2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册 5.5超重与失重 同步练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册
5.5超重与失重 同步练习（解析版）
1．升降机中天花板上用一弹簧秤悬挂一个小球，当弹簧秤的读数小于小球所受到的重力时，升降机的运动情况有可能是（　　）
A．竖直向下做减速运动 B．竖直向下做加速运动
C．竖直向上做匀速运动 D．竖直向上做加速运动
2．如果说一个人在电梯中“失重”了，是指（　　）
A．人对电梯的压力减小 B．人对电梯的压力增大
C．人的重力增大 D．人的重力减小
3．如图所示，小华同学做引体向上体能训练。他两手握紧单杠a、b两点，接着用力上拉，下颚超过单杠，然后身体下降，再次悬停在单杠上。则（　　）
A．杠对人的弹力是因为人手发生形变产生的
B．在上升过程中，人一直处于超重状态
C．若a、b两点距离增大，悬停时每条手臂对躯干的拉力变大
D．若a、b两点距离增大，悬停时单只手与杠之间的摩擦力大小不变
4．如图所示，老师用力传感器提着重物在竖直方向上做了一个超、失重实验，并截取了电脑显示器上所显示F-t图像的其中一段，如图（b）所示，则（　　）
A．t0阶段重物一定处于静止状态
B．t1到t2阶段重物先向上加速后向下减速
C．t2阶段重物处于超重状态
D．t3阶段重物处于静止状态或匀速直线运动状态
5．小胡用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度，得到图甲所示图线（规定竖直向上为正方向），为简化问题，将图线简化为图乙。已知t=0时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（　　）
A．t=5s时电梯处于失重状态 B．8~9s内电梯在做减速运动
C．10~15s内电梯在上行 D．16~17s内电梯在下行
6．高空跳伞是空降兵的必修科目，在某次训练中，一空降兵从悬停在空中的直升飞机上自由跳下，从跳离飞机到落地的过程中空降兵沿竖直方向运动的v?t图像如图所示，最终空降兵以v0的速度落地。下列说法正确的是（　　）
A．0~t1时间内，空降兵所受阻力不断增大
B．t1~t2时间内，空降兵处于超重状态
C．t1~t2时间内，空降兵运动的加速度大小增大
D．t1~t2时间内，空降兵运动的平均速度大小
7．如图所示，蹦板是一种极限体育项目，运动员从高处跳下，弹性绳被拉伸前做自由落体运动，弹性绳被拉伸后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。 从弹性绳开始张紧到运动员下落到最低点的过程中，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员的加速度不变 B．运动员的加速度一直增大
C．运动员一直处于失重状态 D．运动员先处于失重状态后处于超重状态
8．神舟十一号载人飞船由长征二号F火箭发射，与天宫二号空间实验室完成对接，并开启我国航天史上最长的太空驻留任务。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中要经受超重或失重的考验。研究飞船在竖直方向的飞行，下列说法正确的是（　　）
A．加速上升时，宇航员处于失重状态
B．减速上升时，宇航员处于超重状态
C．加速下落时，宇航员处于超重状态
D．减速下落时，宇航员处于超重状态
9．某电梯中用细绳悬挂一重物可在静止或匀速直线运动状态下使物体平衡，当电梯在竖直方向做某种运动时，发现绳子突然断了，由此可知电梯的运动情况是（　　）
A．电梯一定是加速上升
B．电梯可能是减速上升
C．电梯可能匀速运动
D．电梯的加速度方向一定向上
10．“天宫二号”是中国载人航天工程发射的第二个目标飞行器，当其在圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时，舱内实验桌上一探测仪与“天宫二号”保持相对静止，则该探测仪（　　）
A．不受地球引力作用
B．所受地球引力与它在地面上所受重力相等
C．处于完全失重状态
D．所受地球引力和向心力平衡
11．某同学下蹲、起立，通过力传感器采集的图像如图所示。已知重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A．人的质量约为500kg
B．AB段为下蹲过程，BC段为起立过程
C．下蹲过程的最大加速度为，此时处于失重状态
D．起立过程的最大加速度为，此时处于超重状态
12．如图所示，凹槽静止在水平面上。物体A在伸长弹簧的作用下恰好处于静止状态。某时刻发现A相对凹槽向右运动，则凹槽的运动情况可能是（　　）
A．水平向右做加速运动 B．水平向左做加速运动
C．竖直向上做加速运动 D．竖直向上做减速运动
13．蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2.依据图像给出的信息，下列说法正确的是 （　　）
A．运动员的质量为60kg
B．运动员的最大加速度为45m/s2
C．运动员离开蹦床后上升的最大高度为5m
D．9.3s至10.1s内，运动员一直处于超重状态
