4.6超重和失重基础巩固（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.6超重和失重基础巩固（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 713.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 05:43:28 | ||
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文档简介
4.6超重和失重基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第一册
一、选择题（共15题）
1．国庆70周年阅兵仪式上，我国空警-2000预警机和空军八一飞行表演队的8架歼-10战机进行飞行表演，飞机先爬升到一定高度，然后匀速通过天安门广场. 假设飞机在竖直方向分运动是向上先做加速直线运动后做减速直线运动，则在爬升过程中下列说法正确的是
A．飞行员所受的重力先增加后减小
B．飞行员所受的合力先增加后减小
C．飞行员先处于超重状态，后处于失重状态
D．飞行员一直处于超重状态
2．弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图，橡皮筋两端点固定在把手上，橡皮筋处于时恰好为原长状态，在处（连线的中垂线上）放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去，打击目标。现将弹丸竖直向上发射，则（ ）
A．弹丸在点达到最大速度
B．从到过程中，弹丸的加速度逐渐减小
C．从到过程中，弹丸的速度先增大后减小
D．从到过程中，弹丸处于超重状态
3．如图所示，用绳系一个物体绕过定滑轮，绳的一端在位置1、2、3时，绳的拉力分别为F1、F2、F3；绳对滑轮的压力大小分别为FN1、、，设物体始终静止，则（ ）
A．
B．
C．
D．
4．在静止的电梯里，质量为m的某人站在测力计上，当电梯以大小为g的加速度匀减速下降时，下列说法正确的是（ ）
A．此人对测力计的压力小于测力计对他的支持力
B．测力计示数为mg
C．测力计示数为mg
D．此人处于失重状态
5．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．顾客始终受到三个力的作用
B．顾客始终处于超重状态
C．顾客受到扶梯的作用力先指向右侧斜上方后竖直向上
D．在扶梯加速上升过程，顾客受到梯面的摩擦力指向右侧斜上方
6．一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，先让让座舱自由下落，落到一定位置时，制动系统启动，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．座舱在减速运动的过程中，人处于超重状态
C．座舱在整个运动过程中，人都处于失重状态
D．座舱在整个运动过程中，人都处于超重状态
7．一名学生为了体验超重和失重的感觉，从一楼乘电梯到十五楼，又从十五楼下到一楼，他的感觉是（ ）
A．上楼时先超重，然后正常
B．上楼时先失重，然后正常，最后超重
C．下楼时先失重，然后正常
D．下楼时先失重，然后正常，最后超重
8．某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的v-t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况（向上为正方向）．根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）
A．0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态
B．5～10s内，该同学对电梯地板的压力大于他所受的重力
C．10～20s内，观光电梯在减速下降，该同学处于超重状态
D．20～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
9．电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N，此人站在静止的地面上可以举起600N的重物（g取10m/s2）．关于电梯的运动以及此时人在电梯中最多可以举起多少千克的重物？以下说法正确的是：（ ）
A．电梯可能向上加速运动，此人可举起48kg重物
B．电梯可能向下加速运动，此人可举起48kg重物
C．电梯可能向上减速运动，此人可举起75kg重物
D．电梯可能向下减速运动，此人可举起75kg重物
10．在箱式电梯里的台秤秤盘上放着一物体，当电梯静止时，台秤的照片如图a所示，在电梯启动后的一段过程中，某人在不同时刻拍了b、c、d三张照片，如图所示．从这三张照片可判定（ ）
A．拍摄b照片时，电梯一定处于加速下降状态
B．拍摄c照片时，电梯可能处于减速上升状态
C．拍摄c照片时，电梯可能处于加速上升状态
D．拍摄d照片时，电梯可能处于减速上升状态
11．某人站在台秤上，从他向下蹲到静止的过程，台秤示数的变化情况是（ ）
A．先变小后变大，最后等于他的重力
B．先变大后变小，最后等于他的重力
C．变大，最后等于他的重力
D．变小，最后等于他的重力
12．某“蹦极”者从高高的跳台上跳下后，由于绑在身上的弹性绳很长，足以使他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”，当下落到一定距离时，人被拉伸的弹性绳向上拉起，之后又落下，如此反复，若不计空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．当弹性绳达到原长后，人处于超重状态
B．当弹性绳刚好达到原长时，人的速度最大
