人教版必修第一册4.6超重和失重 练习（word版含答案）

人教版必修第一册 4.6 超重和失重
一、单选题
1．下列实例属于超重现象的是（　　）
A．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动过程中
B．火箭点火后加速升空
C．举重运动员托举杠铃保持静止
D．被推出的铅球在空中运动
2．如图所示，在电梯内地板上放一体重计，某同学站在体重计上，电梯静止时体重计示数为50kg；电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数为40kg，，则在这段时间内（　　）
A．电梯可能以的加速度加速上升
B．电梯可能以的加速度减速上升
C．电梯可能以的加速度加速上升
D．电梯可能以的加速度减速下降
3．下列有关说法中，正确的是（　　）
A．作用力与反作用力作用在同一物体上 B．静止的物体可能受到摩擦力的作用
C．物体处于完全失重状态就是不受重力的作用 D．安全带生命带，使用安全带可以减小驾乘人员的惯性
4．蹦极是一项户外极限活动。某游客站在足够高的位置，用原长为20米的弹性绳（满足胡克定律）固定住后自由落下。弹性绳长24米时，重力与弹力大小相等，弹性绳长为30米到达最低点时向上弹起。忽略空气阻力的影响。在该游客的第一次下落过程中，以下说法正确的是（　　）
A．第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移为20米
B．第一次下落过程中，游客能体验超重感的位移为8米
C．第一次下落24m时，游客的速度最大
D．第一次到达最低点时，游客的速度为0，加速度也为0
5．图为一种叫弹跳跷的新型弹跳鞋。当人穿着鞋从高处跳下压缩弹簧后，人就会向上弹起，进而带动弹跳鞋跳跃。假设弹跳鞋对人的作用力类似于弹簧弹力且人始终在竖直方向上运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力与人对鞋的作用力是一对相互作用力
B．人向上弹起的过程中，始终处于超重状态
C．从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动
D．弹簧压缩到最低点时，鞋对人的作用力与人所受的重力是一对平衡力
6．玉兔二号于2019年1月3日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离。驶抵月球背面，首次实现月球背面着陆。成为中国航天事业发展的又一座里程碑。下列说法正确的是（　　）
A．玉兔二号在月球上静止不止时，不具有惯性
B．用力推玉兔二号，月球车保持不动，说明其具有惯性
C．玉兔二号只有在运动时才有惯性
D．发射时处于超重状态的玉兔二号与停在月球上的玉兔二号具有相同的惯性
7．如图所示是一质量为50kg的乘客乘电梯上楼过程的速度—时间图像，重力加速度g取，下列说法不正确的是（　　）
A．乘客在0~2s上升过程处于超重状态
B．0~2s和8~10s两个过程中电梯的加速度相同
C．t=9s时刻，乘客对电梯底板的压力大小为400N
D．电梯上升过程的总位移大小为32m
8．2021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
9．下列关于超重和失重的说法中，正确的是（　　）
A．跳水运动员从空中下落的过程中处于失重状态
B．跳水运动员从空中入水的过程中处于超重状态
C．蹦床运动员在空中上升的过程中处于超重状态
D．单杠运动员引体向上拉起的整个过程都处于超重状态
10．在某学校的秋季运动会上，小娟同学以背越式成功地跳过了1.78米的高度。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．小娟上升过程中加速度大于重力加速度g
B．起跳时地面对她的支持力大于她对地面的压力
C．起跳时小娟对地面的压力小于她的重力
D．小娟在空中运动时处于失重状态
11．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
12．2021年12月9日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，而这源于“神舟十三号”载人飞船的成功发射。关于飞船的发射，下列说法正确的是（　　）
A．火箭在点火前处于超重状态
B．火箭在点火后质量越来越大
C．航天员在火箭加速升空时处于超重状态
D．航天员在火箭加速升空时处于失重状态
13．在物理课堂上，某同学做实验，在台秤上做下蹲动作，已知他在台秤上静止不动时，台秤的示数为50kg。取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）
A．在完成一次下蹲动作的过程中，他一直处于超重状态
B．在完成一次下蹲动作的过程中，他一直处于失重状态
C．若台秤的示数为45kg，则此时他下蹲的加速度大小为
D．若台秤的示数为40kg，则此时他下蹲的加速度大小为
14．用细线拉一质量为m的小球竖直向上做加速度大小为g的匀减速运动时，g为重力加速度，则下列分析正确的是（　　）
A．细线的拉力大小为 B．小球的重力变为
C．小球的重力减小了 D．小球处于超重状态
15．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
二、填空题
16．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”）
17．物体放在电梯的水平地板上，当电梯加速上升时，电梯对物体的支持力_______（填“大于、小于、等于”）物体的重力，物体是处在_______（填“超重、失重”）状态。
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”__________________．
三、解答题
19．一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由轻质细绳连接着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态．此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成夹角．已知B球的质量为m（重力加速度为g），求：
(1)细绳对B球的拉力大小；
(2)剪断细绳瞬间圆环对A球的作用力大小．
20．一个质量是40kg的物体，随升降机一起以2m/s2的加速度竖直加速下降，求物体对升降机地板的压力大小，是大于重力还是小于重力？
21．如图所示，质量M=4kg的足够长的木板在水平地面上做直线运动，与地面间动摩擦因数μ2=0.4，当长木板速度v0=18m/s时，将初速度为零质量m=2kg的滑块放到长木板上，滑块与长木板间动摩擦因数μ1=0.2，求：（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2）
（1）最终滑块到长木板右端的距离.
