2019年鲁科版物理必修1学业测评：6.4 超重与失重

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1、学业分层测评( 十九)(建议用时：45 分钟)学业达标1下列说法正确的是( )A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【解析】 从受力上看，失重物体所受合外力向下，超重物体所受合外力向上；从加速度上看，失重物体的加速度向下，而超重物体的加速度向上A、C 、D 中的各运动员所受合外力为零，加速度为零，只有 B 中的运动员处于失重状态【答案】 B2下面关于失重和超重的说法，正确的是( )A物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力

2、增大B在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程C在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程D只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态【解析】 加速度方向向下，物体处于失重状态，加速度方向向上，物体处于超重状态，超重和失重并非物体的重力增大或减小，而是使悬绳(或支持面)的弹力增大或减小，故 A、D 均错；电梯加速向上运动时，物体处于超重状态，电梯减速下降时，物体也处于超重状态，电梯减速上升时，物体处于失重状态故 B 错误， C 正确【答案】 C3(多选 )某人在地面上用体重计称得其体重为 490 N他将体重计移至电梯内称其体重，t 0 至 t3 时间段内，体重计的示数如图 64

3、9 所示，电梯运动的vt 图象可能是以下四个选项中的(取电梯向上运动的方向为正方向)( ) 【导学号：21862112】图 649【解析】 由题图可知，在 t0t 1阶段，体重计示数小于实际体重，则处于失重状态，此时具有向下的加速度；在 t1t 2阶段，体重计示数等于实际体重，说明电梯做匀速直线运动或处于静止状态；在 t2t 3阶段，体重计示数大于实际体重，则处于超重状态，具有向上的加速度故选项 A、D 正确【答案】 AD4(多选 )“天宫二号 ”绕地球运动时，里面所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验( ) 【导学号：21862113】A水银温度计测量温度B做托里拆利实验C

4、验证阿基米德原理D用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律【解析】 物体处于完全失重状态，与重力有关的一切物理现象都消失了托里拆利实验用到了水银的压强，由于 pgh 与重力加速度 g 有关，故该实验不能完成；阿基米德原理中的浮力 FgV 排 也与重力加速度 g 有关，故该实验也不能完成；水银温度计测温度利用了液体的热胀冷缩原理，弹簧测力计测拉力与重力无关故能完成的实验是 A、D.【答案】 AD5某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然发现绳子断了，由此判断此时电梯的情况是 ( )A电梯一定是加速上升B电梯可能是减速上升C电梯可能匀速向上运动D电梯的加速度方向一定向上【解析】 由于绳子

5、突然断了，说明绳子拉力一定变大了，由此可知，电梯一定有方向向上的加速度，但电梯并不一定向上运动，故 A 错误，D 正确；电梯减速上升加速度向下，B 错误；电梯匀速上升，绳子不可能断，C 错误【答案】 D6一质量为 m 的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为 g，g 为13重力加速度人对电梯底部的压力大小为 ( )A. mg B2mg13Cmg D. mg43【解析】 电梯加速上升时，人处于超重状态，则人所受电梯的支持力为Nmg (ga) m mg.由牛顿第三定律可知，人对电梯底部的压力大小(g 13g) 43为 mg，故 D 正确43【答案】 D7一个同学站在体重计上称体重，当该同学静止时

6、体重计示数为 600 N，现在该同学突然下蹲，则从开始下蹲到静止全过程中体重计的示数( ) 【导学号：21862114】A一直大于 600 NB一直小于 600 NC先是大于 600 N 后小于 600 N，最后等于 600 ND先是小于 600 N 后大于 600 N，最后等于 600 N【解析】 该同学下蹲全过程中，他先是加速向下后又减速向下运动，最后静止，故他先是处于失重状态，体重计示数小于重力 600 N，后又处于超重状态，体重计示数大于 600 N，最后处于平衡状态，体重计示数为 600 N，D 正确【答案】 D8(多选 )原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长的弹簧拉住的具有一定质量

