《第六节 超重和失重》（同步训练）高中物理必修1-粤教版-2024-2025学年

《第六节超重和失重》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一物体以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，则物体在上升过程中（）A.速度逐渐减小，加速度逐渐增大B.速度逐渐减小，加速度逐渐减小C.速度逐渐减小，加速度逐渐增大D.速度逐渐增大，加速度逐渐减小2、一个质量为m的物体，静止在光滑水平面上，突然受到一个沿水平面向右的力F作用，物体开始运动。若不计摩擦力，则物体在运动过程中（）A.速度逐渐增大，加速度逐渐减小B.速度逐渐增大，加速度逐渐增大C.速度逐渐减小，加速度逐渐增大D.速度逐渐减小，加速度逐渐减小3、一个物体在电梯中处于失重状态，以下关于失重状态的说法正确的是：A、物体的重力减小了B、物体的质量减小了C、物体对电梯地板的压力减小了D、物体的加速度减小了4、一个物体在水平地面上以0.5g的加速度匀加速下滑，其中g为重力加速度。关于这个物体的运动状态，以下说法正确的是：A、物体受到的合力等于其重力B、物体的速度在增加C、物体的加速度大于重力加速度D、物体处于失重状态5、在电梯加速上升的过程中，乘客会感觉到：A.轻了B.重量不变C.重量增加了D.重量减小了6、一个物体在地球上受到的重力为G，在月球上受到的重力为G’，那么以下哪个说法是正确的：A.G’>GB.G’<GC.G’=GD.无法确定7、一物体从静止开始沿着光滑的斜面向下加速下滑，物体所受的合外力为20N，重力加速度为10m/s²，斜面与水平方向的夹角为30°，则物体在斜面上的加速度大小为：A.2m/s²B.10m/s²C.20m/s²D.30m/s²二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在电梯中，以下哪种情况会导致乘客感到超重？A、电梯加速上升时B、电梯匀速上升时C、电梯减速上升时D、电梯加速下降时2、关于超重和失重的现象，以下说法正确的是：A、超重现象在所有向上加速的情况下都会发生B、失重现象只有在自由落体运动中才会发生C、超重现象与失重现象都是由于加速度引起的D、物体在超重状态下的重力会增大3、在下列哪些情况下，物体处于失重状态？（）A、物体在电梯加速下降时B、物体在电梯静止时C、物体在竖直上抛运动上升过程中D、物体在自由下落过程中三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题一个物体在水平面上做匀速直线运动，受到两个力的作用，一个力为水平向右的10N，另一个力为水平向左的8N。突然，物体所在的水平面以2m/s²的加速度向上倾斜。求：（1）物体在倾斜后受到的摩擦力；（2）物体在倾斜后受到的合外力。第二题一质块在粗糙水平面上受到水平推力F的作用，沿水平方向向右加速运动。在某一时刻，质块对水平面的压力突然变为原来的1.5倍，而摩擦力保持不变。此时，质块的运动状态将发生怎样的变化？请说明理由。第三题一物体在水平地面上以0.5m/s²的加速度沿水平方向向右匀加速运动，同时受到一个大小为5N的恒定水平向左的摩擦力作用。求：（1）物体在1秒内的位移；（2）物体在1秒末的速度；（3）若要使物体在2秒内的位移达到5m，此时加速度应为多大？第四题一艘电梯正在以0.5m/s²的加速度向上加速，电梯内有一物体质量为10kg。求：（1）物体所受的支持力；（2）物体所受的重力；（3）物体所受的合力。第五题一、选择题（每题2分，共10分）一个物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向受到重力和支持力的作用，下列说法中正确的是（）A.物体处于平衡状态，重力和支持力大小相等、方向相反B.物体处于非平衡状态，重力和支持力大小相等、方向相反C.物体处于平衡状态，重力和支持力大小不相等、方向相反D.物体处于非平衡状态，重力和支持力大小不相等、方向相反一物体从静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，下列说法中正确的是（）A.物体受到的合外力方向向上B.物体受到的合外力方向向下C.物体的加速度方向向上D.