超重C．触网下降的过程中一直处于失重D．触网上升的过程中一直处于超重【答案】A　【解析】离网运动阶段，运动员只受重力作用，具有竖直向下的加速度，处于失重状态，A正确，B错误；触网运动阶段，运动员受重力和弹力共同作用，由牛顿第二定律可知，加速度方向与合力方向一致，即重力大于弹力阶段加速度竖直向下，重力小于弹力阶段加速度竖直向上，C、D错误．10．某人在以a1＝0.5 m/s2的加速度匀加速下降的升降机中最多可举起m1＝90 kg的物体，则此人在地面上最多可举起多重的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝40 kg的物体，则此升降机上升的加速度a2为多大？(g取10 m/s2)【答案】85.5 kg　11.375 m/s2【解析】以物体为研究对象，对物体进行受力分析及运动状态分析，如题图甲所示，设人的最大“举力”为F，由牛顿第二定律得m1g－F＝m1a1，所以F＝m1(g－a1)＝855 N.当他在地面上举物体时，设最多举起质量为m0的物体，则有m0g－F＝0，所以m0＝85.5 kg.此人在某一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝40 kg的物体，由于m0＝85.5 kg>m2＝40 kg，显然此时升降机一定处于超重状态，对物体进行受力分析和运动情况分析，如题图乙所示．由牛顿第二定律得F－m2g＝m2a2，所以a2＝＝11.375 m/s2，即升降机加速上升的加速度为11.375 m/s2.