C．当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大
D．当弹性绳从原长到人达到最低点过程中，人处于失重状态
13．一个质量是50kg的人站在升降机的水平地板上，升降机的顶部悬挂着一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量是1kg的物体。当升降机向上运动时，该人看到弹簧秤的示数为12N，当地的重力加速度g为10m/s2，则此时人对升降机地板的压力大小是（ ）
A．612N B．600N
C．500N D．400N
14．我国“蛟龙号”在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面的10min内全过程的深度曲线甲和速度图象乙，下列说法中正确的是
A．全过程中最大加速度是0.025m/s2
B．潜水员感到超重发生在0~1 min和8~10min的时间段内
C．图中h3代表本次下潜最大深度，应为300m
D．潜水器在上升阶段的平均速度大小为1.5m/s
15．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球，电梯中有质量为50kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，已知重力加速度g=10m/s2，由此可判断（ ）
A．乘客处于超重状态
B．电梯可能加速下降，加速度大小为5m/s2
C．电梯可能减速上升，加速度大小为2.5m/s2
D．乘客对电梯地板的压力为625N
二、填空题（共4题）
16．篮球是一项很受欢迎的运动．“上篮”是篮球中的一种动作，指进攻到篮下的位置跳起，把篮球升起接近篮筐的位置，再以单手将球投进．其中跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程．蹬地的过程中，运动员处于________状态；离地上升的过程中，不计空气阻力，运动员处于________状态（两空均选填“超重”、“失重”或“完全失重”）．
17．原来静止的升降机中站着一个人，当升降机竖直加速上升时，人对升降机底板的压力将___________（选填“增大”“减少”或“不变”）。
18．电梯中有一个倾角为θ的粗糙斜面，质量为m的物体静止在斜面上如图所示．当电梯静止时，物体受到的斜面的支持力为N0，斜面对它的静摩擦力为f0；当电梯经加速度a竖直向上做匀加速运动时，物体仍（相对）静止在斜面上；这时斜面对物体的支持力比N0增加了________________，斜面对物体的静摩擦力比f0增加了___________，物体“超重”__________________．
19．（1）在电梯中用弹簧测力计悬挂一物体，当电梯静止不动时，测力计的指针如图甲中题图所示，其示数为______N；
（2）当电梯向下加速运动时，测力计的指针如图乙中题图所示，已知重力加速度为，则此时电梯的加速度大小为______；
（3）在测力计旁边放上一把刻度尺，如图丙所示，可得此测力计中弹簧的劲度系数为______N/m。（第（2）（3）问的计算结果保留2位有效数字）
三、综合题（共4题）
20．某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.8N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度于B的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”，g取10m/s2。（规定：合力与加速度的的方向向上为正，向下为负）某同学实验后得到下列表格的数据，但不完整，请你帮忙完善：
指针所指位置 A C 0 B′
加速度/m/s2 -1 （______） 0 （______）
21．如图甲所示，用一细线悬挂一质量m=1.0kg的物块，在细线拉力F作用下，物块由静止开始竖直向上运动。某探究小组的同学用电脑描绘出物块运动的v-t图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。求∶
(1)物块在前4s内通过的位移；
(2)在前4s内细线对物块拉力F的最小值；在图丙所示的F-t坐标系中画出拉力F随时间t变化的图线。
22．如图所示，长L＝1.6m、质量M＝2kg的木板静置于光滑水平面上，质量m＝1kg的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.2。现对木板施加一水平向右的拉力F，取g＝10m/s2。
(1)求使物块不掉下去的最大拉力F；
(2)如果把这个板块模型放到竖直方向运动的升降机里，作用在木板上的拉力F＝12N恒定不变，要使物块不相对木板滑动，升降机的加速度ay应满足什么条件？如果升降机在下降，则升降机做什么性质的运动？
23．某同学在电梯中将质量为1kg的重物悬挂于力传感器下方，之后让电梯从一楼直接运动到十楼并停下。试在下列坐标中画出力传感器示数随时间变化的大致图像。
参考答案
1．C
【详解】
飞机向上加速直线运动的过程中加速度的方向向上，处于超重状态；飞机向上减速直线运动过程中加速度的方向向下，处于失重状态。因此，飞行员先处于超重状态，后处于失重状态，在飞行的过程中，飞行员所受重力不变，合力方向先向上，大小保持不变；后向下，大小也保持不变，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．C
【详解】
A．当弹丸合力为零时，速度达到最大。而在C处时，橡皮筋处于原长，此时只受重力作用，故A错误；
B．对弹丸受力分析，应用牛顿第二定律，有
由题意可知，从D到C过程中，F一直在减小，故存在一个二力平衡的位置，弹丸的加速度应该是先减小到零，然后反向增大，故B错误；
C．根据B项分析，重力小于弹力阶段，弹丸加速，重力大于弹力阶段，弹丸减速，故C正确；
