教科版高中物理必修第一册第四章牛顿运动定律7超重与失重练习含答案

7超重与失重基础过关练题组一对超重、失重现象的理解1.(2024湖南邵阳期末)下列关于超重和失重现象的描述中正确的是()A.电梯正在减速上升时,电梯中的乘客处于超重状态B.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,列车上的乘客处于超重状态C.小明逛商场,随感应扶梯加速下行时,小明处于失重状态D.“天宫课堂”中,航天员可以用天平直接测量物体的质量2.(多选题)(2024江西丰城中学月考)如图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块,木箱静止时弹簧处于压缩状态且将物块压在箱顶上。若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为()A.加速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降3.(2023四川遂宁绿然学校入学考试)如图甲所示,质量为m=60kg的同学,双手抓住单杠做引体向上,他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示(向上为正方向),g取10m/s2,由图像可知()A.t=0.5s时,他的加速度为3m/s2B.t=0.4s时,他处于超重状态C.t=1.1s时,他受到单杠的作用力的大小是620ND.t=1.5s时,他处于超重状态题组二应用牛顿第二定律解决超重和失重问题4.(多选题)(2024安徽蚌埠期末)课堂上一位同学站在力传感器上做下蹲、站起动作时,通过计算机采集到传感器的示数F最高点与时间t的变化情况,如图所示。重力加速度g取10m/s2,下列对图像分析正确的是()A.a点~b点对应时间内该同学处于超重状态B.a点~b点对应时间内该同学处于失重状态C.整个过程的最大加速度约为6m/s2D.由图可知该同学做了两次下蹲、站起动作

能力提升练题组一对超重、失重现象的理解1.(2024上海华东师范大学第一附属中学期末)“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是人所到达的最低点,b是人静止悬吊时的平衡位置,空气阻力不计,则人从P点落到最低点c的过程中()A.人从a点开始做减速运动,一直处于失重状态B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于超重状态C.在bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态D.在c点,人的速度为零,其加速度也为零题组二对超重和失重的分析与计算2.(2022山西太原期中)如图,站在电梯内的人质量为M,举起质量为m的木箱紧压在电梯的顶板上,当木箱和人共同以加速度a随电梯加速上升时,测得木箱对顶板的压力为F。下列说法正确的是()A.人对电梯底板的压力大小为(M+m)(g+a)B.人对电梯底板的压力大小为(M+m)(g+a)+FC.人对木箱的推力大小为m(g+a)D.人对木箱的推力大小为m(g+a)-F3.(2023四川眉山期末)如图所示,兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况,在电梯地板上放置了一个压力传感器,将质量为4kg的物体放在传感器上,在电梯运动的某段过程中,传感器的示数为44N,g取10m/s2。对此过程的分析正确的是()A.物体受到的重力变大B.物体的加速度大小为1m/s2C.电梯正在减速上升D.电梯的加速度大小为4m/s24.(多选题)(2024四川德阳期末)如图所示,在升降电梯里固定一倾角为θ的光滑斜面,将质量为m的光滑小球置于斜面和一个光滑竖直固定挡板之间。当电梯具有竖直向上的加速度a时,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.电梯可能正在减速下降B.斜面对小球的弹力大小为mgC.若增大加速度a,挡板对小球的弹力不变D.若增大加速度a,挡板对小球的弹力一定增大

答案与分层梯度式解析7超重与失重基础过关练1.C2.BD3.B4.BC1.C电梯正在减速上升时,加速度方向向下,电梯中的乘客处于失重状态,故A错误;磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,竖直方向的加速度为0,列车上的乘客不处于超重状态,故B错误;小明逛商场,随感应扶梯加速下行时,小明有竖直向下的加速度,小明处于失重状态,故C正确;“天宫课堂”中,由于物体完全失重,航天员不能用天平直接测量物体的质量,故D错误。2.BD木箱静止时物块对箱顶有压力,则物块受到箱顶向下的压力;当物块对箱顶刚好无压力时,物块受到的合力向上,系统有向上的加速度,是超重,系统的运动可能是向上加速,也可能是向下减速,B、D正确。方法总结判断超重和失重现象的三种方法1.受力的角度判断:当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态;等于零时处于完全失重状态。2.加速度的角度判断:当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;向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。3.运动的角度判断:当物体加速上升或减速下降时,物体处于超重状态;当物体加速下降或减速上升时,物体处于失重状态。3.B根据速度-时间图线斜率表示加速度可知,t=0.5s时他的加速度为0.3m/s2,A错误。t=0.4s时他向上加速运动,加速度方向向上,处于超重状态,B正确。t=1.1s时他的加速度为0,受到的单杠的作用力刚好等于重力600N,C错误。t=1.5s时他向上做减速运动,加速度方向向下,处于失重状态,D错误。4.BC由F-t图像可知,该同学的质量为50kg,a点~b点对应时间内F<500N,该同学有向下的加速度,处于失重状态,故A错误,B正确;由F-t图像可知,整个过程的最大加速度约为am=mg-Fminm=500-20050m/s2=6m/s2,故C正确;下蹲过程,先向下加速后向下减速,应先失重后超重;起立过程,先向上加速后向上减速,应先超重后失重;由F方法技巧对于有关超重、失重的计算问题,首先应根据加速度方向判断物体处于超重状态还是失重状态,然后选取正方向,分析物体的受力情况,利用牛顿第二定律进行求解。求解此类问题的关键是确定物体加速度的大小和方向。能力提升练1.C2.B3.B4.AD1.C在Pa段绳还没有被拉长,人做自由落体运动,所以处于完全失重状态,在ab段绳的拉力小于人的重力,人受到的合力向下,有向下的加速度,处于失重状态,在bc段绳的拉力大于人的重力,人受到的合力向上,有向上的加速度,处于超重状态,故A、B错误,C正确;在c点,绳的形变量最大,绳的拉力最大,人受到的合力向上,有向上的加速度,处于超重状态,故D错误。2.B设电梯底板对人的支持力大小为N,则根据牛顿第二定律有N-(M+m)g-F=(M+m)a,解得N=(M+m)(g+a)+F,根据牛顿第三定律可知,人对电梯底板的压力大小为N'=N=(M+m)(g+a)+F,A错误,B正确。设人对木箱的推力大小为T,则根据牛顿第二定律有T-F-mg=ma,解得T=m(g+a)+F,C、D错误。3.B电梯中的物体处于超重、平衡、失重状态时是因为加速度不同,本身的重力不变,选项A错误;由牛顿第二定律可知F-mg=ma,而由牛顿第三定律得F=F压=44N,解得a=1m/s2,加速度向上,电梯可能加速上升或减速下降,故选项B正确,C、D错误。4.AD电梯具有竖直向上的加速度a,由于速度方向未知,则电梯可能加速上升或减速下降,故A正确;对小球受力分析