高中物理教科版第三章牛顿运动定律 精品

[课时提升作业](本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、单项选择题1．关于超重和失重的下列说法中，正确的是()A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化解析：物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，综上所述，A、B、C均错，D正确。答案：D2.姚明成为NBA的一流中锋，给中国人争得了更多的荣誉和尊敬，让更多的中国人热爱上篮球这项运动。姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，如图所示，下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中，正确的是(设蹬地的力为恒力)()A．两个过程中姚明都处在超重状态B．两个过程中姚明都处在失重状态C．前过程为超重，后过程不超重也不失重D．前过程为超重，后过程为完全失重解析：用力蹬地获得一个向上的大于重力的支持力，故蹬地过程是一个向上加速的过程，是超重现象；空中上升过程中受重力作用，有向下的加速度g，是完全失重现象，所以D项正确。答案：D3.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是()A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力解析：A、B两物体抛出以后处于完全失重状态，无论是上升还是下降，A物体对B物体的压力一定为零，A选项正确。答案：A4.为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法正确的是()A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下解析：当电梯匀速运转时，顾客只受两个力的作用，即重力和支持力，故A、B都不对；由受力分析可知，加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力，故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，而匀速时没有摩擦力，此时方向竖直向下，故选C。答案：C5．一物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计上端固定在电梯的天花板上，在下列哪种情况下弹簧测力计的读数最小()A．电梯匀加速上升，且a＝eq\f(g,3) B．电梯匀减速上升，且a＝eq\f(g,2)C．电梯匀加速下降，且a＝eq\f(g,3) D．电梯匀减速下降，且a＝eq\f(g,2)解析：A、D选项中物体的加速度方向向上，为超重状态，弹簧测力计的拉力F>mg，B、C选项中物体处于失重状态，拉力F<mg，由牛顿第二定律有mg－F＝ma，即F＝m(g－a)，可见a越大，F越小，B选项中弹簧测力计的读数最小，B正确。答案：B6.如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。下列各种情况中，体重计的示数最大的是()A．电梯匀减速上升，加速度的大小为m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为m/s2解析：当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失重状态，设人受到体重计的支持力为N，体重计示数大小即为人对体重计的压力N′。由牛顿运动定律可得mg－N＝ma，N＝N′＝m(g－a)；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计的支持力为N1，人对体重计的压力N′1。由牛顿运动定律可得N1－mg＝ma，N1＝N′1＝m(g＋a)，代入具体数据可得B正确。答案：B二、多项选择题7．某同学放学回家时，需乘坐电梯从1楼到20楼，若已知电梯在运行过程中分加速、匀速和减速三个阶段，关于这三个运行阶段，下列说法正确的是()A．加速阶段，人处于超重状态B．减速阶段，由于仍向上运动，因此仍处于超重状态C．匀速阶段，既不超重，也不失重D．不论处于哪个阶段均处于超重解析：物体有向上的加速度，超重；有向下的加速度，失重；竖直加速度为零，既不超重，也不失重，超重、失重与运动方向无关，故A、C正确，B、D错误。答案：AC8.如图所示，升降机的地板上放有重力为G的物体，它受升降机地面的支持力大小为N，它对升降机地面的压力大小为F，下列说法正确的是()A．不管升降机怎样运动，总有F＝NB．当升降机自由下落时，N＝0，G＝0C．当N>G时，升降机正上升D．当N>G时，物体超重，升降机的加速度一定向上解析：F与N是一对相互作用力，所以不管升降机怎样运动，总有F＝N，故A正确。当升降机自由下落时，处于完全失重状态，a＝g，重力不变，N＝0，故B错误。当N>G，根据牛顿第二定律可知，加速度方向向上，升降机可能向上加速运动，可能向下减速运动，故C错误。当N>G时，物体超重，根据牛顿第二定律可知，加速度方向一定向上，故D正确。答案：AD9．几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层。用照相机进行了相关记录，如图所示。图1为电梯静止时体重计的照片。图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片。根据照片推断正确的是()A．根据图2推断电梯一定处于加速上升过程，电梯内同学可能处于超重状态B．根据图3推断电梯一定处于减速下降过程，电梯内同学可能处于失重状态C．根据图4推断电梯可能处于减速上升过程，电梯内同学一定处于失重状态D．根据图5推断电梯可能处于减速下降过程，电梯内同学一定处于超重状态解析：由图1可知该同学体重约为46kg，图2和图5体重计的读数约为50kg，大于该同学体重，则一定具有向上的加速度，处于超重状态，电梯可能加速向上，也可能减速向下，故A项错、D项对。图3和图4中体重计读数约为42kg，小于该同学的体重，说明电梯具有向下的加速度，处于失重状态，可能是加速下降或减速上升，故B项错，C项对，故选C、D。答案：CD10．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊时的平衡位置。则人在从P点下落到最低点c的过程中()A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D．在c点，人的速度为零，其加速度为零解析：判断人是处于超重状态还是失重状态，只需要看人的加速度方向。Pa段人做自由落体运动，加速度为g，人处于完全失重状态；人从a到b的过程中，人的重力大于弹力，合力方向向下，加速度方向向下，人处于失重状态；b点，人的重力等于弹力，加速度为零；由b到c，人的重力小于弹力，合力方向向上，加速度方向向上，人处于超重状态；当弹性绳伸长到c点时，物体处于最大超重状态，加速度不为零。本题易错选D，原因是把速度为零误认为处于平衡状态而得到加速度为零的错误结论。答案：AB三、非选择题11．某人在地面上最多能举起60kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体。求：(1)此电梯的加速度为多大？(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？(g取10m/s2)解析：人举物体时，其最大举力是确定的，由于电梯做加速运动，物体有“超重”和“失重”两种情况，其运动可由牛顿第二定律分析。加速下降时，合外力向下，对物体而言，重力大于举力。反之，重力小于举力。(1)站在地面上的人，最大举力为F＝m1g＝60×10N＝600N。在加速下降的电梯内，人的最大举力F仍为600N，由牛顿第二定律得m2g－F＝m2a，所以加速度a＝g－eq\f(F,m2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10－\f(600,80)))m/s2＝m/s2。(2)在加速上升的电梯里，人的举力不变，同理得F－m3g＝m3a，所以m3＝eq\f(F,g＋a)＝eq\f(600,kg＝48kg。答案：(1)m/s2(2)48kg12．(2023·江苏宿迁高一联考)在某游乐场有一巨型娱乐器械，将座舱用升降机送到离地面75m的高处，然后让其自由落下。座舱落到离地面25m高时，制动系统开始启动，座舱做匀减速运动，到达地面时刚好静止。若座舱中某人用手托着重50N的铅球，g取10m/s2，不计空气阻力。求：(1)座舱离地面35m时，手对球的支持力；(2)从开始下落到着地经历的总时间；(3)座舱离地面15m时，球对手的压力。解析：(1)座舱离地面35m时，座舱处于完全失重状态，所以手对球的支持力为零。(2)由h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)和座舱做自由落体运动的时间t1＝eq\r(\f(2h1,g))＝eq\r(\f(2×50,10))s＝eq\r(10)s；座舱自由落体的末速度v1＝gt1＝10eq\r(10)m/s，座舱匀减速的加速度a＝eq\f(0－v\o\al(2,1),2h2)＝e