D．根据C项分析，当弹丸加速时，加速度方向向上，处于超重；当弹丸减速时，加速度方向向下，处于失重，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
（1）据定滑轮特点：只改变力的方向，不改变力的大小，则物体保持静止时，绳子的拉力无论方向怎么变化，始终和物体的重力相等，则三个拉力大小的关系为F1=F2=F3；
（2）绳对滑轮的压力，据平行四边形法则得:设物体重力为G，则F1和G的合力FN1 如图1所示，大小为2G；F3和G的合力FN3如图3所示，大小为G；F2和G的合力FN2 如图2所示，大小处于前两者之间；由此可知FN1＞FN2＞FN3最终结果为F1=F2=F3 FN1＞FN2＞FN3.故选 C．
4．C
【详解】
AD．当电梯以大小为g的加速度匀减速下降时，人有向上的加速度为g，处于超重状态，人对测力计的压力大于人的重力，故AD错误；
BC．根据牛顿第二定律有
得
故B错误，C正确。
故选C。
5．C
【详解】
AB．在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，故AB两项错误；
CD．在慢慢加速的过程中，顾客受力如图
物体加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上；在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，即顾客受到扶梯的作用力方向竖直向上；故C正确，D错误。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
（1）座舱在自由下落的过程中，座舱和人都做自由落体运动，a=g，人处于完全失重状态，A错误；
（2）座舱在向下减速的过程中，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律，座舱里的人处于超重状态，B正确；
（3）座舱先处于完全失重，后处于超重状态，C、D错误．
故本题选B．
7．D
【详解】
上楼时，先向上加速，加速度方向向上，处于超重状态，再匀速，再向上减速，加速度方向向下，处于失重状态．故A、B错误；下楼时，先向向下加速，加速度方向向下，处于失重状态，再匀速，再向下减速，加速度方向向上，处于超重状态．故C错误，D正确．
8．D
【详解】
A．在0～5s内，从v-t图象可知，此时的加速度为正，说明电梯的加速度向上，此时人处于超重状态，故A错误；
B．5～10 s内，该同学做匀速运动，故其对电梯地板的压力等于他所受的重力，故B错误；
C．在10～20s内，电梯向上做匀减速运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误；
D．在20～25s内，电梯向下做匀加速运动，加速度向下，故处于失重状态度，故D正确．
故选D．
9．C
【分析】
对重物受力分析,根据牛顿第二定律得出重物的加速度大小和方向,从而得出电梯的加速度大小和方向,从而判断出电梯的运动规律.
【详解】
电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为10N,知重物的重力等于10N,则重物的质量为1kg，对重物有: ,解得 ,方向竖直向下,则电梯的加速度大小为,方向竖直向下.电梯可能向下做加速运动,也可能向上做减速运动. 人站在静止的地面上可以举起600N的重物，即人的最大承受力为600N，设人处在电梯中时最多能够举起的重物质量为 根据牛顿第二定律可知： ，解得： ，故C对；ABD错；
故选C
10．D
【详解】
试题分析：a照片中电梯静止不动，压力等于重力；b照片中压力大于重力，故是超重，加速度向下，可能加速上升，也可能减速下降，故A错误； c照片中压力等于重力，故加速度为零，电梯匀速直线运动，故B错误，C错误；d照片中压力小于重力，是失重，故加速度向下，故电梯可能处于减速上升状态，也可能处于加速下降状态，故D正确．
考点：牛顿运动定律的应用-超重和失重
11．A
【详解】
人先是加速下降，有向下的加速度，处于失重状态，此时的人对体重计的压力小于自身的重力；后是减速下降，有向上的加速度，处于超重状态，此时人对体重计的压力大于重力，最后静止，人对体重计的压力大小等于他的重力，故在下蹲的过程中，台秤的示数先变小后变大，最后等于他的重力。
故选A．
12．C
【解析】
试题分析：当弹性绳达到原长后，人只受重力，处于失重状态．故A错误；当弹性绳达到原长后，人只受重力，仍然向下加速；当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大．故B错误，C正确；当弹性绳弹力大于人的重力后，人才开始减速，所以减速的过程中人处于超重状态，故D错误．故选C.
考点：牛顿第二定律；超重和失重.
13．B
【详解】
对物体进行受力分析，有
解得
可知人的加速度大小也为2m/s2，方向竖直向上。由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律，有
故ACD错误，B正确。
故选B。
14．D
【解析】
由图乙的斜率表示加速度，则在0-1min和3-4min时间内的加速度最大，最大加速度大小是，故A错误；3～4min内减速下降和6～8min加速上升均会出现超重现象；而0～1 min和8～10min的加速度向下，是失重，故B错误；甲图是深度曲线，图中h3代表本次最大深度．第0-1min内做加速运动，位移：1=，1min时的速度：v1=at1=0.033×60=2m/s，1-3min时间内做匀速运动，位移：x2=v1t2=2×（3-1）×60m=240m，3-4min时间内做减速运动，根据运动的对称性，位移与加速阶段的位移大小相等，即：x3=x1=60m，下潜的总深度：h=x1+x2+x3=360m；故C错误；潜水器在上升阶段的平均速度大小为，故D正确；故选D.
