2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時檢測25超重和失重含解析新人教版必修1

PAGE7-超重和失重(25分鐘60分)一、單項選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.關(guān)于超重與失重的說法中,正確的是 ()A.超重就是物體的重力增加了B.失重就是物體的重力削減了C.完全失重就是物體不受重力D.完全失重的物體的加速度等于重力加速度【解析】選D。超重是物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力,物體的重力并沒有增加,A錯誤;失重是物體對接觸面的壓力小于物體的真實重力,物體的重力并沒有減小,B錯誤;完全失重是說物體對接觸面的壓力為零的時候,由重力產(chǎn)生加速度,故物體的加速度等于重力加速度,此時物體的重力也不變,C錯誤,D正確。2.在豎直方向運動的電梯內(nèi),有一個質(zhì)量為m的物體,它對電梯地板壓力為N,則()A.當(dāng)電梯勻速下降時N<mgB.當(dāng)電梯減速下降時N=mgC.當(dāng)電梯加速下降時N>mgD.當(dāng)電梯減速上升時N<mg【解析】選D。當(dāng)電梯勻速下降時,電梯對物體的支持力等于物體的重力,所以物體對電梯的壓力N=mg,A項錯誤。當(dāng)電梯減速下降時,具有向上的加速度,物體超重,N>mg,B項錯誤。當(dāng)電梯加速下降時,具有向下的加速度,物體失重,N<mg,C項錯誤。當(dāng)電梯減速上升時,具有向下的加速度,物體失重,N<mg,D項正確。3.某人在地面上用電子秤稱得其體重為490N。他將電子秤移至電梯內(nèi)稱其體重,t0至t3時間段內(nèi)電子秤的示數(shù)如圖所示,則電梯運行的v-t圖像可能是(取電梯向上運動的方向為正) ()【解析】選A。從題圖可以看出,t0～t1時間內(nèi),該人的視重小于其重力,t1～t2時間內(nèi),視重正好等于其重力,而在t2～t3時間內(nèi),視重大于其重力,可知,t0～t1時間內(nèi),該人具有向下的加速度,t1～t2時間內(nèi),該人處于平衡狀態(tài),而在t2～t3時間內(nèi),該人具有向上的加速度,所以,依據(jù)題中所設(shè)的正方向,可能的圖像為A。4.一個人在以加速度a=2m/s2勻加速下降的升降機(jī)中最多能舉起質(zhì)量為75kg的物體,那么 ()A.該人在地面上最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體B.該人在地面上最多可以舉起質(zhì)量為90kg的物體C.若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體,則升降機(jī)肯定是以2m/s2的加速度勻加速上升D.若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體,則升降機(jī)可能是以2m/s2的加速度勻減速下降【解析】選D。設(shè)人的舉力為F,則m1g-F=m1a,解得:F=600N,即站在地面上最多可舉起重物的質(zhì)量為m2==60kg,故A、B錯誤;若該人在升降機(jī)中最多可以舉起質(zhì)量為50kg的物體,依據(jù)牛頓其次定律得,F-m3g=m3a′,解得:a′==m/s2=2m/s2,加速度方向向上,C項錯誤,D項正確。5.放在電梯地板上的一個木箱,被一根處于伸長狀態(tài)的彈簧拉著而處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示,后發(fā)覺木箱突然被彈簧拉動,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,據(jù)此可推斷出電梯的運動狀況是 ()A.勻速上升 B.加速上升C.減速上升 D.減速下降【解析】選C。木箱靜止時的受力狀況如圖所示,則支持力N=mg,靜摩擦力f=F。若木箱突然被彈簧拉動,說明最大靜摩擦力減小,則壓力減小,即木箱所受支持力N減小,所以豎直方向mg>N,物體處于失重狀態(tài),則電梯可能加速下降,也可能減速上升,C正確。6.如圖所示是我國首次立式風(fēng)洞跳傘試驗,風(fēng)洞噴出豎直向上的氣流將試驗者加速向上“托起”。此過程中 ()A.人被向上“托起”時處于失重狀態(tài)B.人受到的重力大小等于氣流對人的作用力大小C.人對氣流的作用力大小等于氣流對人的作用力大小D.人受到的重力和人受到氣流的力是一對作用力與反作用力【解析】選C。人被向上“托起”時處于“超重”狀態(tài),A項錯誤;氣流對人的作用力大于重力,B項、D項錯誤;人與氣流的相互作用力大小相等,C項正確。二、非選擇題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)7.(14分)在電梯中,把一重物置于水平臺秤上,臺秤與壓力傳感器相連,電梯由靜止起先豎直上升的過程中,傳感器所受的壓力與時間的關(guān)系(F-t)圖像如圖所示,取g=10m/s2,由圖像可知:(1)電梯減速上升過程經(jīng)驗的時間是________s;

(2)重物的質(zhì)量是________kg;

