5.5超重与失重同步练习 （word版含答案）

鲁科版 （2019）必修一 5.5 超重与失重 同步练习
一、单选题
1．某次救灾演习中，救援直升机悬停在空中，机上工作人员将装有救灾物质的箱子投出，已知箱子下落的初速度为零下落过程中箱子所受的空气阻力不计。启程中，箱子始终保持投放时的状态，则下落过程中，以下说法正确的是（　　）
A．物资处于超重状态
B．物资仅受重力作用
C．物资受箱子的支持力逐渐减小
D．由静止开始，箱子在持续相同的时间内位移比为1∶2∶3
2．如图所示，原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。训练过程中，运动员先由静止下蹲一段距离，然后发力跳起摸到了一定的高度。关于摸高过程中各阶段的分析正确的是（　　）
A．运动员到达最高点时处于平衡状态
B．运动员离开地面后始终处于失重状态
C．运动员离开地面后在上升过程中处于超重状态
D．运动员能从地面起跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力
3．下列说法中正确的是（　　）
A．东京奥运会女子双人跳台决赛中，陈芋汐、张家齐在空中加速下落时，处于超重状态
B．陈芋汐/张家齐在空中加速下落时，不受重力作用
C．游乐场中的升降机加速上升时，升降机中的乘客处于超重状态
D．游乐场中的升降机加速上升时，升降机中的乘客处于失重状态
4．东京奥运会已经结束，但中国运动健儿们的背影却使人不能忘却。他们雄姿英发的背影，展现着青春的活力，他们在赛场上的拼搏与努力，使中国赢得了一块又一块的金牌，打破了一项又一项的记录，他们彰显了中国精神！跳台跳水可简化为如下的运动过程，运动员从跳台上斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在空中上升过程中处于超重状态
B．运动员在空中上升过程中处于失重状态
C．运动员在空中运动到最高点时加速度为0
D．入水过程中，水对运动员的作用力大于运动员对水的作用力
5．小明利用台秤测量电梯在加速和减速过程中的加速度。他站在置于电梯地板的台秤上面，当电梯静止时，台秤示数为50kg；电梯加速上升时，台秤示数为60kg；电梯减速上升时，台秤示数为40kg。重力加速度g=10m/s2，则电梯（　　）
A．加速过程的加速度大小为2m/s2
B．减速过程的加速度大小为0.2m/s2
C．上升过程一直处于超重状态
D．上升过程一直处于失重状态
6．某校把跳长绳作为一项常规运动项目，其中一种运动方式为，一支队伍抽12人一起进长绳，计同步一起跳的个数，在2021年的比赛中该校2023届潮勇班一次性跳了59下并打破记录，根据跳绳的过程中情景，下列说法正确的是（　　）
A．学生起跳离开地面前的瞬间，学生受到的重力与地面对学生的支持力大小相等
B．学生起跳离开地面前的瞬间，学生处于失重状态
C．学生起跳离开地面前的瞬间，学生对地面的压力就是学生受到重力
D．学生从最高点开始下落的过程中，先处于完全失重，再处于失重最后再处于超重状态
7．2021年12月9日15点40分，“天宫课堂”第一课正式开启。航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲，并面向全球直播。关于空间站中的航天员，下列说法正确的是（　　）
A．空间站中的航天员不具有惯性
B．航天员在空间站时具有的惯性比在地面上时小
C．空间站发射时航天员处于失重状态
D．空间站发射时航天员处于超重状态
8．如图所示，质量为m的小球挂在电梯的天花板上。电梯在以大小为g的加速度向下加速运动，小球（ ）
A．处于失重状态，所受拉力为mg B．处于失重状态，所受拉力为mg
C．处于超重状态，所受拉力为mg D．处于失重状态，所受拉力为mg
9．小王同学家住15楼，某次小王从1楼坐电梯回家的过程中，下列分析正确的是（　　）
A．电梯从1楼启动的过程中小王同学处于超重状态
B．电梯到达15楼之前制动的过程中小王同学处于超重状态
C．小王同学一直处于超重状态
D．因为小王同学的质量不变，所以没有发生超重和失重现象
10．港珠澳大桥是世界上里程最长、寿命最长、钢结构最大、施工难度最大、沉管隧道最长、技术含量最高、科学专利最多的跨海大桥，大桥工程的技术及设备规模创造了多项世界纪录。建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道的质量约8万吨，相当于一艘中型航母的质量。若将沉管向下沉放过程看成减速运动，关于此过程，下列说法正确的是（　　）
A．沉管所受的合力为0 B．沉管所受合力不为0，且方向向下
C．沉管处于超重状态 D．沉管处于失重状态
11．下列运动状态中，物体处于超重状态的是（　　）
A．和电梯一起加速下降的物体 B．和电梯一起减速上升的物体
C．和电梯一起减速下降的物体 D．和电梯一起匀速运动的物体
12．2021年5月15日，我国天问一号着陆器成功着陆火星表面，其运动过程可以简化为：脱离环绕器后分别经历气动减速、降落伞减速和动力减速三个阶段，接着在距离火星表面约100米处悬停，经过对着陆点的探测，最后匀速平稳着陆。若着陆全程可视为竖直方向的运动，则下列说法正确的是（　　）