15．C
【详解】
A．因为乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，弹力小于小球的重力，加速度向下，则乘客处于失重状态，A错误；
BC．根据牛顿第二定律
解得 ，方向向下，电梯可能减速上升，C正确，B错误；
D．根据牛顿第二定律
解得，乘客对电梯地板的压力为375N，D错误。
故选C。
16．超重 完全失重
【详解】
蹬地的过程中，运动员加速向上运动，加速度向上，处于超重状态；离地上升的过程中，不计空气阻力，运动员的加速度为向下的g，处于完全失重状态.
17．增大
【详解】
[1] 人静止时，重力大小等于支持力，升降机竖直加速上升时，有向上的加速度，升降机底板对人的支持力大小大于人的重力，根据牛顿第三定律，人对升降机底板的压力也大于人的重力，即人对升降机底板的压力增大。
18．
【详解】
静止时有 mgsinθ=f0 mgcosθ=N0
上升过程建立如图的坐标系：
对物体分析，在水平方向上有：Nsinθ=fcosθ，
在竖直方向上有：Ncosθ+fsinθ mg=ma，
联立解得f=m(g+a)sinθ，则N=m(g+a)cosθ.
斜面对物体的支持力比N0增加了N0'-N0=macosθ
斜面对物体的静摩擦力比f0增加了f0'-f0=masinθ
斜面对物体的作用力为F，根据牛顿第二定律：F-mg=ma，F=mg+ma
物体超重ma
19．3.00 0.98 62
【详解】
（1）[1]从甲图中可以看出测力计最小刻度为0.1N，应估读到百分位，所以指针所指刻度为3.00N；
（2）[2]乙图中测力计示数为2.70N，对重物由牛顿第二定律得
由（1）知物体重力为3.00N，所以解得
（3）[3]从丙图可以读出弹簧测力计悬挂物体静止不动时，弹簧的伸长量为
所以由胡克定律得
解得劲度系数为
20．-3 2
【详解】
[1]设
则弹簧长度变化x时，弹簧弹力变化为
物块质量为
当指针所指O点下方时，弹簧的弹力大于重力，重物处于超重状态，加速度向上；当指针所致指O点上方时，弹簧的弹力小于重力，重物处于失重状态，加速度向下，当指针指向A处时，有
方向向下，因取向下为负，所以表中填写-1m/s2，同理，当指针指向C处时，有
方向向下，因取向下为负，所以表中填写-3m/s2。
[2]当指针指向B′点时，有
方向向上，因取向上为正，所以表中填写2m/s2。
21．(1)12.5m；(2)7.5N，见解析
【详解】
(1) v-t图像的面积表示位移，可得物块在前4s内通过的位移为
(1)第1s内物体加速上升，由牛顿第二定律可得
由图乙可知a1=5m/s2，可得，第2s处于平衡状态，，最后2s减速上升，由图乙可知a1=2.5m/s2，由牛顿第二定律可得
可得，故在前4s内细线对物块拉力F的最小值为7.5N，F随时间t变化的图线如图所示
22．(1)F＝6N；(2)若要不滑动，要求升降机的加速度ay≥10m/s2，方向竖直向上；如果升降机在下降，则升降机在以ay≥10m/s2的加速度匀减速下降
【详解】
(1)物块不掉下去的最大拉力，其存在的临界条件必是物块与木板具有共同的最大加速度a1。
对物块，最大加速度
对整体，使物块不掉下去的最大拉力
F＝(M＋m)a1=6N
(2)当F＝12N时，若物块不掉下，设整体的水平加速度为a2
F＝(M＋m)a2
解得
a2＝4m/s2
物块此时受最大静摩擦力
fm=ma2=μFN
解得
FN=20N
物块处于超重状态，设恰好不滑动时，升降机竖直方向的加速度为a3，以竖直向上为正方向，则
FN-mg=ma3
解得
a3=10m/s2
若要不滑动，要求升降机的加速度
ay≥10m/s2
方向竖直向上。如果升降机在下降，则升降机在以ay≥10m/s2的加速度匀减速下降。
23．
【详解】
电梯从一楼运动到十楼过程中经历加速、匀速、减速过程，则在此过程中，重物经历超重、正常、失重，力传感器示数随时间变化的大致图像如下
一、选择题（共15题）
1．国庆70周年阅兵仪式上，我国空警-2000预警机和空军八一飞行表演队的8架歼-10战机进行飞行表演，飞机先爬升到一定高度，然后匀速通过天安门广场. 假设飞机在竖直方向分运动是向上先做加速直线运动后做减速直线运动，则在爬升过程中下列说法正确的是
A．飞行员所受的重力先增加后减小
B．飞行员所受的合力先增加后减小
C．飞行员先处于超重状态，后处于失重状态
D．飞行员一直处于超重状态
2．弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图，橡皮筋两端点固定在把手上，橡皮筋处于时恰好为原长状态，在处（连线的中垂线上）放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去，打击目标。现将弹丸竖直向上发射，则（ ）
A．弹丸在点达到最大速度
B．从到过程中，弹丸的加速度逐渐减小
C．从到过程中，弹丸的速度先增大后减小
D．从到过程中，弹丸处于超重状态
3．如图所示，用绳系一个物体绕过定滑轮，绳的一端在位置1、2、3时，绳的拉力分别为F1、F2、F3；绳对滑轮的压力大小分别为FN1、、，设物体始终静止，则（ ）
A．
B．
C．
D．