(3)電梯的最大加速度是________m/s2。

【解析】(1)由F-t圖像可知,t=0時刻,F=30N,即重物的重力為30N,電梯先加速再勻速后減速運動,減速上升階段F小于重力,因此10～14s為減速過程,減速時間為4s。(2)由G=mg=30N,得m==3kg。(3)加速過程中,當(dāng)F最大時,加速度最大,其最大值為a1==m/s2=m/s2;電梯減速過程中,當(dāng)F最小時,加速度最大,其最大值a2==m/s2=5m/s2,故電梯運動過程中的最大加速度為5m/s2。答案:(1)4(2)3(3)58.(16分)一種巨型消遣器械由升降機(jī)送到離地面75m的高處,然后讓座艙自由落下。落到離地面30m高時,制動系統(tǒng)起先啟動,座艙勻稱減速,到地面時剛好停下。若座艙中某人用手托著m=5kg的鉛球,g取10m/s2,試求:(1)從起先下落到最終著地經(jīng)驗的總時間。(2)當(dāng)座艙落到離地面35m的位置時,手對球的支持力是多大?(3)當(dāng)座艙落到離地面15m的位置時,球?qū)κ值膲毫κ嵌啻?【解析】(1)由題意可知,座艙先自由下落h1=75m-30m=45m由h1=g得t1==3s下落45m時的速度v1=gt1=30m/s減速過程中的平均速度v==15m/s減速時間t2==2s,總時間t=t1+t2=5s(2)離地面35m時,座艙自由下落,處于完全失重狀態(tài),所以手對球的支持力為零。(3)由=2gh1=2ah2得,減速過程中加速度的大小a=15m/s2(或a==15m/s2)對鉛球依據(jù)牛頓其次定律:N-mg=ma解得:N=125N依據(jù)牛頓第三定律可知,球?qū)κ值膲毫Υ笮?25N。答案:(1)5s(2)0(3)125N(15分鐘40分)9.(6分)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧上端固定在升降機(jī)的天花板上,下端掛一小球,在升降機(jī)勻速豎直下降過程中,小球相對于升降機(jī)靜止,若升降機(jī)突然停止運動,設(shè)空氣阻力可忽視不計,彈簧始終在彈性限度內(nèi),且小球不會與升降機(jī)的內(nèi)壁接觸,則小球在接著下降的過程中 ()A.小球的加速度漸漸減小,小球處于失重狀態(tài)B.小球的加速度漸漸增大,小球處于超重狀態(tài)C.小球的速度漸漸減小,小球處于失重狀態(tài)D.小球的速度漸漸增大,小球處于超重狀態(tài)【解析】選B。升降機(jī)突然停止,小球由于慣性接著向下運動,但是受到彈簧的拉力越來越大,拉力方向與其運動方向相反,故小球做減速運動,加速度方向向上,則小球處于超重狀態(tài);小球加速度增大,B項正確;A項、C項、D項錯誤。10.(6分)(多選)如圖所示,小球B放在真空薄壁容器A內(nèi),球B的直徑恰好等于正方體A的邊長,將它們以初速度v0豎直向上拋出,下列說法中正確的是()A.若不計空氣阻力,上升過程中,A對B有向上的支持力B.若考慮空氣阻力,上升過程中,A對B的壓力向下C.若考慮空氣阻力,下落過程中,B對A的壓力向上D.若不計空氣阻力,下落過程中,B對A沒有壓力【解析】選B、D。上升過程中,不計空氣阻力時,A、B的加速度都等于g;若考慮空氣阻力,A的加速度大于g,B的運動狀態(tài)與A一樣,B除受重力外必受一向下的力,因A為真空容器,故此力為A對B向下的壓力。下落過程中,不計空氣阻力時,A、B的加速度等于g;若考慮空氣阻力,A的加速度小于g,B的運動狀態(tài)與A一樣,B除受重力外必受一向上的力,因A為真空容器,所以此力為A對B向上的壓力,由牛頓第三定律得,B對A的作用力向下,故B、D正確。11.(6分)(多選)如圖所示是某同學(xué)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改變的圖線。由圖線可知 ()A.該同學(xué)體重約為650NB.該同學(xué)做了兩次下蹲—起立的動作C.該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動作,且下蹲后約2s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A、C。由題圖可知該同學(xué)體重約為650N,A項正確。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(dá)一個最大速度后再減速下降,超重,故下蹲時應(yīng)先失重再超重。起立時應(yīng)先超重再失重,由對應(yīng)圖像可知,該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動作,B項、D項錯誤。由圖像看出兩次超重的時間間隔約為2s,這就是該同學(xué)蹲下后持續(xù)的時間,C項正確。12.(22分)一質(zhì)量為m=40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計上。電梯從t=0時刻由靜止起先上升,在0到6s內(nèi)體重計示數(shù)F的改變?nèi)鐖D所示。試問:在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少?(重力加速度g取10m/s2)【解析】由圖可知,在t=0到t1=2s的時間內(nèi),體重計的示數(shù)大于mg,故電梯應(yīng)做向上的加速運動。設(shè)在這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為F1,電梯及小孩的加速度為a1,由牛頓其次定律,得F1-mg=ma1 ①在這段時間內(nèi)電梯上升的高度h1=a1 ②在t1到t2=5s的時間內(nèi),體重計的示數(shù)等于mg,故電梯應(yīng)做勻速上升運動,速度為t1時刻電梯的速度,即v1=a1