A．随环绕器绕火星运行阶段，着陆器处于超重状态
B．减速下降阶段，着陆器处于完全失重状态
C．悬停阶段，着陆器不受力
D．匀速下降阶段，着陆器处于平衡状态
13．东京奥运会已经结束，但中国运动健儿们的背影却使人不能忘却。他们雄姿英发的背影，展现着青春的活力，他们在赛场上的拼搏与努力，使中国赢得了一块又一块的金牌，打破了一项又一项的记录，他们彰显了中国精神！跳台跳水可简化为如下的运动过程，运动员从跳台上斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在空中上升过程中处于超重状态
B．运动员在空中上升过程中处于失重状态
C．运动员在空中运动到最高点时加速度为0
D．入水过程中，水对运动员的作用力大于运动员对水的作用力
14．如图所示，一个小球用竖直悬挂的轻绳和斜向下的轻质弹簧栓接在一起处于静止状态，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧可能处于拉伸状态
B．剪掉轻绳的瞬间，小球处于完全失重状态
C．剪掉轻绳的瞬间，小球的加速度大于g
D．剪掉细绳以后小球将向下摆动做圆周运动
15．如图所示，在倾斜的直杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向。则该过程中（　　）
A．悬绳对物体的拉力与物体的重力是一对平衡力
B．物体做加速运动
C．物体处于超重状态
D．环只受两个力作用
二、填空题
16．某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个竖直方向运动的电梯里，最多能举起质量为80kg的物体，那么此时电梯的加速度大小应为________m/s2，方向为__________（g=10m/s2）。
17．视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的______。
18．中国第二艘载人航天飞船“神舟六号”于2005年10月12日上午九点，在酒泉卫星发射中心成功发射，顺利升空．40岁的费俊龙和41岁的聂海胜胜利完成了围绕地球飞行5天的航天任务．火箭发射升空的过程中，他们处于________状态；载人舱返回地面的过程中，他们处在________状态．（均选填“超重”或“失重”）
19．一质量为m的小球， 用细线悬挂在电梯的天花板上， 当电梯以g（g为重力加速度）的加速度竖直下降时， 则物体处于________状态（填“超重”或“失重”）。细线对物体的拉力为____________。
三、解答题
20．如图所示，某人乘坐电梯正在向上运动。
(1)电梯启动瞬间加速度沿什么方向？人受到的支持力比其重力大还是小？电梯匀速向上运动时，人受到的支持力比其重力大还是小？
(2)电梯将要到达目的地减速运动时加速度沿什么方向？人受到的支持力比其重力大还是小？
21．有登山爱好者攀登泰山时，被泰山雄伟磅礴的气势所震撼，同时他进行了一个大胆的设想：在泰山半山腰最艰险之处安装观光电梯。考虑到人们的身体感受，要求电梯的最大速度是10m/s，从底部到顶部只需40s，电梯运行过程中会经历匀加速、匀速、匀减速三个过程，其中匀加速过程中加速度为0.8m/s ，已知重力加速度取10m/s ，结果均保留一位小数。
（1）电梯内放一台秤，静止时，该登山者站在台秤上的示数为60.0kg，如果电梯加速，那么台秤的示数是多少？
（2）若加速、减速的加速度大小相等，求在电梯减速阶段该登山者对电梯的压力，以及电梯总共上升的高度。
22．在电梯中，把一物体置于水平台秤上，台秤与力传感器相连，电梯先从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系图像，如图所示（g取10 m/s2），则：
（1）电梯在启动阶段经历了多长时间的加速上升过程？
（2）该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？
（3）算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？
23．在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时，传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图象如图所示。试由此图回答问题（g取10 m/s2）
(1)该物体的重力是多少；电梯在超重和失重时物体的重力是否变化；
(2)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大。
24．如图所示，物体A 的质量mA＝1kg．静止在光滑水平面上的平扳B质量为mB＝2kg，长为L＝5m，某时刻A以vO=7m/s向左的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，立即给B施加一个水平向左的拉力F，忽略物体A的大小．已知A与B之间时动摩擦因数μ=0.3，取重力加速度g=10m/s2．求：