（2）由于滑块与木板之间的摩擦而产生的热量.
22．如图所示是小孩子玩的一种惯性滑板小车．小孩站在小车上用一只脚向后蹬地，使小车获得初速度后人与车一起靠惯性向前滑行．假设小孩子用脚向后蹬地的水平平均作用力为30N，小孩与车的总质量为20kg，运动中所受阻力恒为5N．求：
（1）当小孩用脚蹬地时，小车获得的加速度a；
（2）当小车获得5m/s初速度后，停止蹬地，人与小车一起能够滑行的最大距离s；
（3）在上述问题（2）条件下，小车滑行最大距离所用的时间t．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动过程中只受重力作用，加速度竖直向下，属于完全失重；考虑空气阻力，空气阻力向下，合力向下，有向下的加速度，属于失重，故A错误；
B．火箭点火后加速升空，加速度向上，属于超重，故B正确；
C．举重运动员托举杠铃保持静止，合力为零，平衡状态，既不是失重也不是超重，故C错误；
D．被推出的铅球在空中运动只受重力作用，加速度竖直向下，完全失重，即使考虑空气阻力，合力也是向下的，加速度向下，属于失重，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
由题意可知该同学的实重为
由题图可知当电梯运动过程中该同学的视重为
所以该同学处于失重状态，电梯的加速度方向向下，且大小为
电梯可能以的加速度加速下降或减速上升，故ACD错误，B正确。
故选B。
3．B
【详解】
A．作用力与反作用力作用在不同的物体上，A错误；
B．静止的物体可能受到摩擦力的作用，如静止在粗糙的斜面上，B正确；
C．物体处于完全失重状态依然受到重力的作用，C错误；
D．由于物体的惯性只于质量有关，故使用安全带并不能减小驾乘人员的惯性，D错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．当游客有向下的加速度时，就处于失重状态，人先自由下落20米，加速度为向下的重力加速度，完全失重，下落20米至24米之间，弹性绳虽绷紧，但向上的弹力小于重力，游客合力向下，仍有向下的加速度，所以仍处于失重状态，即第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移为24米，故A错误；
B．当游客有向上的加速度时，处于超重状态。人在下落24米至30米这6米的距离上，弹力大于重力，人有向上的加速度，故处于超重状态，所以第一次下落过程中，游客能体验超重感的位移为6米，故B错误；
C．第一次下落24米时，重力与弹力大小相等，加速度为零，在此刻之前加速，此刻之后合力向上而减速，所以此刻游客的速度最大，故C正确；
D．第一次到达最低点时，游客的速度为0，但加速度不为0，因为此时弹力向上达到最大值，加速度也达到最大值，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
A．人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力与人对鞋的作用力是一对相互作用力，故A正确；
B．人向上弹起的过程中，先加速后减速，开始时加速度方向向上，人处于超重状态，运动的最后阶段，由于弹簧弹力小于重力，人将做减速运动，加速度方向向下，人处于失重状态，故B错误；
C．人从最高点下落至最低点的过程中，先加速后减速，人受到自身重力及弹簧弹力的作用，但由于弹簧弹力为变力，所以可推知人的加速度不恒定，不可能先做匀加速运动后做匀减速运动，故C错误；
D．弹簧压缩到最低点时，人的加速度方向向上，鞋对人的作用力大于人所受的重力，二者不是一对平衡力，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
ACD．一切物体都有惯性，与物体运动状态无关，惯性大小取决于物体的质量，故AC错误，D正确；
B．月球车没被推动的原因是地面对月球车的作用力平衡了推力，不能说是惯性导致，故B错误。
故选D。
7．B
【详解】
A．由图可知，0~2s乘客在加速上升，有竖直向上的加速度，处于超重状态，故A正确，不符合题意；
B．0~2s和8~10s两个过程中电梯的加速度大小相同，方向相反，故B错误，符合题意；
C．t=9s时，电梯的加速度为
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，乘客对电梯底板的压力大小为400N，故C正确，不符合题意；