4．在静止的电梯里，质量为m的某人站在测力计上，当电梯以大小为g的加速度匀减速下降时，下列说法正确的是（ ）
A．此人对测力计的压力小于测力计对他的支持力
B．测力计示数为mg
C．测力计示数为mg
D．此人处于失重状态
5．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．顾客始终受到三个力的作用
B．顾客始终处于超重状态
C．顾客受到扶梯的作用力先指向右侧斜上方后竖直向上
D．在扶梯加速上升过程，顾客受到梯面的摩擦力指向右侧斜上方
6．一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，先让让座舱自由下落，落到一定位置时，制动系统启动，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．座舱在减速运动的过程中，人处于超重状态
C．座舱在整个运动过程中，人都处于失重状态
D．座舱在整个运动过程中，人都处于超重状态
7．一名学生为了体验超重和失重的感觉，从一楼乘电梯到十五楼，又从十五楼下到一楼，他的感觉是（ ）
A．上楼时先超重，然后正常
B．上楼时先失重，然后正常，最后超重
C．下楼时先失重，然后正常
D．下楼时先失重，然后正常，最后超重
8．某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的v-t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况（向上为正方向）．根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）
A．0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态
B．5～10s内，该同学对电梯地板的压力大于他所受的重力
C．10～20s内，观光电梯在减速下降，该同学处于超重状态
D．20～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
9．电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N，此人站在静止的地面上可以举起600N的重物（g取10m/s2）．关于电梯的运动以及此时人在电梯中最多可以举起多少千克的重物？以下说法正确的是：（ ）
A．电梯可能向上加速运动，此人可举起48kg重物
B．电梯可能向下加速运动，此人可举起48kg重物
C．电梯可能向上减速运动，此人可举起75kg重物
D．电梯可能向下减速运动，此人可举起75kg重物
10．在箱式电梯里的台秤秤盘上放着一物体，当电梯静止时，台秤的照片如图a所示，在电梯启动后的一段过程中，某人在不同时刻拍了b、c、d三张照片，如图所示．从这三张照片可判定（ ）
A．拍摄b照片时，电梯一定处于加速下降状态
B．拍摄c照片时，电梯可能处于减速上升状态
C．拍摄c照片时，电梯可能处于加速上升状态
D．拍摄d照片时，电梯可能处于减速上升状态
11．某人站在台秤上，从他向下蹲到静止的过程，台秤示数的变化情况是（ ）
A．先变小后变大，最后等于他的重力
B．先变大后变小，最后等于他的重力
C．变大，最后等于他的重力
D．变小，最后等于他的重力
12．某“蹦极”者从高高的跳台上跳下后，由于绑在身上的弹性绳很长，足以使他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”，当下落到一定距离时，人被拉伸的弹性绳向上拉起，之后又落下，如此反复，若不计空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．当弹性绳达到原长后，人处于超重状态
B．当弹性绳刚好达到原长时，人的速度最大
C．当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大
D．当弹性绳从原长到人达到最低点过程中，人处于失重状态
13．一个质量是50kg的人站在升降机的水平地板上，升降机的顶部悬挂着一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量是1kg的物体。当升降机向上运动时，该人看到弹簧秤的示数为12N，当地的重力加速度g为10m/s2，则此时人对升降机地板的压力大小是（ ）
A．612N B．600N
C．500N D．400N
14．我国“蛟龙号”在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面的10min内全过程的深度曲线甲和速度图象乙，下列说法中正确的是
A．全过程中最大加速度是0.025m/s2
B．潜水员感到超重发生在0~1 min和8~10min的时间段内
C．图中h3代表本次下潜最大深度，应为300m
D．潜水器在上升阶段的平均速度大小为1.5m/s
15．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球，电梯中有质量为50kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，已知重力加速度g=10m/s2，由此可判断（ ）
