高中物理必修一第四章第七节知能演练轻松闯关

1．关于超重和失重，下列说法正确的是()A．超重就是物体受到的重力增加了B．失重就是物体受到的重力减少了C．完全失重就是物体一点重力都没有了D．不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力是不变的答案：D2．(2013·徐州高一检测)关于超重与失重的说法正确的是()A．游泳运动员浮在水面静止不动时处于失重状态B．在超重现象中，物体的重力是增大的C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度解析：选D.失重是指弹力小于重力、合力竖直向下的情形，即加速度方向向下，故D正确；运动员处于静止状态，合力为零，既不失重，也不超重，A错误；不管是超重还是失重，物体的重力是不变的，B、C错误．故选D.3.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是()A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力解析：选A.以A、B作为整体，上升过程只受重力作用，所以系统的加速度为g，方向竖直向下，故系统处于完全失重状态，A、B之间无弹力作用，A正确、B错误．下降过程，A、B仍是处于完全失重状态，A、B之间也无弹力作用，C、D错误．故选A.4.为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．那么下列说法中正确的是()A．顾客始终受到3个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下解析：选C.加速时顾客受到3个力作用：重力、支持力、摩擦力，匀速时受两个力：重力、支持力，A、B错误；如图所示，加速时，摩擦力方向向右，与支持力的合力，即扶梯对顾客的作用力向右上方，根据牛顿第三定律，顾客对扶梯的作用力方向向左下方；匀速时，顾客不受摩擦力作用，支持力等于重力，即顾客对扶梯的压力方向竖直向下，C正确，D错误．5．在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与力传感器相连，电梯先从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(FN­t)图象，如图所示，则(1)电梯在启动阶段经历了________s加速上升过程．(2)电梯的最大加速度是多少？(g取10m/s2)解析：(1)由题图可知：电梯在启动阶段经历了4s加速上升过程．(2)由牛顿第二定律可知：FN－mg＝maam＝FNm－mgm＝50－303m/s2＝6.7m/s2.答案：(1)4(2)6.7m/s2一、选择题1．(多选)升降机中站在测力计上的人，发现测力计示数比自己的体重小，则()A．人受到的重力减小了B．人受到的重力不变C．升降机可能正在加速上升D．升降机可能正在加速下降解析：选BD.测力计示数小于重力，说明人处于失重状态．失重并不是重力减小了，而是“视重”减小，人的重力未变，A错误，B正确．失重说明升降机的加速度方向向下，它可能加速向下运动，也可能减速向上运动，C错误，D正确．故选BD.2．(多选)(2013·梅州高一检测)一种巨型娱乐器械可以让人体验超重和失重的感觉．一个可乘十多个人的环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落．下落一定高度后，制动系统起动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．下列判断正确的是()A．座舱在自由下落的过程中人处于超重状态B．座舱在自由下落的过程中人处于失重状态C．座舱在减速运动的过程中人处于失重状态D．座舱在减速运动的过程中人处于超重状态解析：选BD.人随座舱自由下落时，加速度为重力加速度，座舱支持力为零，人处于完全失重状态，A错误，B正确；人随座舱减速下降时，座舱支持力大于人的重力，人处于超重状态，C错误，D正确．故选BD.3．(单选)如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔，静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则下列说法正确的是()A．容器自由下落时，小孔向下漏水B．将容器竖直抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C．将容器水平抛出，容器在运动过程中小孔向下漏水D．将容器斜向上抛出，容器在运动过程中小孔不向下漏水解析：选D.无论容器自由下落还是向任何方向抛出，都是处于完全失重状态，与重力有关的现象都将消失．故选D.4．(单选)如图所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动．若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是()A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其他力不变D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其他力的作用解析：选D.当物体以加速度g向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其作用力亦为零；处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在．故选D.5．(单选)如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁块、质量为m，整个装置用轻绳悬挂在O点，在电磁铁通电，铁块被吸引加速上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为()A．