5.5超重与失重基础巩固-2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册（word版含答案）

5.5超重与失重基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第一册
一、选择题（共15题）
1．我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景如图所示。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　）
A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态
B．飞船加速下落时，宇航员处于失重状态
C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力小于其重力
D．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力
2．日常生活中乘坐电梯时，或者站在体重计上做下蹲动作时，往往会发现体重计示数会发生变化，这就是我们常说的超重和失重现象。现在有一个同学站在力学传感器上完成下蹲动作，力学传感器示数变化如图所示。下蹲过程中合力方向是如何变化的（ ）
A．先向下后向上 B．先向上后向下
C．一直向上 D．一直向下
3．人站在电梯内的体重计上，当体重计示数增大时，可能的原因是（ ）
A．电梯匀速上升 B．电梯匀减速上升 C．电梯匀减速下降 D．电梯匀加速下降
4．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，并预计在轨运行6个月。12月9日下午3点40分，三位航天员进行了中国空间站首次太空授课，并展示了在完全失重的环境下出现的奇妙现象（如图所示）：水滴在表面张力作用下收缩成一个完美水球；浸在水中的乒乓球因浮力消失而不会浮出水面等等。下列说法正确的是（　　）
A．航天员在空间站中失去重力，站在体重计无法称量体重
B．航天员在太空跑步机上锻炼时对跑步机有压力作用，不需要佩戴束缚装置
C．在空间站将装满水的杯子转动至杯口朝下，水会自动流出
D．运载火箭加速上升时，航天员处于超重状态
5．在箱式电梯里的台秤秤盘上放着一物体，在电梯运动过程中，某人在不同时刻拍摄了甲、乙、丙三张照片，如图所示，其中乙为电梯匀速运动时的照片。从这三张照片可判定(　　)
A．拍摄甲照片时，电梯一定处于加速下降状态
B．拍摄丙照片时，电梯一定处于减速上升状态
C．拍摄丙照片时，电梯可能处于加速上升状态
D．拍摄甲照片时，电梯可能处于减速下降状态
6．如图所示，一斜面固定在水平地面上，一个物块以一定的初速度从斜面的底端沿斜面向上运动。在物块沿斜面上滑过程中，关于物块的受力情况，下列说法正确的是
A．物块处于超重状态
B．物块受到4个力的作用
C．物块受到沿斜面向上的动力的作用
D．物块受到沿斜面向下的摩擦力的作用
7．2019年10月在我国武汉举行的第7届世界军人运动会中，中国跳水队获得男子双人10米台金牌。运动员从开始下落到入水前的运动可近似看作自由落体运动。在此过程中（　　）
A．运动员处于失重状态
B．运动员将感觉到水面匀速靠近
C．前一半位移用时短，后一半位移用时长
D．前一半时间内位移大，后一半时间内位移小
8．2020年11月10日由我国自主研发的载人潜水器“奋斗号”在马里亚纳海沟成功探底，探底深度为。下列关于潜水器说法正确的是（　　）
A．加速下潜时处于失重状态 B．匀速下潜时处于完全失重状态
C．减速下潜时处于失重状态 D．上升过程始终处于超重状态
9．如图所示，小明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5 kg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40 N，已知小明的质量为60 kg，g取10 m/s2．下列说法正确的是( )
A．升降机正在向上减速，小明处于超重状态
B．A物体的重力和弹簧测力计对A物体的拉力是一对平衡力
C．此时升降机的加速度大小为0.2 m/s2
D．小明对地板的作用力大小为480 N，方向竖直向下
10．如图所示的装置中，重4 N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置保持静止，斜面的倾角为30°，被固定在测力计上，如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断物块下滑时，与稳定时比较，测力计的读数(g＝10 m/s2)(　　)
A．增加4 N B．增加3 N C．减少1 N D．不变
11．如图所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。她稳定站立时，体重计的示数为A0，关于实验现象，下列说法正确的是（　　）
A．“起立”过程，体重计的示数一直大于A0
B．“下蹲”过程，体重计的示数一直小于A0
C．“下蹲”过程，一定出现了超重和失重现象
D．“起立”的过程，先出现失重现象后出现超重现象
12．李华同学站在装有力的传感器的体重计上，传感器与计算机连接（图中未画出）。她先突然下蹲然后再突然站起的过程中对体重计的压力示数随时间变化如图所示。下列对该同学下蹲和站起过程分析正确的是（　　）
