5.5超重与失重同步课时作业——2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册（Word含答案）

5.5超重与失重—2021-2022学年高一物理鲁科版（2019）必修第一册同步课时作业
1.下列属于超重现象的是( )
A.汽车驶过拱形桥顶端 B.航天器随火箭从地面向上加速发射
C.人在电梯中随电梯减速上升 D.宇航员随宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动
2.关于超重和失重的下列说法中，正确的是( )
A.物体向上运动时处于超重状态，物体向下运动时处于失重状态
B.处于完全失重状态的物体一定是向下运动
C.超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了
D.物体做自由落体运动时处于完全失重状态
3.如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,在电梯竖直运行时,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小,这一现象表明此过程中( )
A.电梯一定是在下降 B.电梯一定是在上升
C.乘客一定处在超重状态 D.乘客一定处在失重状态
4.如图所示,小明乘坐电梯上楼,他站在静止的电梯厢中,按动上楼按钮后电梯由静止开始竖直向上先做匀加速运动,经3.0 s电梯达到最大速度6.0 m/s。若小明的质量为50 kg,,对于这个加速运动的过程,下列说法中正确的是( )
A.小明对电梯厢底板的压力大小为500 N,小明处于超重状态
B.小明对电梯厢底板的压力大小为600 N,小明处于超重状态
C.小明对电梯厢底板的压力大小为400 N,小明处于失重状态
D.小明对电梯厢底板的压力大小为500 N,小明处于失重状态
5.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
6.如图甲所示为某城市观光电梯的示意图,游客由首层搭载该电梯从静止开始上升,设向上为正方向,电梯的加速度a随时间t的变化如图乙所示,则以下判断正确的是( )
A.经过42 s,游客又回到首层 B.在0~10 s,游客处于超重状态
C.在30~42 s,游客处于超重状态 D.电梯匀速运动历时20 s
7.某校科技兴趣小组观察“嫦娥五号”的发射过程后，用实验来模拟卫星的发射。火箭点燃后从地面竖直升空，时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落，时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落，此后不再有燃料燃烧。实验中测得火箭的图像如图所示，设运动中不计空气阻力，全过程中燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断中正确的是( )
A.时刻火箭到达最高点，时刻火箭落回地面
B.火箭在~时间内的加速度的大小大于重力加速度
C.火箭在0~时间内的加速度大于~时间内的加速度
D.~时间内火箭处于超重状态，~时间内火箭处于失重状态
8.一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完全失重状态
B.座舱在自由下落的过程中人处于超重状态
C.座舱在减速运动的过程中人处于超重状态
D.座舱在减速运动的过程中人处于失重状态
9.在升降电梯内的地板上放一体重计。当电梯静止时，晓明同学站在体重计上，体重计示数为60kg；当电梯运动过程中，某一段时间内晓明同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内( )
A．晓明所受的重力变小了 B．晓明的加速度大小为g
C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度方向一定竖直向下
10.如图所示，在粗糙水平板上放一个物块，使水平板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动．为水平直径，为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（ ）
A.物块始终受到三个力作用
B.从a到b，物块处于超重状态
C.从b到a，物块处于超重状态
D.只有在四点，物块受到的合外力才指向圆心
11.一名质量为60 kg的工人，站在竖直向上运动着的升降机底板上．他看到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40 N，已知该重物的质量为5 kg. 弹簧测力计的质量忽略不计.(g取)
(1)先根据受力情况判断重物的加速度的方向，并指出重物是处于超重状态还是失重状态．，再求出重物的加速度的大小．
(2)这时该工人对升降机底板的压力是多大？
(3)如果悬挂测力计的悬线突然从A点断开，则此时重物的加速度有何变化？
12.某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图甲所示．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°.重力加速度g取，.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，如图乙所示．
(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和减速过程的加速度大小.
