2022-2023學年粵教版必修第一冊 4.6 失重和超重 作業(yè)

1、課時跟蹤檢測（二十七）失重和超重eq avs4al(A)組重基礎體現綜合1多選如圖所示為運動員原地縱跳摸高訓練。已知質量m50 kg的運動員原地靜止站立(不起跳)摸高為2.10 m，跳起過程中，該運動員先下蹲，重心下降0.5 m，經過充分調整后，發(fā)力跳起摸到了2.90 m的高度。若運動員起跳過程視為勻加速運動，忽略空氣阻力影響，g取10 m/s2。則()A運動員起跳過程處于超重狀態(tài)B起跳過程的平均速度比離地上升到最高點過程的平均速度大C起跳過程中運動員對地面的壓力為960 ND從開始起跳到雙腳落地需要1.05 s解析：選AD運動員離開地面后做豎直上拋運動，根據2ghv2可知veq r(2gh)

2、eq r(2102.92.1) m/s4 m/s；在起跳過程中可視為勻加速直線運動，加速度方向豎直向上，所以運動員起跳過程處于超重狀態(tài)，根據速度位移公式可知，2ahv2，解得aeq f(v2,2h)eq f(42,20.5) m/s216 m/s2，對運動員根據牛頓第二定律可知FNmgma，解得FN1 300 N，根據牛頓第三定律可知，對地面的壓力為1 300 N，故選項A正確，C錯誤；在起跳過程中做勻加速直線運動，起跳過程的平均速度eq xto(v)1eq f(v0,2)eq f(v,2)，運動員離開地面后做豎直上拋運動，離地上升到最高點過程的平均速度eq xto(v)2eq f(v0,2)

3、eq f(v,2)，故選項B錯誤；起跳過程運動的時間t1eq f(v,a)eq f(4,16) s0.25 s，起跳后運動的時間t2eq f(2v,g)0.8 s，故運動的總時間tt1t21.05 s，故選項D正確。2港珠澳大橋工程的技術及設備規(guī)模創(chuàng)造了多項世界紀錄，被譽為“超級工程”。建造大橋過程中最困難的莫過于沉管隧道的沉放和精確安裝，每節(jié)沉管隧道排水量約 8 萬噸，超過了一臺中型航母的排水量。若將該沉管在向下沉放過程中看成是減速運動，關于此過程，下列說法正確的是()A沉管所受的合外力為0B沉管所受合外力不為0，且方向向下C該沉管處于超重狀態(tài)D該沉管處于失重狀態(tài)解析：選C由題意知沉管有向上

4、的加速度，根據牛頓第二定律可知合力向上，故A、B錯誤；因加速度方向向上，所以沉管處于超重狀態(tài)，故C正確，D錯誤。3.某海洋館中的“海豚頂球”節(jié)目因其互動性強而深受小朋友們的喜愛。如圖所示為一海豚把球頂向空中，并等其落下。下列說法正確的是()A球在最高點時受到重力和海豚對它的頂力作用B球在最高點時速度和加速度都為零C球在上升過程中處于超重狀態(tài)D球在下落過程中處于失重狀態(tài)解析：選D海豚把球頂向空中后，球只在重力作用下運動，球在最高處只受到重力，故A錯誤；球上升到最高點時受到重力的作用，速度為零，加速度為g，球在上升過程中有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故B、C錯誤；球在下落過程中只受到重力的作用，加

5、速度為g，加速度的方向向下，處于失重狀態(tài)，故D正確。4.如圖所示，A、B兩人用安全帶連接在一起，從飛機上跳下進行雙人跳傘運動，降落傘未打開時不計空氣阻力。下列說法正確的是()A在降落傘未打開的下降過程中，安全帶的作用力一定為零B在降落傘未打開的下降過程中，安全帶的作用力大于B的重力C在降落傘未打開的下降過程中，安全帶的作用力等于B的重力D在降落傘打開后減速下降過程中，安全帶的作用力小于B的重力解析：選A據題意，降落傘未打開時，A、B兩人一起做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)，則A、B之間安全帶的作用力為零，選項A正確，B、C錯誤；降落傘打開后，A、B減速下降，加速度向上，則A、B處于超重狀態(tài)，對

6、B有：Tmgma，即Tmgmamg，故選項D錯誤。5.(2020山東等級考)一質量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時間t的關系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是()A0t1時間內，v增大，FNmgBt1t2時間內，v減小，FNmgCt2t3時間內，v增大，FNmgDt2t3時間內，v減小，FNmg解析：選D根據位移時間圖像的斜率表示速度可知，0t1時間內，圖像斜率增大，速度v增大，加速度方向向下，由牛頓運動定律可知乘客處于失重狀態(tài)，所受的支持力FNmg，選項A錯誤；t1t2時間內，圖像斜率不變，速度v不變，加速度為零，乘客

7、所受的支持力FNmg，選項B錯誤；t2t3時間內，圖像斜率減小，速度v減小，加速度方向向上，由牛頓運動定律可知乘客處于超重狀態(tài)，所受的支持力FNmg，選項C錯誤，D正確。6多選如圖所示，輕質彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小球，電梯中有質量為 50 kg的乘客，在電梯運行時乘客發(fā)現輕質彈簧的伸長量始終是電梯靜止時伸長量的1.2倍，已知重力加速度g10 m/s2，由此可判斷()A乘客處于失重狀態(tài)B電梯可能減速下降，加速度大小為 2 m/s2C電梯可能加速上升，加速度大小為 2 m/s2D乘客對電梯地板的壓力為 625 N解析：選BC電梯靜止不動時，小球受力平衡，有mgkx，電梯運