7、的物体 A 静止在地板上，如图 6410 所示现发现 A 突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是 ( )图 6410A加速上升 B减速上升C加速下降 D减速下降【解析】 升降机匀速运动时，物体静止在地板上，说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡，即弹簧的拉力不大于最大静摩擦力，物体突然被拉动，说明拉力要大于最大静摩擦力，物体被拉动前，弹簧弹力是不变的，所以最大静摩擦力变小，其原因是物体与地板间的正压力减小了，物体处于失重状态，故应有向下的加速度，B、C 对，A、D 错【答案】 BC能力提升9(多选 )如图 6411 所示，斜面体 M 始终处于静止状态，当物体 m 沿斜面下滑

8、时，下列说法正确的是 ( )图 6411A匀速下滑时，M 对地面的压力等于(Mm) gB加速下滑时，M 对地面的压力小于(Mm)gC匀减速下滑时，M 对地面的压力大于(Mm)gDM 对地面的压力始终等于(Mm) g【解析】 物体加速下滑时整个系统有竖直向下的加速度分量而出现失重现象，故 B 正确；物体匀减速下滑时系统存在竖直向上的加速度分量，处于超重状态，故 C 正确；匀速下滑时系统处于平衡状态，故 A 正确【答案】 ABC10(多选 )“蹦极”是一项非常刺激的运动如图 6412 所示，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

9、地悬吊着时的平衡位置，不计空气阻力，人在从 P 点落下到最低点 c 的过程中 ( ) 【导学号：21862115】图 6412A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】 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 正确在 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

10、于超重状态；在 c 点，人处于最大超重状态，速度为零，加速度不为零且方向向上，C、D 错误【答案】 AB11质量为 60 kg 的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列运动时，体重计的读数是多少？(g 取 10 m/s2)(1)升降机匀速上升，其速度 v2 m/s；(2)升降机以 2 m/s2 的加速度匀加速上升；(3)升降机以 2 m/s2 的加速度匀加速下降；(4)升降机以 2 m/s2 的加速度匀减速下降【解析】 以升降机中的人为研究对象进行受力分析，如图所示：(1)当升降机匀速上升时：N 1mg0，所以 N1mg600 N，根据牛顿第三定律，人对体重计的压力即读数为 600 N.(2

11、)当升降机以 2 m/s2的加速度匀加速上升时，a 的方向竖直向上，由牛顿第二定律得：N 2mgma，所以 N2m(ga)60 (102)N 720 N，根据牛顿第三定律，人对体重计的压力即读数为 720 N(超重 )(3)当升降机以 2 m/s2的加速度匀加速下降时，a 的方向竖直向下，由牛顿第二定律得：mgN 3ma，所以 N3m(ga)60 (102)N 480 N，根据牛顿第三定律，人对体重计的压力即读数为 480 N(失重 )(4)当升降机以 2 m/s2的加速度匀减速下降时，a 的方向竖直向上，由牛顿第二定律得：N 4mgma，所以 N4m(ga)720 N，根据牛顿第三定律，人对

12、体重计的压力即读数为 720 N(超重)【答案】 (1)600 N (2)720 N (3)480 N (4)720 N12据报载，我国航天员张晓光的质量为 63 kg(装备质量不计 )，假设飞船以加速度 8.6 m/s2 竖直加速上升，g 取 9.8 m/s2.(1)此时张晓光对座椅的压力多大？(2)张晓光训练时承受的压力可达到 8g，这表示什么意思？(3)当飞船返回地面，减速下降时，张晓光应该有什么样的感觉？ 【导学号：21862116】【解析】 (1)对张晓光受力分析如图所示由牛顿第二定律 Fma，得 Nmgma，即 Nmgma m (ga)63(9.8 8.6) N1 159.2 N.由牛顿第三定律知，张晓光对座椅的压力和座椅对张晓光的支持力互为作用力与反作用力，则 N N 1 159.2 N.(2)表示张晓光可承受大小为自身重力 8 倍的压力(3)当飞船减速下降时，飞船的加速度竖直向上，处于超重状态，张晓光应有超重的感觉【答案】 (1)1 159.2 N (2)见解析 (3)见解析