物体的加速度方向向下一物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向受到重力和摩擦力的作用，下列说法中正确的是（）A.物体处于平衡状态，重力和摩擦力大小相等、方向相反B.物体处于非平衡状态，重力和摩擦力大小相等、方向相反C.物体处于平衡状态，重力和摩擦力大小不相等、方向相反D.物体处于非平衡状态，重力和摩擦力大小不相等、方向相反一个物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向受到重力和拉力的作用，下列说法中正确的是（）A.物体处于平衡状态，重力和拉力大小相等、方向相反B.物体处于非平衡状态，重力和拉力大小相等、方向相反C.物体处于平衡状态，重力和拉力大小不相等、方向相反D.物体处于非平衡状态，重力和拉力大小不相等、方向相反一物体在水平面上受到摩擦力和重力的作用，下列说法中正确的是（）A.物体处于平衡状态，摩擦力和重力大小相等、方向相反B.物体处于非平衡状态，摩擦力和重力大小相等、方向相反C.物体处于平衡状态，摩擦力和重力大小不相等、方向相反D.物体处于非平衡状态，摩擦力和重力大小不相等、方向相反二、解答题（共10分）第六题解析：本题考查了物体在水平方向和竖直方向受力情况的分析，以及平衡状态和非平衡状态的区别。《第六节超重和失重》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一物体以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，则物体在上升过程中（）A.速度逐渐减小，加速度逐渐增大B.速度逐渐减小，加速度逐渐减小C.速度逐渐减小，加速度逐渐增大D.速度逐渐增大，加速度逐渐减小答案：C解析：物体在竖直向上抛出的过程中，由于受到重力的作用，其速度会逐渐减小，而加速度始终是重力加速度g，大小为9.8m/s²，保持不变。因此，正确答案是C。2、一个质量为m的物体，静止在光滑水平面上，突然受到一个沿水平面向右的力F作用，物体开始运动。若不计摩擦力，则物体在运动过程中（）A.速度逐渐增大，加速度逐渐减小B.速度逐渐增大，加速度逐渐增大C.速度逐渐减小，加速度逐渐增大D.速度逐渐减小，加速度逐渐减小答案：B解析：由于物体受到的力F沿水平面向右，且不考虑摩擦力，因此物体将受到一个恒定的加速度a=F/m。由于加速度是恒定的，物体在运动过程中速度将逐渐增大。因此，正确答案是B。3、一个物体在电梯中处于失重状态，以下关于失重状态的说法正确的是：A、物体的重力减小了B、物体的质量减小了C、物体对电梯地板的压力减小了D、物体的加速度减小了答案：C解析：失重状态是指物体对接触面的压力小于物体的重力，即物体对电梯地板的压力减小了。物体的重力（由地球引力决定）和质量（物体本身的属性）并不会因为电梯的运动状态而改变。失重状态是由于物体和电梯一起向下加速，导致物体对电梯地板的压力减小。因此，选项C正确。选项A、B和D都是错误的，因为它们与失重状态的物理含义不符。4、一个物体在水平地面上以0.5g的加速度匀加速下滑，其中g为重力加速度。关于这个物体的运动状态，以下说法正确的是：A、物体受到的合力等于其重力B、物体的速度在增加C、物体的加速度大于重力加速度D、物体处于失重状态答案：B解析：物体以0.5g的加速度匀加速下滑，说明物体受到的合力方向是向下的，并且这个合力产生的加速度是重力加速度的一半。由于物体是在下滑，它的速度会随着时间增加，因此选项B正确。选项A错误，因为物体受到的合力不仅包括重力，还包括地面对物体的支持力，且合力方向向下。选项C错误，物体的加速度是0.5g，而不是大于重力加速度g。选项D错误，物体处于匀加速下滑的状态，并不是失重状态。失重状态通常是指物体对接触面的压力小于其重力，而这里的情况是物体在加速下滑，重力仍然作用在物体上。5、在电梯加速上升的过程中，乘客会感觉到：A.轻了B.重量不变C.重量增加了D.重量减小了答案：C解析：当电梯加速上升时，乘客会受到向上的加速度。根据牛顿第二定律，乘客的受力情况为F=ma，其中F是支持力，m是乘客的质量，a是加速度。由于加速度向上，支持力F大于重力G（mg），因此乘客会感觉到自身的重量增加了，这种现象称为超重。6、一个物体在地球上受到的重力为G，在月球上受到的重力为G’，那么以下哪个说法是正确的：A.G’>GB.G’<GC.G’=GD.无法确定答案：B解析：月球的重力加速度大约是地球重力加速度的1/6，这意味着在月球上物体受到的重力会比在地球上小。