2021年新教材高中物理第四章牛顿运动定律第六节失重和超重作业含解析粤教版必修第一册

第六节失重和超重A级合格达标1.（多选）某一兴趣小组在课外实践活动中研究电梯中的超重和失重现象.在电梯水平底板上放一体重计，一同学站在上面观察体重计的示数，小组共同分析数据得出下列结论，其中正确的是（）A.超重现象一定出现在上升过程中B.超重现象中一定存在竖直向上的加速度C.失重现象可以出现在上升过程中，也可以出现在下降过程中D.若电梯做自由落体运动，体重计的示数为零解析：超重现象是指物体对支持面的压力或对悬线的拉力大于重力的现象，产生超重现象的条件是物体具有竖直向上的加速度，超重时物体可能向上加速，也可能向下减速，因此选项A错误，B正确；失重现象产生的条件是物体具有竖直向下的加速度，物体可能向下加速，也可能向上减速，选项C正确；电梯做自由落体运动时，具有竖直向下的加速度g，完全失重时对体重计无压力，选项D正确.答案：BCD2.用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，下列四种情况下，细绳最容易被拉断的是（）A.电梯匀速上升 B.电梯匀速下降C.电梯加速上升 D.电梯加速下降答案：C3.一个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出.现使杯自由下落，则杯中的水（）A.会比静止时射得更远些B.会比静止时射得更近些C.与静止时射得一样远D.不会射出解析：此时完全失重没有压力，杯中的水不会射出.答案：D4.如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力.下列说法正确的是（）A.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零B.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力C.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力D.在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力解析：据题意，降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，B、C错误；降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有：T－mg＝ma，即T＝mg＋ma＞mg，故D错误.答案：A年6月17日，据中国载人航天工程办公室最新消息，本次发射的“神舟十二号”宇宙飞船携有三名航天员.航天员在正常绕地飞行的飞船中可以完成下列哪个实验（）A.用天平称量物体的质量B.做托里拆利实验C.验证阿基米德定律D.用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律解析：飞船处于完全失重状态，一切由重力引起的现象不再发生，工作原理涉及重力的仪器不能再使用，弹簧测力计的原理是胡克定律，完全失重情况下也可以使用.答案：D6.如图所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v-t图像，则（）A.物体在0～2s内处于失重状态B.物体在2～4s内处于超重状态C.物体在4～5s内处于失重状态D.由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态解析：从加速度的角度看，0～2s内加速度为正，表示方向竖直向上，物体处于超重状态，A错误；2～4s内升降机匀速上升，加速度为零，物体即不超重也不失重，B错误；4～5s内升降机做减速上升，加速度竖直向下，物体处于失重状态，C正确；不知道物体的质量，也可以通过加速度的方向来判断物体处于失重还是超重状态，D错误.答案：CB级等级提升7.在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg.电梯运动过程中，某一时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内（）A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏同学对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为eq\f(g,5)，方向一定竖直向下解析：在这段时间内晓敏处于失重状态，体重计示数变小，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而她的重力没有改变，A错误；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B错误；以竖直向下为正方向，有mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝eq\f(g,5)，加速度方向竖直向下，但运动方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C错误，D正确.答案：D8.如图所示，是某同学站在力传感器上，做下蹲—起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为牛顿），横坐标为时间（单位为秒）.由图可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到的信息有（）A.该同学做了两次下蹲—起立的动作B.该同学做了一次下蹲—起立的动作，且下蹲后约2s起立C.下蹲过程中人处于失重状态D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态解析：在3～4s下蹲过程中，先向下加速再向下减速，故人先处于失重状态后处于超重状态；在6～7s起立过程中，先向上加速再向上减速，故人先处于超重状态后处于失重状态，选项A、C、D错误，B正确.答案：B9.图甲所示为东方明珠广播电视塔，是上海的标志性文化景观之一，塔高约468m.游客乘坐观光电梯大约1min可以到达观光平台.若把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，其加速度a与时间t的关系如图乙所示.下列相关说法正确的是（）A.t＝6s时，电梯处于失重状态～53s时间内，绳索拉力最小C.t＝59s时，电梯处于超重状态D.t＝60s时，电梯速度恰好为0解析：根据at图像可知，当t＝6s时刻电梯的加速度向上，电梯处于超重状态，故A错误；53～55s时间内，加速度的方向向下，电梯处于失重状态，绳索的拉力小于重力；而7～53s时间内，a＝0，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小，故B错误；t＝59s时，电梯减速向上运动，a<0，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误；根据at图像与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，60s内at图像与坐标轴所围的面积为0，所以速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以t＝60s时，电梯速度恰好为0，故D正确.答案：D10.质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示.重力加速度g取10m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数.（1）匀速上升；（2）以4m/s2的加速度加速上升；（3）以5m/s2的加速度加速下降.解析：（1）匀速上升时，由平衡条件得FN1＝mg＝600N，由牛顿第三定律得：人对体重计压力为600N，即体重计示数为600N.（2）以a1＝4m/s2的加速度加速上升时，由牛顿第二定律得FN2－mg＝ma1，解得FN2＝mg＋ma1＝840N，由牛顿第三定律可知，人对体重计压力为8