A．乘客处于超重状态
B．电梯可能加速下降，加速度大小为5m/s2
C．电梯可能减速上升，加速度大小为2.5m/s2
D．乘客对电梯地板的压力为625N
二、填空题（共4题）
16．篮球是一项很受欢迎的运动．“上篮”是篮球中的一种动作，指进攻到篮下的位置跳起，把篮球升起接近篮筐的位置，再以单手将球投进．其中跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程．蹬地的过程中，运动员处于________状态；离地上升的过程中，不计空气阻力，运动员处于________状态（两空均选填“超重”、“失重”或“完全失重”）．
17．原来静止的升降机中站着一个人，当升降机竖直加速上升时，人对升降机底板的压力将___________（选填“增大”“减少”或“不变”）。
18．电梯中有一个倾角为θ的粗糙斜面，质量为m的物体静止在斜面上如图所示．当电梯静止时，物体受到的斜面的支持力为N0，斜面对它的静摩擦力为f0；当电梯经加速度a竖直向上做匀加速运动时，物体仍（相对）静止在斜面上；这时斜面对物体的支持力比N0增加了________________，斜面对物体的静摩擦力比f0增加了___________，物体“超重”__________________．
19．（1）在电梯中用弹簧测力计悬挂一物体，当电梯静止不动时，测力计的指针如图甲中题图所示，其示数为______N；
（2）当电梯向下加速运动时，测力计的指针如图乙中题图所示，已知重力加速度为，则此时电梯的加速度大小为______；
（3）在测力计旁边放上一把刻度尺，如图丙所示，可得此测力计中弹簧的劲度系数为______N/m。（第（2）（3）问的计算结果保留2位有效数字）
三、综合题（共4题）
20．某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.8N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度于B的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”，g取10m/s2。（规定：合力与加速度的的方向向上为正，向下为负）某同学实验后得到下列表格的数据，但不完整，请你帮忙完善：
指针所指位置 A C 0 B′
加速度/m/s2 -1 （______） 0 （______）
21．如图甲所示，用一细线悬挂一质量m=1.0kg的物块，在细线拉力F作用下，物块由静止开始竖直向上运动。某探究小组的同学用电脑描绘出物块运动的v-t图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。求∶
(1)物块在前4s内通过的位移；
(2)在前4s内细线对物块拉力F的最小值；在图丙所示的F-t坐标系中画出拉力F随时间t变化的图线。
22．如图所示，长L＝1.6m、质量M＝2kg的木板静置于光滑水平面上，质量m＝1kg的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.2。现对木板施加一水平向右的拉力F，取g＝10m/s2。
(1)求使物块不掉下去的最大拉力F；
(2)如果把这个板块模型放到竖直方向运动的升降机里，作用在木板上的拉力F＝12N恒定不变，要使物块不相对木板滑动，升降机的加速度ay应满足什么条件？如果升降机在下降，则升降机做什么性质的运动？
23．某同学在电梯中将质量为1kg的重物悬挂于力传感器下方，之后让电梯从一楼直接运动到十楼并停下。试在下列坐标中画出力传感器示数随时间变化的大致图像。
参考答案
1．C
【详解】
飞机向上加速直线运动的过程中加速度的方向向上，处于超重状态；飞机向上减速直线运动过程中加速度的方向向下，处于失重状态。因此，飞行员先处于超重状态，后处于失重状态，在飞行的过程中，飞行员所受重力不变，合力方向先向上，大小保持不变；后向下，大小也保持不变，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．C
【详解】
A．当弹丸合力为零时，速度达到最大。而在C处时，橡皮筋处于原长，此时只受重力作用，故A错误；
B．对弹丸受力分析，应用牛顿第二定律，有
由题意可知，从D到C过程中，F一直在减小，故存在一个二力平衡的位置，弹丸的加速度应该是先减小到零，然后反向增大，故B错误；
C．根据B项分析，重力小于弹力阶段，弹丸加速，重力大于弹力阶段，弹丸减速，故C正确；
D．根据C项分析，当弹丸加速时，加速度方向向上，处于超重；当弹丸减速时，加速度方向向下，处于失重，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
（1）据定滑轮特点：只改变力的方向，不改变力的大小，则物体保持静止时，绳子的拉力无论方向怎么变化，始终和物体的重力相等，则三个拉力大小的关系为F1=F2=F3；
（2）绳对滑轮的压力，据平行四边形法则得:设物体重力为G，则F1和G的合力FN1 如图1所示，大小为2G；F3和G的合力FN3如图3所示，大小为G；F2和G的合力FN2 如图2所示，大小处于前两者之间；由此可知FN1＞FN2＞FN3最终结果为F1=F2=F3 FN1＞FN2＞FN3.故选 C．