(1)若F＝5N，物件A在小车上运动时相对小车向左滑行的最大距离
(2)如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
ABC．箱子在空中只受重力作用，加速度为竖直向下的g，处于完全失重状态，物资与箱子之间没有相互的弹力作用，所以AC错误，B正确；
D．初速为零的匀加速的直线运动，在连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5…，故D错误。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
A．运动员到达最高点时只受重力作用，有竖直向下的加速度，a=g，处于完全失重状态，故A错误；
BC．运动员离开地面后，所受合力向下（不考虑空气阻力合力就是重力，a=g；考虑空气阻力，上升阶段阻力也向下，合力向下，a>g，下降阶段阻力向上但小于重力，合力还是向下，aD．地面对人的支持力与人对地面的压力是作用力与反作用力的关系，一定是等大反向的，故D错误。
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
AB．陈芋汐、张家齐在空中加速下落时，加速度向下，处于完全失重状态，只受重力作用，故AB错误；
CD．游乐场中的升降机加速上升时，升降机中的乘客受到的支持力大于重力，处于超重状态，故C正确，D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
AB．运动员在空中只受重力，则运动员处于完全失重状态，A错误、B正确；
C．运动员在空中运动到最高点时受重力，加速度为g，C错误；
D．入水过程中，水对运动员的作用力与运动员对水的作用力是一对相互作用力，大小相等方向相反，D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
A．加速过程的加速度大小为
A正确；
B．减速过程的加速度大小为
B错误；
CD．加速上升过程处于超重状态，减速上升过程处于失重状态，CD错误；
故选A。
6．D
【解析】
【详解】
AB．学生起跳离开地面前的瞬间，学生有向上的加速度，处于超重状态，根据牛顿第二定律知学生受到的重力小于地面对学生的支持力，故AB错误；
C．学生起跳离开地面前的瞬间，学生对地面的压力施力物体是人受力物体是接触的地面，而学生受到的重力的施力物体是地球，不是同一个力，C错误；
D．学生从最高点开始下落的过程中，先向下加速，然后加速度减小加速，再加速度改变方向，向下减速到速度为零，加速度先向下减小，然后向上增大，所以先处于完全失重，接着处于失重，最后再处于超重状态，D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
AB．惯性是物体的固有属性，只与物体本身质量有关，与状态、位置均无关，故AB错误；
CD．空间站发射时具有向上的加速度，所以空间站发射时航天员处于超重状态，故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
小球挂在电梯的天花板上，受到重力mg和绳的拉力T，以大小为g的加速度向下加速运动，由牛顿第二定律可得
因此小球处于失重状态，所受拉力为mg，ACD错误，B正确。
故选B。
9．A
【解析】
【详解】
A．电梯从1楼启动的过程中，小王同学向上加速，处于超重状态，故A正确；
B．电梯到达15楼之前制动的过程中，小王同学向上减速，处于失重状态，故B错误；
CD．由AB选项可知CD错误；
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
沉管向下沉放过程看成减速运动，则加速度向上，沉管处于超重状态；根据牛顿第二定律可知，沉管所受合力不为0，且方向向上。
故选C。
11．C
【解析】
【详解】
A．和电梯一起加速下降的物体，加速度向下，处于失重状态，选项A错误；
B．和电梯一起减速上升的物体，加速度向下，处于失重状态，选项B错误；
C．和电梯一起减速下降的物体，加速度向上，处于超重状态，选项C正确；
D．和电梯一起匀速运动的物体，加速度为零，既不失重也不超重，选项D错误。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
A．随环绕器绕火星运行阶段，着陆器处于失重状态，故A错误；
B．减速下降阶段，加速度方向向上，着陆器处于超重状态，故B错误；
C．悬停阶段，着陆器受火星对其的引力和反向推力，处于平衡状态，故C错误；
D．匀速下降阶段，着陆器受力平衡，处于平衡状态，故D正确。
故选D。
13．B
【解析】
【详解】
AB．运动员在空中只受重力，则运动员处于完全失重状态，A错误、B正确；
C．运动员在空中运动到最高点时受重力，加速度为g，C错误；