14．有一种自带起吊装置的构件运输车，其起吊臂A安装在车厢前端，如图甲所示。当卷扬机B通过绕过定滑轮C的轻质吊索从车厢内吊起质量为m的构件时，连接在吊索上的拉力传感器绘制出吊索拉力随时间变化的规律为三段直线，如图乙所示，重力加速度大小为g。则下列描述正确的是（　 　）
A．0~t1时间内构件处于失重状态
B．图乙所示整个过程构件的最大加速度为0.2g
C．若t3-t2=4（t2-t1）=4Δt，则构件匀速上升的速度为0.9gΔt
D．0~t1时间内汽车对地面的压力增大
15．盖房子打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示。参加打夯的共5人，四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。设夯锤的质量为m，某次打夯时将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力大小均为，力持续的时间为t，然后松手，夯锤落地时将地面砸出一个凹痕。不计空气阻力，则（　　）
A．在上升过程中，夯锤一定处于超重状态
B．松手时夯锤一定处于完全失重状态
C．松手时夯锤的速度大小v=2gt
D．夯锤上升的最大高度hm=gt2
16．升降机中站着一个人感受到了失重，则升降机可能在向上做__________运动，也可能在向下做_______运动。
17．2020年11月24日，我国用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。如图所示，火箭点火上升时会向下喷出气体，这时火箭对气体的作用力______气体对火箭的作用力（选填“大于”、“小于”或“等于”），火箭点火上升时处于______状态（选填“超重”、“失重”或“完全失重”）。
18．如图甲所示，人站在力传感器上完成起立和下蹲动作。图乙中呈现的是力传感器的示数随时间的变化情况。图乙中a点，小明所受到的支持力______受到的重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；b点到c点的过程中，小明完成了______动作（选填“起立”或“下蹲”）。
19．你站在水平地面上，在迅速蹲下的过程中，你对地面的压力大小与重力相比，会如何变化?请说明理由。
20．在超重或失重现象中，物体受到的重力大小是否改变?若人对座椅的压力为0，是否可以认为人所受的重力就为0?为什么?
21．一质量为的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数的变化情况如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度，忽略体重计自身结构对示数的影响）
参考答案
1．B
【详解】
因弹簧秤的拉力小于重力，则小球合力向下，加速度向下，则小球可能的运动情况有：竖直向下的加速运动和竖直向上的减速运动。
故选B。
2．A
【详解】
失重指的是对电梯的压力小于自身的重力，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．杠对人的弹力是因为杠发生形变产生的，故A错误；
B．在上升过程中，人先加速后减速到静止状态，故先超重后失重，故B错误；
C．设每条手臂与竖直方向夹角为θ，根据
若两手握杠的a、b两点距离增大，则θ变大，cosθ值变小，则悬停时每条手臂对躯干的拉力变大，故C正确；
D．若两手握杠的a、b两点间距离增大，则θ变大，悬停时手与杠之间摩擦力大小
f变大，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
AD．t0阶段和t3阶段，拉力等于重力，重物可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，所以A错误；D正确；
B．t1阶段拉力大于重力，重物处于超重状态，加速度一定向上，重物向上做加速运动或向下做减速运动，t2阶段拉力小于重力，加速度向下，做向下加速或向上减速，所以B错误；
C．t2阶段拉力小于重力，重物处于失重状态，所以C错误；
故选D。
5．C
【详解】
A．由图可知，5s时电梯处于超重状态，故A错误；
B．由图可知，8~9s内电梯做加速度减小的加速运动，故B错误；
C．由图可知，10~15s内电梯在匀速上行，故C正确；
D．由图可知，16~17s内电梯在减速上行，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．由图可知0~t1时间内，空降兵的加速度没有变化，由
可知阻力没有发生变化，故A错误；
B．由图可知，t1~t2时间内，空降兵的速度减小，加速度向上，故空降兵处于超重状态，故B正确；
C．v?t图像的斜率表示加速度，由图可知，空降兵的加速度大小减小，故C错误；
D．由图可知，t1~t2时间内，运动的位移小于匀减速运动的位移，所以空降兵的平均速度大小
故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
弹性绳拉展前运动员只受重力，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，弹性绳拉展后，开始拉力小于重力，加速度逐渐减小，加速度方向向下，还处于失重状态，当拉力大于重力，加速度逐渐增大，运动员加速度方向向上，运动员处于超重状态。所以弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态。