F＝mgB．Mg＜F＜(M＋m)gC．F＝(M＋m)gD．F＞(M＋m)g解析：选D.电磁铁通电后，铁块被吸引加速上升，可认为A、B、C组成的系统重心加速上移，有向上的加速度，即整个系统处于超重状态，则轻绳拉力F应大于(M＋m)g.故选D.6．(单选)一个同学站在体重计上称体重，当该同学静止时体重计示数为600N，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()A．一直大于600NB．一直小于600NC．先是大于600N后小于600N，最后等于600ND．先是小于600N后大于600N，最后等于600N解析：选D.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600N，后又处于超重状态，体重计示数大于600N，最后处于平衡状态，体重计示数为600N，故选D.7．(多选)原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方．由此可判断，此时升降机的运动可能是()A．加速上升B．减速上升C．加速下降D．减速下降解析：选BC.当升降机匀速运动时，地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力．当升降机有向下的加速度时，必然会减小物体对地板的正压力，也就减小了最大静摩擦力，这时的最大静摩擦力小于电梯匀速运动时的静摩擦力，而弹簧的弹力又未改变，故只有在这种情况下A才可能被拉向右方．四个选项中B、C两种情况电梯的加速度是向下的．故选BC.8．(单选)(2013·西城区期末)如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种情况中，体重计的示数最大的是()A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5m/s2解析：选B.当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失重状态．设人受到体重计的支持力为FN，体重计示数大小即为人体对体重计的压力FN′.由牛顿第二、第三定律可得：mg－FN＝ma⇒FN＝FN′＝m(g－a)；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计的支持力为FN1，人对体重计的压力FN1′，由牛顿第二、第三定律可得：FN1－mg＝ma⇒FN1＝FN1′＝m(g＋a)，代入具体数据可得B正确．☆9.(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490N，他将体重计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，体重计的示数如图甲所示，电梯运行的v­t图可能是图乙中的(取电梯向上运动的方向为正)()解析：选AD.由F­t图象知：t0～t1时间内，具有向下的加速度，t1～t2时间内匀速或静止，t2～t3时间内，具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：t0～t3时间内向上减速，静止，向上加速向下加速，匀速，向下减速，故选AD.☆10.(单选)如图所示，台秤上放置盛水的杯，杯底用细线系一木质小球，若细线突然断裂，则在小木球上浮到水面的过程中，台秤的示数将()A．变小B．变大C．不变D．无法判断解析：选A.将容器和木球视为整体，整体受台秤竖直向上的支持力和竖直向下的重力．当细线被剪断后，其实际效果是：在木球向上加速运动的同时，木球上方与木球等体积的水球，将以同样大小的加速度向下加速流动，从而填补了木球占据的空间，由于ρ水＞ρ木，水球的质量大于木球的质量，故木球和水组成系统的重心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故台秤的示数将变小．故选A.二、非选择题11．一个质量是50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40N，如图所示，g取10m/s2，求此时人对地板的压力．解析：以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示．选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可得mAg－FT＝mAa，所以a＝mAg－FTmA＝5×10－405m/s2＝2m/s2.再以人为研究对象，他受到向下的重力mg和地板的支持力FN.仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得方程m人g－FN＝m人a，所以FN＝m人g－m人a＝50×(10－2)N＝400N.则由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400N，方向竖直向下．答案：400N，竖直向下☆12.某人在以2.5m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起质量为m＝80kg的物体，则该人在地面上最多能举起质量M为多少的重物？若电梯以2.5m/s2的加速度匀加速上升，则该人最多能举起质量为多少的重物？(g取10m/s2)解析：无论人在地面还是在匀加速下降或者上升的电梯里，该人向上的最大举力是不变的，电梯匀加速下降，说明物体处于失重状态，举力F＝mg－ma＝600N所以在地面上M＝Fg＝60kg，故此人在地面上最多能举起60kg的物体．若电梯匀加速上升，则物体处于超重状态，举力F＝m′g＋m′a所以m′＝Fg＋a＝48kg.答案：60kg48kg