D．v-t图像中图线与t轴所围图形的面积为位移，则电梯上升过程的总位移大小为
故D正确，不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】
A．航天员在空间站中处于失重状态，站在体重计无法称量体重，但航天员的重力并不是消失了，故A错误；
B．航天员由于失重的原因，在太空跑步机上锻炼时对跑步机没有压力作用，需要佩戴束缚装置，故B错误；
C．在空间站将装满水的杯子转动至杯口朝下，水由于失重不会自动流出，故C错误；
D．运载火箭加速上升时，航天员具有向上的加速度，处于超重状态，故D正确；
故选D。
9．A
【详解】
A．跳水运动员从空中下落的过程中，加速度向下，处于失重状态，选项A正确；
B．跳水运动员从空中入水的过程中，先加速向下，后减速向下，加速度先向下后向上，则先失重后超重，选项B错误；
C．蹦床运动员在空中上升的过程中，加速度向下，处于失重状态，选项C错误；
D．单杠运动员引体向上拉起的整个过程，先加速向上后减速向上，即加速度先向上后向下，先超重后失重，选项D错误。
故选A。
10．D
【详解】
A．在上升过程，小娟只受重力的作用处于完全失重状态，加速度大小等于g，故A错误；
B．起跳时地面对她的支持力和她对地面的压力是作用力与反作用力关系，大小相等，方向相反，故B错误；
C．小娟起跳时加速度的方向向上，所以地面对她的支持力大于她的重力，故C错误；
D．起跳以后小娟在空中运动时，只受重力的作用处于完全失重状态，故D正确。
故选D。
11．B
【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。
12．C
【详解】
A．火箭在点火前静止即处于平衡状态，故A错误；
B．火箭在点火后具有向上的加速度，即处于超重状态，但不是质量越来越大，因为燃料的损耗，质量会越来越小，故B错误；
CD．火箭加速升空时具有向上的加速度，则航天员在火箭加速升空时处于超重状态，故C正确，D错误。
故选C。
13．D
【详解】
AB．在完成一次下蹲动作的过程中，由向下加速的阶段和向下减速的阶段，所以不会一直处于超重或失重的状态，故AB错误；
C．若台秤的示数为45kg，此时他处于失重状态，加速度向下，由牛顿第二定律得
解得
故C错误；
D．若台秤的示数为40kg，此时他处于超重状态，加速度向上，由牛顿第二定律得
解得
故D正确；
故选D。
14．A
【详解】
小球竖直向上做匀减速运动，则加速度向下，失重，根据牛顿第二定律
可得细线的拉力大小为
故A正确，BCD错误。
故选A。
15．B
【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。
16． 超重 超重
【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．
17． 大于 超重
【详解】
[1] 电梯加速上升，对物体，由牛顿第二定律得
解得
[2]因为
所以超重
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．(1)2mg；(2)
【详解】
(1)对B球，受力分析有
Tsin30°=mBg
解得：
(2)对A球，受力分析可知，
水平方向：
Tcos=NAsin
在竖直方向：
NAcos=mAg+Tsin
联立解得：
剪断细绳瞬间，对A球：
解得：
20．320N，小于重力。
【详解】
对物体由牛顿第二定律可知
解得
根据牛顿第三定律可知，物体对升降机地板的压力为320N，小于重力。
21．（1）15.6m （2）81.6J
【详解】
(1)滑块的加速度为：
木板的加速度为：
由速度相等：
此时，共速的速度
解得： ，此时，共速的速度
相对位移：
之后，M继续减速，m也开始减速，滑块的加速度为
木板的加速度为：
当减速到零，相对位移
所以最终滑块到长木板右端的距离为
(2) 滑块与木板之间的摩擦而产生的热量
答：(1)15.6m (2)81.6J
22．（1）1.25m/s2；（2）50m；（3）20s
【详解】
（1）根据牛顿第二定律可得：
，
解得
；
（2）停止蹬地后，根据牛顿第二定律
，
解得
，
根据，得：
（3）根据，得：
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页