4．C
【详解】
AD．当电梯以大小为g的加速度匀减速下降时，人有向上的加速度为g，处于超重状态，人对测力计的压力大于人的重力，故AD错误；
BC．根据牛顿第二定律有
得
故B错误，C正确。
故选C。
5．C
【详解】
AB．在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，故AB两项错误；
CD．在慢慢加速的过程中，顾客受力如图
物体加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上；在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，即顾客受到扶梯的作用力方向竖直向上；故C正确，D错误。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
（1）座舱在自由下落的过程中，座舱和人都做自由落体运动，a=g，人处于完全失重状态，A错误；
（2）座舱在向下减速的过程中，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律，座舱里的人处于超重状态，B正确；
（3）座舱先处于完全失重，后处于超重状态，C、D错误．
故本题选B．
7．D
【详解】
上楼时，先向上加速，加速度方向向上，处于超重状态，再匀速，再向上减速，加速度方向向下，处于失重状态．故A、B错误；下楼时，先向向下加速，加速度方向向下，处于失重状态，再匀速，再向下减速，加速度方向向上，处于超重状态．故C错误，D正确．
8．D
【详解】
A．在0～5s内，从v-t图象可知，此时的加速度为正，说明电梯的加速度向上，此时人处于超重状态，故A错误；
B．5～10 s内，该同学做匀速运动，故其对电梯地板的压力等于他所受的重力，故B错误；
C．在10～20s内，电梯向上做匀减速运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误；
D．在20～25s内，电梯向下做匀加速运动，加速度向下，故处于失重状态度，故D正确．
故选D．
9．C
【分析】
对重物受力分析,根据牛顿第二定律得出重物的加速度大小和方向,从而得出电梯的加速度大小和方向,从而判断出电梯的运动规律.
【详解】
电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为10N,知重物的重力等于10N,则重物的质量为1kg，对重物有: ,解得 ,方向竖直向下,则电梯的加速度大小为,方向竖直向下.电梯可能向下做加速运动,也可能向上做减速运动. 人站在静止的地面上可以举起600N的重物，即人的最大承受力为600N，设人处在电梯中时最多能够举起的重物质量为 根据牛顿第二定律可知： ，解得： ，故C对；ABD错；
故选C
10．D
【详解】
试题分析：a照片中电梯静止不动，压力等于重力；b照片中压力大于重力，故是超重，加速度向下，可能加速上升，也可能减速下降，故A错误； c照片中压力等于重力，故加速度为零，电梯匀速直线运动，故B错误，C错误；d照片中压力小于重力，是失重，故加速度向下，故电梯可能处于减速上升状态，也可能处于加速下降状态，故D正确．
考点：牛顿运动定律的应用-超重和失重
11．A
【详解】
人先是加速下降，有向下的加速度，处于失重状态，此时的人对体重计的压力小于自身的重力；后是减速下降，有向上的加速度，处于超重状态，此时人对体重计的压力大于重力，最后静止，人对体重计的压力大小等于他的重力，故在下蹲的过程中，台秤的示数先变小后变大，最后等于他的重力。
故选A．
12．C
【解析】
试题分析：当弹性绳达到原长后，人只受重力，处于失重状态．故A错误；当弹性绳达到原长后，人只受重力，仍然向下加速；当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大．故B错误，C正确；当弹性绳弹力大于人的重力后，人才开始减速，所以减速的过程中人处于超重状态，故D错误．故选C.
考点：牛顿第二定律；超重和失重.
13．B
【详解】
对物体进行受力分析，有
解得
可知人的加速度大小也为2m/s2，方向竖直向上。由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律，有
故ACD错误，B正确。
故选B。
14．D
【解析】
由图乙的斜率表示加速度，则在0-1min和3-4min时间内的加速度最大，最大加速度大小是，故A错误；3～4min内减速下降和6～8min加速上升均会出现超重现象；而0～1 min和8～10min的加速度向下，是失重，故B错误；甲图是深度曲线，图中h3代表本次最大深度．第0-1min内做加速运动，位移：1=，1min时的速度：v1=at1=0.033×60=2m/s，1-3min时间内做匀速运动，位移：x2=v1t2=2×（3-1）×60m=240m，3-4min时间内做减速运动，根据运动的对称性，位移与加速阶段的位移大小相等，即：x3=x1=60m，下潜的总深度：h=x1+x2+x3=360m；故C错误；潜水器在上升阶段的平均速度大小为，故D正确；故选D.