D．入水过程中，水对运动员的作用力与运动员对水的作用力是一对相互作用力，大小相等方向相反，D错误。
故选B。
14．B
【解析】
【详解】
A．轻绳竖直向上拉小球，弹簧对小球没有作用力，故A错误；
BC．剪掉轻绳的瞬间，小球只受重力作用，加速度等于g，处于完全失重状态，故B正确，C错误；
D．剪掉细绳以后小球将向下运动，压缩弹簧，弹簧对小球产生支持力，不是绕弹簧做圆周运动，故D错误。
故选B。
15．A
【解析】
【详解】
ABC．假设小环和物体一起沿斜面向下做加速运动，加速度应沿斜面向下，但物体M仅受到重力和轻绳的拉力，不可能有沿斜面方向的合力，即不可能产生沿斜面方向的加速度，所以物体和圆环做的一定是匀速直线运动，对M分析，由平衡条件可知，悬绳对物体的拉力与物体的重力平衡，故A正确，BC错误；
D．对圆环分析，由平衡条件可知受到重力、细线拉力、直杆的支持力、直杆的摩擦力，故D错误。
故选A。
16． 2.5 竖直向下
【解析】
【详解】
[1][2]．某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个竖直方向运动的电梯里，最多能举起质量为80kg的物体，说明在电梯内物体失重，加速度竖直向下；由牛顿第二定律：
mg-m0g=ma
解得：
17．压力
【解析】
【分析】
【详解】
略
18． 超重 超重
【解析】
【详解】
[1]火箭在发射升空的过程中做加速运动，火箭及航天员具有方向向上的加速度，所以航天员处于超重状态；
[2]火箭在返回地面的过程中，做减速运动，火箭和航天员具有方向向上的加速度，所以航天员处于超重状态．
19． 失重
【解析】
【详解】
设绳的拉力为F，由牛顿第二定律得
解得
F小于物体的重力，是失重状态。
20．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)电梯启动瞬间加速度方向向上，人受到的合力方向向上，所以支持力大于重力；电梯匀速向上运动时，人受到的合力为零，所以支持力等于重力。
(2)减速运动时，因速度方向向上，故加速度方向向下，即人受到的合力方向向下，所以支持力小于重力。
21．（1）64.8kg；（2）552.0N，275.0m
【解析】
【分析】
【详解】
（1）电梯向上匀加速，合外力向上，设登山员受到向上的支持力为，根据牛顿第二定律
有
故示数为64.8kg
（2）电梯向下减速，合外力向下，设登山员受到向上的支持力为，
根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律得该登山者对电梯的压力为552.0N。
电梯匀加速的时间为t1
匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，初末速度也相等，故时间也相等，所以匀速阶段的时间t
总高度H
22．（1）4 s；（2）30 N；不变；（3） m/s2； m/s2
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由题图可知：电梯在启动阶段经历了4 s加速上升过程。
（2）根据题意知，在4～18 s时间内，物体随电梯一起匀速运动，由平衡条件及牛顿第三定律知，台秤受的压力大小和物体的重力相等，即G=30 N
根据超重和失重的本质知物体的重力不变
（3）超重时：台秤对物体的支持力最大为50 N，
由牛顿第二定律得
F合=ma1
则
a1= m/s2= m/s2
方向竖直向上
失重时：台秤对物体的支持力最小为10 N
由牛顿第二定律得
F合′=ma2
则
a2= m/s2= m/s2
方向竖直向下。
23．(1)30 N，不变；(2)6.67 m/s2，6.67 m/s2
【解析】
【详解】
（1）根据题意4s到18s物体随电梯一起匀速运动，根据共点力平衡的条件知，压力和重力相等，即
根据超重和失重的本质，可知物体的重力不变
（2）超重时，支持力最大为50 N，由牛顿第二定律得
解得
失重时，支持力最小为10 N，由牛顿第二定律得
解得
24．(1) (2) 0.8N≤F≤9N
【解析】
【详解】
(1) 物体A滑上木板B以后，作匀减速运动
μmAg=maA
解得：
aA=μg=3m/s2
由牛顿第二定律得：
F+μmAg=maaB
解得：
aB=4m/s2
由速度公式得：
v0-aAt=aBt
解得：
t=1s
由位移公式
(2) 物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则
又
解得：
aB=1.9m/s2
F=maaB-μmAg=0.8N
若F<0.8N，则A滑到B的右端时，速度仍大于B的速度，所以F 必须大于等于0.8N．
当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，A必须相对B静止．
F=（mA+mB）a，μmAg=mAa
F=9N
力F应满足的条件是
0.8N≤F≤9N
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页