故选D。
8．D
【详解】
AD．宇航员加速上升或减速下落时，具有向上的加速度，宇航员处于超重状态，故A错误，D正确；
BC．宇航员减速上升或加速下落时，具有向下的加速度，宇航员处于失重状态，故BC错误。
故选D。
9．D
【详解】
绳子突然断了，说明是绳子的拉力增大，故绳子拉力大于重力，物体处于超重状态，超重状态两种情况，向上加速或向下减速，加速度都是向上，故D正确，ABC错误。
故选D。
10．C
【详解】
ACD．天宫二号绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，舱内物体也做匀速圆周运动，只受万有引力，处于完全失重状态，故AD错误，C正确；
B．物体受到的万有引力与距离二次方成反比，故B错误。
故选C。
11．C
【详解】
A.由题图可知，人的重力约为500N，所以质量约为50kg，故A错误；
B.人在下蹲过程中会经历加速运动和减速运动两个过程，人在加速运动的过程中处于失重状态，F小于人的重力，人在减速运动过程中处于超重状态，F大于人的重力，因此AB和BC段分别代表了下蹲过程中两个不同的运动阶段，故B错误；
C.由题图并根据牛顿第二定律可知在AB段F达到最小值200N时人的加速度最大，为
且此时人处于失重状态，故C正确；
D. 由题图并根据牛顿第二定律可知在坐标系右半部分代表起立过程的曲线中F达到最小值300N时人的加速度最大，为
且此时人处于失重状态，故D错误。
故选C。
12．BD
【分析】
-
【详解】
A．物体A在伸长弹簧的作用下恰好处于静止状态，则有
若凹槽向水平向右做加速运动，则有
随加速度的增大，静摩擦力逐渐减小到0，然后静摩擦力反向增大，达到最大静摩擦力，A相对凹槽向左运动，所以A错误；
B．若凹槽向水平向左做加速运动，则有
随加速度的增大，静摩擦力逐渐增大，达到最大静摩擦力，然后A相对凹槽向右运动，所以B正确；
C．若凹槽竖直向上做加速运动，则有
压力增大，最大静摩擦力增大，则A相对凹槽静止，所以C错误；
D．若凹槽竖直向上做减速运动，则有
压力减小，最大静摩擦力减小，当最大静摩擦力比弹簧的弹力小时，A相对凹槽向右运动，所以D正确；
故选BD。
13．ABC
【详解】
A．由图给信息可知，开始时运动员静止在蹦床上，所受弹力与重力大小相等，即
解得运动员的质量
选项A正确；
B．在蹦床上时受到的最大弹力
最大加速度
选项B正确；
C．运动员离开蹦床后在空中运动的时间
上升和下落的时间分别为，则最大高度为
选项C正确。
D．9.3s至10.1s内，运动员先失重、后超重，再失重，D错误。
故选ABC。
14．ABC
【详解】
A．0~t1内，拉力小于重力，构件处于失重状态，A正确；
B．t2～t3时间内构件所受合外力最大且恒定，故最大加速度
B正确；
C．若
则构件的最大速度
C正确；
D．由于t1时刻构件才离开车厢底板上升，之前系统加速度为零，汽车对地面的压力大小等于汽车和构件的总重力不变，D错误；
故选ABC。
15．BD
【详解】
A．在上升过程中，夯锤先加速上升，再减速上升，加速度先向上，然后再向下，夯锤先处于超重状态再处于失重状态，A错误；
B．松手后只受重力作用，处于完全失重状态，B正确；
C．根据牛顿第二定律解得
解得
则松手时夯锤的速度大小
C错误；
D．夯锤先匀加速上升的高度
匀减速上升的高度
夯锤上升的最大高度
D正确。
故选BD。
16．减速 加速
【详解】
[1][2]升降机中站着一个人感受到了失重，则升降机的加速度向下，可能在向上做减速运动，也可能在向下做加速运动。
17．等于 超重
【详解】
[1]火箭对气体的作用力与气体对火箭的作用力是相互作用力，大小相等，故火箭对气体的作用力等于气体对火箭的作用力
[2]火箭点火上升时有竖直向上的加速度，故处于超重状态
18．小于 起立
【详解】
[1]由图知，小明的重力为500N，图乙中a点，传感器的示数小于500N，则a点时，小明所受到的支持力小于受到的重力；
[2]由图知，b点到c点的过程中，小明受到的支持力先大于重力后小于重力，即加速度先向上后向下；起立过程人的加速度先向上后向下，下蹲过程人的加速度先向下后向上；所以b点到c点的过程中，小明完成了起立动作。
19．开始压力比重力小，后来压力比重力大，理由见解析
【详解】
迅速蹲下的过程中，可分为两个过程，先是向下做加速运动处于失重状态，后来向下做减速运动处于超重状态，其加速度先向下，后向上，则地面对你的支持力先是比重力小，后来支持力比重力大，由牛顿第三定律可得你对地面的压力，开始压力比重力小，后来压力比重力大。
20．没有；不能；人的全部重力提供了加速度，不产生压力
【详解】
在超重或失重现象中，物体受到的重力大小没有改变，是物体受到的支持力或拉力发生了改变；若人对座椅的压力为0，不能可以认为人所受的重力就为0，是人的全部重力提供了加速度，这时人相对座位静止不动，但没有发生挤压及形变，所以不产生压力。
21．。
【详解】
由题意知小孩体重
由题图知，在0-2s内， 体重计示数为
因为
电梯匀加速上升，此时有
2s末速度为
上升的高度为
在2-5s内
电梯匀速上升， 此时有
在5-6s内
电梯匀减速上升，此时有
又
说明电梯在6s末停止， 上升的高度为
所以电梯上升的高度为