【课堂设计】2014-2021学年高中物理同步精练：6.4-超重与失重(鲁科版必修1)

第4节超重与失重基础巩固1．关于超重和失重的下列说法中正确的是 ()A．超重就是物体的重力增大了，失重就是物体的重力减小了B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，因此该运动中物体不受重力作用C．物体具有向上的加速度时处于失重状态，具有向下的加速度时处于超重状态D．无论物体处于超重还是失重状态，物体的重力始终存在解析：在超重、失重现象中物体的重力始终存在且恒为mg，故A、B错误，D正确；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，C错误．答案：D2．一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是()A．先减小，后还原B．先增大，后还原C．始终不变D．先减小，后增大，再还原解析：人蹲下的过程经受了加速向下、减速向下和静止这三个过程．在加速向下运动时，人获向下的加速度a，由牛顿其次定律得mg－N＝ma，N＝m(g－a)<mg，由此可知弹力N将小于重力mg.在减速向下运动时，人获得向上的加速度a，由牛顿其次定律得N－mg＝m，N＝m(g＋a)>mg，弹力N将大于mg，当人静止时，N＝mg.答案：D3．2008年奥运会在北京进行，由此推动了全民健身运动的蓬勃进展．体重为m＝50kg的小芳在校运会上，以背越式成功地跳过了1.80m的高度，成为高三组跳高冠军．若忽视空气阻力，g取10m/s2.则下列说法正确的是()A．小芳在下降过程中处于失重状态B．小芳起跳以后在上升过程中处于超重状态C．小芳起跳时地面对她的支持力小于她的重力D．小芳起跳时地面对她的支持力等于她的重力解析：小芳上升和下降过程中只受重力，加速度方向向下，a＝g处于完全失重状态，A正确，B错误；起跳时有向上的加速度，N－mg＝ma，故N＝mg＋ma>mg，即支持力大于重力，C、D错误．答案：A4.如图6－4－7所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力)，则 ()图6－4－7A．物块A的加速度大小小于g图6－4－7B．物块B的加速度大小大于gC．A、B两物块间有弹力作用D．A、B两物块间的弹力为0解析：因A、B系统所受外力仅有重力，故加速度等于g，方向向下，处于完全失重状态，此时，A、B间的弹力为零．故D正确．答案：D5．质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a沿竖直方向做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则 ()A．升降机的加速度方向竖直向下B．台秤示数比静止时增加maC．升降机肯定向上运动D．升降机肯定做加速运动答案：A6．某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯沿竖直方向运动时，突然绳子断了，由此推断此时电梯的状况是 ()A．电梯肯定是加速上升B．电梯可能是减速上升C．电梯可能匀速向上运动D．电梯的加速度方向肯定向上答案：D知能提升7．某试验小组利用DIS系统观看超重和失重现象，他们在电梯内做试验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为20N的物块，如图6－4－8甲所示，试验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系，如图乙所示．以下依据图象分析得出的结论中正确的是 ()图6－4－8图6－4－8A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态C．电梯可能开头停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最终停在高楼层D．电梯可能开头停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最终停在低楼层解析：由图可知在0～t1、t2～t3及t4之后，传感器所受压力大小等于物块的重力大小；t1～t2时间段内，传感器所受压力大小大于物块重力，处于超重状态，加速度向上；t3～t4时间段内，压力小于物块重力，处于失重状态，加速度向下．综上所述选项B、C正确．答案：BC8．一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，在下列哪种状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，由牛顿其次定律有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：B9．在升降机中挂一个弹簧秤，下吊一个小球，(如图6－4－9所示)，当升降机静止时，弹簧伸长4cm.当升降机运动时弹簧伸长2cm，若弹簧秤质量不计，则升降机的运动状况可能是()图6－4－9A．以1m/s2的加速度减速上升图6－4－9B．以4.9m/s2的加速度减速上升C．以1m/s2的加速度加速上升D．以4.9m/s2的加速度加速上升解析：升降机静止时，对小球有kx1＝mg，当升降机运动时，小球所受合力竖直向下，则mg－kx2＝ma解得：a＝4.9m/s2，方向竖直向下，故升降机以4.9m/s2的加速度减速上升或加速下降，B正确，A、C、D错误．图6－4－10答案：B图6－4－1010．“蹦极”是一项格外刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图6－4－10中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点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：推断人是处于超重状态还是失重状态，只看人的加速度方向．Pa段人做自由落体运动，加速度为g，人处于完全失重状态，A正确；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正确；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，人处于最大超重状态，C、D错误．答案：AB11．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如图6－4－11所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取10m/s2)(1)升降机匀速上升；图6－4－11(2)升降机以4m/s2的加速度匀加速上升；图6－4－11(3)升降机以3m/s2的加速度匀减速上升或匀加速下降．解析：以人为争辩对象受力分析如右图所示：(1)匀速上升时a＝0，所以N－mg＝0N＝mg＝600N.据牛顿第三定律知N′＝N＝600N.(2)匀加速上升，a向上，取向上为正方向则N－mg＝maN＝m(g＋a)＝60(10＋4)N＝840N据牛顿第三定律知：N′＝N＝840N.(3)匀减速上升和匀加速下降，a都是向下的，取向下为正方向，则mg－N＝ma，N＝m(g－a)＝60(10－3)N＝420N据牛顿第三定律知：N′＝N＝420N.答案：(1)600N(2)840N(3)420N12．学校教学大楼安装了电梯，为了测定电梯在启动时(视为匀加速运动)的加速度，可在电梯内放一台磅秤．当一人站在磅秤上时，发觉电梯启动前后磅秤的示数增加了5kg，试估算电梯运动的加速度为多少．(当地的重力加速度为9.73m/s2，人的体重约为60kg)解析：磅秤的示数增加了Δm＝5kg，说明在电梯启动加速时，人对电梯的压力就增大了Δmg，即N＝mg＋Δmg.设人的质量为m，则在电梯静止时，人对电梯