8、行時彈簧的伸長量比電梯靜止時大，說明彈力變大了，根據牛頓第二定律，有eq f(6,5)kxmgma，解得a2 m/s2，方向豎直向上，電梯可能加速上升或減速下降，乘客處于超重狀態(tài)，故B、C符合題意，A不符合題意；以乘客為研究對象，根據牛頓第二定律可得FNMgMa，解得FN600 N，由牛頓第三定律可知乘客對電梯地板的壓力大小為 600 N，故D不符合題意。7.如圖所示，質量為m12 kg的物體A經跨過定滑輪的輕繩與質量為M5 kg的箱子B相連，箱子底板上放一質量為m21 kg的物體C。不計定滑輪的質量和一切阻力，取g10 m/s2。在箱子加速下落的過程中，下列說法不正確的是()A物體A處于失重

9、狀態(tài)，加速度大小為10 m/s2B物體A處于超重狀態(tài)，加速度大小為5 m/s2C物體C處于失重狀態(tài)，對箱子的壓力大小為5 ND輕繩對定滑輪的作用力大小為60 N解析：選A物體A加速上升，處于超重狀態(tài)，取A、B、C整體為研究對象，由牛頓第二定律得(Mm2)gm1g(Mm1m2)a，代入數據得加速度a5 m/s2，A錯誤、B正確；物體C加速下降，處于失重狀態(tài)，隔離C有m2gNm2a，得N5 N，C正確；隔離A有Tm1gm1a，得T30 N，由牛頓第三定律得輕繩對定滑輪的作用力大小為2T60 N，D正確。8多選如圖所示，是某同學站在壓力傳感器上，做下蹲起立的動作時記錄的壓力隨時間變化的圖線。由圖線可

10、知()A該同學體重約為650 NB該同學做了兩次下蹲起立的動作C該同學做了一次下蹲起立的動作，且下蹲后約2 s起立D下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)解析：選AC由題圖可知該同學體重約為650 N，A正確。人下蹲動作有失重和超重兩個過程，先是加速下降，失重，到達一個最大速度后再減速下降，超重，故下蹲時應先失重再超重。起立時應先超重再失重，由對應圖像可知，該同學做了一次下蹲起立的動作，B、D錯誤。由圖像看出兩次超重的時間間隔約為2 s，這就是該同學蹲下后持續(xù)的時間，C正確。9.質量是60 kg的人站在升降機中的體重計上，如圖所示。重力加速度g取10 m/s2，當升降機做下列各種運動時，求體

11、重計的示數。(1)勻速上升；(2)以4 m/s2的加速度加速上升；(3)以5 m/s2的加速度加速下降。解析：(1)勻速上升時，由平衡條件得：FN1mg600 N，由牛頓第三定律得：人對體重計壓力大小為600 N，即體重計示數為600 N。(2)以a14 m/s2的加速度加速上升時，由牛頓第二定律得：FN2mgma1，FN2mgma1840 N由牛頓第三定律得：人對體重計壓力大小為840 N，即體重計示數為840 N。(3)以a25 m/s2的加速度加速下降時，由牛頓第二定律得：mgFN3ma3，FN3mgma3300 N，由牛頓第三定律得：人對體重計壓力大小為300 N，即體重計示數為300

12、 N。答案：(1)600 N(2)840 N(3)300 Neq avs4al(B)組重應用體現創(chuàng)新10一個人在以a2 m/s2勻加速下降的升降機中最多能舉起質量為75 kg的物體，那么()A該人在地面上最多可以舉起質量為50 kg的物體B該人在地面上最多可以舉起質量為90 kg的物體C若該人在升降機中最多可以舉起質量為50 kg的物體，則升降機一定是以2 m/s2的加速度勻加速上升D若該人在升降機中最多可以舉起質量為50 kg的物體，則升降機可能是以2 m/s2的加速度勻減速下降解析：選D設人的舉力為F，則m1gFm1a，解得：F600 N，即站在地面上最多可舉起重物的質量為m2eq f(F

13、,g)60 kg，故A、B錯誤；若該人在升降機中最多可以舉起質量為50 kg的物體，根據牛頓第二定律得，Fm3gm3a，解得：aeq f(Fm3g,m3)eq f(600500,50) m/s22 m/s2，加速度方向向上，故C錯誤，D正確。11在升降機底部安裝一個顯示壓力的傳感器，其上放置了一個質量為m小物塊，如圖甲所示。升降機從 t0 時刻開始豎直向上運動，傳感器顯示壓力F隨時間t變化的情況如圖乙所示。取豎直向上為正方向，重力加速度為g，以下判斷正確的是()A在 02t0時間內，物塊先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)B在t03t0時間內，物塊先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)Ctt0時刻，物塊所受

14、的支持力大小為mgDt3t0時刻，物塊所受的支持力大小為2mg解析：選C由題圖乙可知，在 02t0時間內，物塊先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)，故A錯誤；在t03t0時間內，物塊處于失重狀態(tài)，故B錯誤；在tt0時刻，物塊所受的支持力大小等于傳感器所受壓力大小為mg，故C正確；同理，在t3t0時刻，物塊所受的支持力大小為mg，故D錯誤。12(2020浙江7月選考)如圖1所示，有一質量m200 kg的物件在電機的牽引下從地面豎直向上經加速、勻速、勻減速至指定位置。當加速運動到總位移的eq f(1,4)時開始計時，測得電機的牽引力隨時間變化的F-t圖線如圖2所示，t34 s末速度減為0時恰好到達指定位置。若不計繩索的質量和空氣阻力(g取10 m/s2)，求：(1)物件做勻減速運動的加速度大小和方向；(2)物件勻