因此，如果物体在地球上受到的重力为G，在月球上受到的重力G’必然小于G。所以选项B是正确的。7、一物体从静止开始沿着光滑的斜面向下加速下滑，物体所受的合外力为20N，重力加速度为10m/s²，斜面与水平方向的夹角为30°，则物体在斜面上的加速度大小为：A.2m/s²B.10m/s²C.20m/s²D.30m/s²答案：C解析：物体在斜面上受到的合外力为20N，根据牛顿第二定律F=ma，可得物体的加速度a=F/m。由题意知，物体受到的重力Fg=mg=20N，斜面与水平方向的夹角为30°，因此物体在斜面方向上的重力分力为Fgcos30°=20N×√3/2≈17.32N。由于斜面光滑，无摩擦力，所以物体在斜面上的合外力即为重力分力，即20N。因此，物体的加速度a=20N/17.32N≈1.15m/s²。选项C的20m/s²与实际计算结果不符，故正确答案为C。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在电梯中，以下哪种情况会导致乘客感到超重？A、电梯加速上升时B、电梯匀速上升时C、电梯减速上升时D、电梯加速下降时答案：A、C解析：超重是指物体对接触面的压力大于物体的真实重力。当电梯加速上升时，乘客的加速度方向向上，根据牛顿第二定律，乘客所受的支持力（即对接触面的压力）大于其重力，因此乘客会感到超重。同理，当电梯减速上升时，虽然速度在减小，但由于加速度方向仍然是向上的，乘客同样会感到超重。而在电梯匀速上升或加速下降时，乘客的加速度为零，所以不会感到超重。因此，正确答案是A、C。2、关于超重和失重的现象，以下说法正确的是：A、超重现象在所有向上加速的情况下都会发生B、失重现象只有在自由落体运动中才会发生C、超重现象与失重现象都是由于加速度引起的D、物体在超重状态下的重力会增大答案：C解析：超重和失重现象都是由于物体的加速度引起的，而不是因为重力本身发生了变化。超重发生在加速度方向向上时，失重发生在加速度方向向下时。选项A错误，因为超重不一定在所有向上加速的情况下都会发生，例如电梯匀速上升时，乘客不会感到超重。选项B错误，失重现象不仅发生在自由落体运动中，还可能发生在加速度方向向下的任何情况下，如电梯加速下降。选项D错误，物体在超重状态下的重力并没有增大，只是对接触面的压力增大了。因此，正确答案是C。3、在下列哪些情况下，物体处于失重状态？（）A、物体在电梯加速下降时B、物体在电梯静止时C、物体在竖直上抛运动上升过程中D、物体在自由下落过程中答案：A、C、D解析：失重状态是指物体对接触面的压力小于物体的真实重力，此时物体的加速度方向与重力方向相同，物体处于自由下落或竖直上抛运动的上升过程中。具体分析如下：A、物体在电梯加速下降时，物体受到的重力方向向下，加速度方向也向下，因此物体处于失重状态。B、物体在电梯静止时，物体受到的重力方向向下，加速度为零，物体处于正常重力状态，不是失重状态。C、物体在竖直上抛运动上升过程中，物体受到的重力方向向下，加速度方向也向下，因此物体处于失重状态。D、物体在自由下落过程中，物体受到的重力方向向下，加速度方向也向下，因此物体处于失重状态。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题一个物体在水平面上做匀速直线运动，受到两个力的作用，一个力为水平向右的10N，另一个力为水平向左的8N。突然，物体所在的水平面以2m/s²的加速度向上倾斜。求：（1）物体在倾斜后受到的摩擦力；（2）物体在倾斜后受到的合外力。答案：（1）物体在倾斜后受到的摩擦力为6N，方向水平向左。（2）物体在倾斜后受到的合外力为2N，方向竖直向上。解析：（1）物体在水平面上做匀速直线运动时，水平方向上的合力为0。因此，摩擦力F_f等于水平向右的力F1减去水平向左的力F2，即F_f=F1-F2=10N-8N=2N。由于物体开始时是匀速运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，即水平向左。当水平面倾斜后，物体受到的摩擦力方向也会随之改变，但由于摩擦力的大小与接触面的性质和物体对接触面的压力有关，而倾斜并未改变这些因素，所以摩擦力的大小仍为2N。然而，由于倾斜，摩擦力的方向将变为沿斜面向下的分量，即水平向左。（2）在倾斜面上，物体受到的合外力可以通过分解水平力和垂直力来计算。