答案以及解析
1.答案：B
解析：A.汽车驶过拱形桥顶端时,由向心力公式可知,加速度向下,为失重状态,故A错误;B.航天器随火箭从地面向上加速发射时,加速度向上,为超重状态,故B正确;C.人在电梯中减速上升时,加速度向下,为失重状态,故C错误;D.宇航员随宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时,加速度指向地心,为完全失重状态,故D错误。故选:B。
2.答案：D
解析：根据牛顿第二定律，物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态。物体向上运动或向下运动，加速度可能向上也可能向下，不能够判断它是处于超重还是失重状态，故A、B错误。超重并非物体所受的重力增大了，而是物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力；失重也并非物体所受的重力减小了，而是物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力，故C错误。物体做自由落体运动时，加速度等于重力加速度，方向向下，物体处于完全失重状态，故D正确。
3.答案：D
解析：电梯静止不动时,小球受力平衡,有,弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了,说明弹力变小了,根据牛顿第二定律,有,故加速度向下,电梯加速下降或者减速上升,电梯以及电梯中的人处于失重状态,故D正确A、B、C错误。
4.答案：B
解析：经3.0 s电梯达到最大速度6.0 m/s,则加速度,对小明进行受力分析得,所以,由牛顿第三定律得,小明对电梯厢底板的压力大小为600 N。由于小明对电梯厢底板的压力大小为600 N,大于他的重力,所以小明处于超重状态,故选B。
5.答案：A
解析：将细线割断,木球加速上升,加速度方向向上,木球上浮留下的空位由水来填充,所以相当于一个与木球同样大小的水球向下加速运动,由于同样体积的木球质量小于水球的质量,所以整体存在失重现象,台秤的示数减小。故选A。
6.答案：BD
解析：游客由首层搭载该电梯从静止开始上升,0~10 s内加速度方向向上,游客处于超重状态;10~30 s内加速度为零,游客做匀速直线运动;30~42 s内加速度方向向下,游客处于失重状态,故B、D正确,C错误;电梯在0~10 s内加速上升,在10~30 s内匀速上升,在30~39 s内减速上升,在39~42 s内加速下降,第42 s时游客不会回到首层,故A错误。
7.答案：D
解析：火箭上升的最大高度即运动过程中的最大位移，由图可知当速度等于零时，位移最大，火箭处于最高点，即时刻到达最高点，故A错误；火箭在~时间内没有燃料燃烧，又不计空气阻力，故火箭只受重力，所以加速度等于重力加速度，故B错误；图线的斜率表示加速度，由图可知火箭在0~时间内的加速度小于~时间内的加速度，故C错误；由图可知，~时间内加速度为正，向上，所以火箭处于超重状态，~时间内加速度为负，向下，所以火箭处于失重状态，故D正确。故选D。
8.答案：AC
解析：AB.座舱在自由下落的过程中，加速度向下，为重力加速度，座椅对人的支持力为零，处于完全失重状态，A正确，B错误；CD.座舱在减速运动的过程中，加速度向上，座椅对人的支持力大于人的重力，处于超重状态，C正确，D错误。故选AC。
9.答案：D
解析：A、由重力的公式可得：G=mg，质量是物体的固有属性，不随运动状态的改变而改变，重力加速度只受到纬度和海拔的影响，故同一地点重力加速度不变，故晓明所受到的重力不变，故A错误；BCD、此时体重计的示数小于晓明的质量，即体重计对晓明的支持力小于晓明的重力，由牛顿第二定律可得：mg-N=ma，故此时加速度方向竖直向下，电梯可能加速向下或减速向上，此时加速度小于重力加速度g，故BC错误，D正确；故选：D.
10.答案：C
解析：
11.答案：(1)向下；失重状态；
(2)480 N
(3)重物的加速度立即变为，方向竖直向下
解析：(1)以重物为研究对象，重物受向下的重力，向上的拉力F，由于重物的重力大于弹簧的拉力F，因此重物所受合力方向向下，即重物的加速度方向应向下，重物处于失重状态．
由牛顿第二定律有：
所以
(2)以人为研究对象，人受到重力，底板的支持力，
由牛顿第二定律有，
得，
由牛顿第三定律知，人对升降机底板的压力大小为480 N.
(3)悬线突然断开，则此时重物的加速度立即变为重力加速度，即大小是，方向竖直向下．
12.答案：(1)
(2)60 kg
(3)
解析：(1)加速过程，加速度斜向右上方，分解后，既有水平向右的加速度，所以水平方向要有水平向右的摩擦力，又有竖直向上的加速度，所以支持力大于重力，受力示意图如图所示．
(2)3-6 s电梯匀速运动，实验员受力平衡
(3)加速阶段，对加速度分解如图所示
对竖直方向，根据牛顿第二定律
同理减速时，根据牛顿第二定律