2022年高中物理必修第一册2.4 自由落体运动 同步练习

第四章第7节第2课时超重和失重 从动力学看自由落体运动课后强化演练一、选择题1．(2013～2014学年北京市西城区高一上学期期末考试)如图所示，一木箱置于电梯中，并随电梯一起向上运动，电梯底面水平，木箱所受重力和支持力大小分别为G和F.则此时(  )A．G＜FB．G＝FC．G＞FD．以上三种说法都有可能解析：如果电梯向上做加速运动，则木箱处于超重状态，木箱受到的支持力F大于木箱重力G，若电梯做匀速运动，则G＝F，若电梯向上做匀减速运动，则有G＞F，故选项D正确．答案：D2．质量为60kg的人，站在升降机内的台秤上，测得体重为480N，则升降机的运动可能是(  )A．匀速上升或匀速下降B．加速下降C．减速下降D．减速上升解析：人处于失重状态，加速度方向向下，可能加速下降或减速上升，因此正确答案为B、D.答案：BD3．(2013～2014学年北京市朝阳区高一上学期期末考试)某同学想在电梯内观察超重与失重现象，他将一台体重计放在电梯内并且站在体重计上观察，在电梯某段运行中他发现体重计的示数是静止时示数的4/5，由此可以判断(g取10m/s2)(  )A．电梯此时一定向下运动B．电梯此时一定向上运动C．电梯此时可能以2m/s2的加速度加速上升D．电梯此时可能以2m/s2的加速度加速下降解析：体重计的示数是人静止时示数的，则人受到体重计的支持力FN＝mg，由牛顿第二定律mg－mg＝ma，得a＝2m/s2，方向向下，故电梯可能向上做匀减速运动，也可能向下做匀加速直线运动，其加速度大小都为2m/s2，选项D正确．答案：D4．在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，下述说法中哪些是正确的(  )A．此人对地球的吸引力为m(g＋a) B．此人对电梯的压力为m(g－a)C．此人受到的重力为m(g＋a)D．此人的视重为m(g＋a)解析：此人随电梯加速上升，故处于超重状态．根据超重定义可知，此人的视重(即人对电梯的压力大小)应为mg＋ma，选项D正确，B错；人对地球的吸引力与人的重力是作用力和反作用力的关系，大小均为mg，运动状态的变化不影响人对地球的吸引力及人的重力，所以A、C错．答案：D5．(2013～2014学年吉林市普通高中上学期期末质量检测)如图所示，在压力传感器的托盘上固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4N的物块放在斜面上，让它自由滑下，则下列说法正确的是(  )A．测力计的示数和没放物块时相比增大2NB．测力计的示数和没放物块时相比增大1NC．测力计的示数和没放物块时相比增大2ND．测力计的示数和没放物块时相比增大3N解析：设斜面体的质量为M，物块的质量为m，当物块沿光滑斜面下滑时，对M、m整体为研究对象应用牛顿第二定律，竖直方向上，Mg＋mg－FN＝mg·sin30°·sin30°，则有FN－Mg＝mg－mgsin230＝3N，故测力计的示数和没放物块时相比增大3N，选项D正确．答案：D6．某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2,5s内物体的(  )A．路程为65mB．位移大小为25m，方向向上C．速度改变量的大小为10m/sD．平均速度大小为13m/s，方向向上解析：初速度为30m/s，只需要3s即可上升到最高点，位移为h1＝302/20m＝45m，再自由下落2s，下降高度为h2＝0.5×10×22m＝20m，故路程为65m，A对；此时离地面高25m，位移方向竖直向上，B对；此时速度为v＝10×2m/s＝20m/s，速度改变量为50m/s，C错；平均速度为m/s＝5m/s，D错．答案：AB7.如图所示，A为电磁铁，C为胶木托盘，C上放一质量为M的铁片B，A和C(包括支架)的总质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电后，在铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小(  ) A．F＝mgB．mgMg.由牛顿第三定律可知B对A向下的引力FT′＝FT>Mg.取A和C的整体为研究对象，由平衡条件可得F＝mg＋FT′，故F>(M＋m)g.正确选项为D.答案：D二、非选择题8．(2013～2014学年北京市西城区高一上学期期末考试)某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图1所示．将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止．使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先加速、再匀速、最终减速停下．已知电动扶梯与水平方向夹角为37°.重力加速g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图2所示．(1)画出加速过程中实验员的受力示意图；(2)求该次测量中实验员的质量m；(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2.解析：(1)加速过程中实验员受到重力mg，静摩擦力Ff，支持力FN，如图所示． (2)3～6s电梯做匀速运动，实验员受力平衡FN＝mg＝600N，m＝60kg.(3)加速阶段，竖直方向，根据牛顿第二定律FN－mg＝ma1sin37°解得a1＝m/s2＝0.56m/s2减速阶段，竖直方向mg－FN＝ma2·sin37°解得a2＝0.42m/s2.答案：(1)见解析 (2)60kg (3)a1＝0.56m/s2 a2＝0.42m/s29．在细线拉力F作用下，质量m＝1.0kg的物体由静止开始竖直向上运动，vt图象如图所示，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)在这4s内细线对物体拉力F的最大值；(2)在Ft图象中画出拉力F随时间t变化的图线．解析：由图象可知，物体第一秒做初速度为零的匀加速运动，加速度a1＝5m/s2第二秒内做匀速运动，a2＝0第三、四秒内做匀减速运动，a3＝2.5m/s2由F1－mg＝ma1，故F1＝15N，F2＝mg＝10Nmg－F3＝ma3，故F3＝7.5N故4s内，F的最大值为F1＝15N由以上分析可得，F随时间t的变化如图所示答案：(1)15N (2)见解析图