由于物体开始时是匀速运动，且没有垂直方向的加速度，因此在垂直方向上的合外力为0。水平方向上的合外力为摩擦力F_f，即2N，方向水平向左。垂直方向上的合外力为重力的分力Fg’，即mg’=mg*sin(θ)，其中θ为倾斜面的倾角。由于物体在倾斜后没有垂直方向上的加速度，mg’与摩擦力F_f的合力为0。因此，合外力F合=F_f+Fg’=2N+0=2N，方向竖直向上。这是因为物体在倾斜面上受到的重力分力Fg’与摩擦力F_f的合力在水平方向上相互抵消，而在垂直方向上产生了向上的合外力。第二题一质块在粗糙水平面上受到水平推力F的作用，沿水平方向向右加速运动。在某一时刻，质块对水平面的压力突然变为原来的1.5倍，而摩擦力保持不变。此时，质块的运动状态将发生怎样的变化？请说明理由。答案：此时，质块的运动状态将变为减速直至停止。解析：原始状态下，质块受到的摩擦力f=μmg，其中μ为动摩擦系数，m为质块质量，g为重力加速度。当质块对水平面的压力变为原来的1.5倍时，新的压力N=1.5mg。根据牛顿第二定律，质块的加速度a=(F-f)/m。在压力变为1.5倍之前，摩擦力f=μmg，所以加速度a1=(F-μmg)/m。当压力变为1.5倍后，摩擦力变为f’=μN=μ(1.5mg)=1.5μmg。此时，新的加速度a2=(F-f’)/m=(F-1.5μmg)/m。因为摩擦力变为原来的1.5倍，而推力F保持不变，所以新的加速度a2小于原来的加速度a1。由于加速度减小，质块的速度增加速率变慢，因此质块将开始减速。最终，当摩擦力完全抵消推力时，质块将停止运动。第三题一物体在水平地面上以0.5m/s²的加速度沿水平方向向右匀加速运动，同时受到一个大小为5N的恒定水平向左的摩擦力作用。求：（1）物体在1秒内的位移；（2）物体在1秒末的速度；（3）若要使物体在2秒内的位移达到5m，此时加速度应为多大？答案：（1）物体在1秒内的位移为：使用位移公式：s由于初速度v0=0，加速度a=0.5m/s²，时间（2）物体在1秒末的速度为：使用速度公式：v由于初速度v0=0，加速度a=0.5m/s²，时间（3）若要使物体在2秒内的位移达到5m，此时加速度应为：使用位移公式：s由于初速度v0=0，时间t=2s，位移s=5m，解析：（1）此题考查了匀加速直线运动的位移计算。由于物体从静止开始加速，所以位移等于初速度为零的匀加速直线运动的位移公式计算。（2）此题考查了匀加速直线运动的速度计算。使用初速度为零的匀加速直线运动的速度公式进行计算。（3）此题考查了匀加速直线运动的位移与加速度的关系。通过改变加速度的大小，使得物体在2秒内的位移达到5m，使用位移公式进行计算即可得到所需的加速度值。第四题一艘电梯正在以0.5m/s²的加速度向上加速，电梯内有一物体质量为10kg。求：（1）物体所受的支持力；（2）物体所受的重力；（3）物体所受的合力。答案：（1）物体所受的支持力为125N；（2）物体所受的重力为98N；（3）物体所受的合力为27N。解析：（1）物体在电梯内受到的支持力为N，根据牛顿第二定律，有：N-mg=maN=mg+maN=10kg×9.8m/s²+10kg×0.5m/s²N=98N+5NN=103N（2）物体所受的重力为G，根据万有引力定律，有：G=mgG=10kg×9.8m/s²G=98N（3）物体所受的合力为F，根据牛顿第二定律，有：F=maF=10kg×0.5m/s²F=5N由于物体向上加速，所以合力方向与加速度方向相同，即向上。因此，物体所受的合力为27N（向上）。第五题一、选择题（每题2分，共10分）一个物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向受到重力和支持力的作用，下列说法中正确的是（）A.物体处于平衡状态，重力和支持力大小相等、方向相反B.物体处于非平衡状态，重力和支持力大小相等、方向相反C.物体处于平衡状态，重力和支持力大小不相等、方向相反D.物体处于非平衡状态，重力和支持力大小不相等、方向相反一物体从静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，下列说法中正确的是（）A.物体受到的合外力方向向上B.物体受到的合外力方向向下C.物体的加速度方向向上D.物体的加速度方向向下一物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向受到重力和摩擦力的作用，下列说法中正确的是