A．下蹲过程人对体重计的压力始终大于重力
B．站起过程人对体重计的压力始终小于重力
C．下蹲超重阶段，该同学的加速度先增大后减小
D．站起失重阶段，该同学的加速度一直减小
13．若同学在地面向上跳起，则他在空中（　　）
A．一直处于超重状态
B．上升时处于超重状态，下降时处于失重状态
C．一直处于失重状态
D．上升时处于失重状态，下降时处于超重状态
14．如图所示，商场常见的智能化自动扶梯，无人乘行时，扶梯运行得很慢；当一顾客站上扶梯的水平踏板下楼时，扶梯先匀加速一段时间，后匀速运动。下列说法中正确的是（　　）
A．顾客始终受到两个力的作用
B．扶梯对人的支持力始终小于人的重力
C．加速阶段，人对扶梯踏板的摩擦力方向水平向右
D．加速阶段，扶梯对顾客作用力的方向沿电梯斜向左下
15．某同学站在上升的电梯内，已知该同学体重为600N，在电梯减速直至停止前的过程中，以下说法正确的是（g取10m/s2）（　　）
A．该同学对电梯地板压力等于600 N B．该同学体重小于600 N
C．该同学对电梯地板压力大于600 N D．该同学对电梯地板压力小于600 N
二、填空题（共4题）
16．完全失重
（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）______的状态。
（2）产生条件：a＝g，方向______。
17．质量为m的小球挂在电梯的天花板上，电梯在以大小为的加速度向下加速度运动的过程中，小球处于___________状态，绳子拉力为___________。
18．某人在匀加速下降的电梯中随电梯向下运动，那么此人处于________状态。（填“超重”或“失重”）
19．一学生做如下实验：将力传感器悬挂在某一装置下面，力传感器下挂一物体，力传感器接在数据采集器上，并与计算机相连，然后通过该装置使力传感器和物体一起向上运动了一段距离。在此过程中计算机屏幕上出现如图所示的图线。
(1)由图线可知，物体加速运动的时间段是______，减速运动的时间段是______。
(2)由图线可知，物体运动的最大加速度值为______。
三、综合题（共4题）
20．如图所示是某药房机器人搬送药瓶的示意图，药瓶放在水平托盘中，机器人从一个柜台沿直线运送到另一个柜台．已知机器人先由静止开始匀加速运动时间，速度达到后，接着匀速运动时间，最后以加速做匀减速运动，速度减为时刚好到达另一柜台．已知每个药瓶的质量，运动过程中药瓶与机器人始终保持相对静止．
(1)求匀加速运动过程中的加速度大小；
(2)求匀减速运动过程中每个药瓶受到的摩擦力大小；
(3)求整个运动过程中的平均速度大小．
21．美国国家航空航天局（NASA）有一项面向大学生的“微重力学生飞行挑战计划”，学生以团队形式提交自己设计的微重力实验方案，获胜的队伍会受邀到约翰逊航天中心，乘坐飞机到达高空，然后飞机由静止开始下落，以模拟微重力环境。下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍。这样，可以获得持续约之久的失重状态，大学生们便在这段时间内进行关于微重力影响的实验。紧接着，飞艇又做匀减速运动。若飞艇离地面的高度不得低于，重力加速度取。试求：
（1）飞艇在内下落的高度。
（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是重力的多少倍。
22．某航空公司的架客机在正常航线上水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10s内下降了1700 m如果只研究客机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，取，试通过计算回答问题：
（1）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力才能使乘客不脱离座椅
（2）未系安全带的乘客，相对于机舱向什么方向运动 最可能受到伤害的是人体的什么部位
23．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0.9N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为C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”。请在图中0刻度线以上的两根长刻度线旁和0刻度线以下的两根长刻度线旁（除0以外的共4根长刻度线旁），标注加速度的大小，示数的单位用m/s2表示，加速度的方向向上为正、向下为负___________。
参考答案
1．B
2．A
3．C
4．D
5．D
6．D
7．A
8．A
9．D
10．C
11．C
12．C
13．C
14．C
15．D
16．等于零 竖直向下
17．失重
18．失重
19．0.05-0.15 0.20-0.30 3.2
20．(1)；(2)1.0N；(3)
21．（1）3000m；（2）1.48
22．（1）2.4 （2）向上 头部
23．
由题意知，固定在弹簧上的重物的质量为
当电梯加速下运动时，重物处于失重，指针向上移动，如果停留在C的位置，由牛顿第二定律得
代入数据，解得
方向竖直向下，为负。
如果指针指在C和0刻度的中间，分析可知弹力。由牛顿第二定律得
解得
方向竖直向下，为负。由对称可得0刻度以下的加速度。综上所述，得竖直加速度测量仪的刻度值如下