15．C
【详解】
A．因为乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，弹力小于小球的重力，加速度向下，则乘客处于失重状态，A错误；
BC．根据牛顿第二定律
解得 ，方向向下，电梯可能减速上升，C正确，B错误；
D．根据牛顿第二定律
解得，乘客对电梯地板的压力为375N，D错误。
故选C。
16．超重 完全失重
【详解】
蹬地的过程中，运动员加速向上运动，加速度向上，处于超重状态；离地上升的过程中，不计空气阻力，运动员的加速度为向下的g，处于完全失重状态.
17．增大
【详解】
[1] 人静止时，重力大小等于支持力，升降机竖直加速上升时，有向上的加速度，升降机底板对人的支持力大小大于人的重力，根据牛顿第三定律，人对升降机底板的压力也大于人的重力，即人对升降机底板的压力增大。
18．
【详解】
静止时有 mgsinθ=f0 mgcosθ=N0
上升过程建立如图的坐标系：
对物体分析，在水平方向上有：Nsinθ=fcosθ，
在竖直方向上有：Ncosθ+fsinθ mg=ma，
联立解得f=m(g+a)sinθ，则N=m(g+a)cosθ.
斜面对物体的支持力比N0增加了N0'-N0=macosθ
斜面对物体的静摩擦力比f0增加了f0'-f0=masinθ
斜面对物体的作用力为F，根据牛顿第二定律：F-mg=ma，F=mg+ma
物体超重ma
19．3.00 0.98 62
【详解】
（1）[1]从甲图中可以看出测力计最小刻度为0.1N，应估读到百分位，所以指针所指刻度为3.00N；
（2）[2]乙图中测力计示数为2.70N，对重物由牛顿第二定律得
由（1）知物体重力为3.00N，所以解得
（3）[3]从丙图可以读出弹簧测力计悬挂物体静止不动时，弹簧的伸长量为
所以由胡克定律得
解得劲度系数为
20．-3 2
【详解】
[1]设
则弹簧长度变化x时，弹簧弹力变化为
物块质量为
当指针所指O点下方时，弹簧的弹力大于重力，重物处于超重状态，加速度向上；当指针所致指O点上方时，弹簧的弹力小于重力，重物处于失重状态，加速度向下，当指针指向A处时，有
方向向下，因取向下为负，所以表中填写-1m/s2，同理，当指针指向C处时，有
方向向下，因取向下为负，所以表中填写-3m/s2。
[2]当指针指向B′点时，有
方向向上，因取向上为正，所以表中填写2m/s2。
21．(1)12.5m；(2)7.5N，见解析
【详解】
(1) v-t图像的面积表示位移，可得物块在前4s内通过的位移为
(1)第1s内物体加速上升，由牛顿第二定律可得
由图乙可知a1=5m/s2，可得，第2s处于平衡状态，，最后2s减速上升，由图乙可知a1=2.5m/s2，由牛顿第二定律可得
可得，故在前4s内细线对物块拉力F的最小值为7.5N，F随时间t变化的图线如图所示
22．(1)F＝6N；(2)若要不滑动，要求升降机的加速度ay≥10m/s2，方向竖直向上；如果升降机在下降，则升降机在以ay≥10m/s2的加速度匀减速下降
【详解】
(1)物块不掉下去的最大拉力，其存在的临界条件必是物块与木板具有共同的最大加速度a1。
对物块，最大加速度
对整体，使物块不掉下去的最大拉力
F＝(M＋m)a1=6N
(2)当F＝12N时，若物块不掉下，设整体的水平加速度为a2
F＝(M＋m)a2
解得
a2＝4m/s2
物块此时受最大静摩擦力
fm=ma2=μFN
解得
FN=20N
物块处于超重状态，设恰好不滑动时，升降机竖直方向的加速度为a3，以竖直向上为正方向，则
FN-mg=ma3
解得
a3=10m/s2
若要不滑动，要求升降机的加速度
ay≥10m/s2
方向竖直向上。如果升降机在下降，则升降机在以ay≥10m/s2的加速度匀减速下降。
23．
【详解】
电梯从一楼运动到十楼过程中经历加速、匀速、减速过程，则在此过程中，重物经历超重、正常、失重，力传感器示数随时间变化的大致图像如下