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
1．一运动员由静止开始跳伞，经历了（打开伞前）加速下降和（打开伞后）减速下降两个过程，最后以一个较小的安全速度着地，空气阻力不可忽略，下列说法中正确的是（　　）
A．加速下降过程中，运动员处于完全失重状态
B．减速下降过程中，运动员处于失重状态
C．加速下降过程中，重力大于阻力
D．加速下降过程的平均速度一定等于减速下降过程的平均速度
2．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
3．如图，人站在台秤上，下蹲、起立也能观察到超重、失重现象。关于人的下蹲过程，下列说法正确的是（　　）
A．人在下蹲过程中一直向下做加速运动
B．人在下蹲过程中，因为速度方向一直向下，所以人一直处于失重状态
C．无论台秤示数如何变化，人对台秤的压力大小等于台秤对人的支持力大小
D．无论台秤示数如何变化，台秤对人的支持力大小等于人的重力大小
4．如图所示，一同学在家中称体重，她稳定站立时体重计示数为，之后她发现“下蹲”“起立”过程中，体重计示数是变化的，请根据学过的超重、失重知识，判断以下说法正确的是（　　）
A．整个“下蹲”过程，体重计的示数一直小于，出现失重现象
B．整个“起立”过程，体重计的示数一直大于，出现超重现象
C．整个“起立”过程，体重计的示数先小于后大于
D．“起立”或“下蹲”过程中，都能出现超重、失重现象
5．升降机运送货物时，通过传感器获得的运动图像如图所示，设向上为正方向，由此可知（　　）
A．重物先上升后下降 B．重物运动的轨迹不是直线
C．重物先超重后失重 D．重物先失重后超重
6．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
7．下列说法正确的是（　　）
A．处于超重状态的物体其重力增加
B．设计赛车时，车身质量较轻，同时配备性能优良的发动机，是为了获得更大的加速度
C．国际单位制中，力学的基本单位分别是、、
D．加速度大的物体速度变化大
8．如图所示，电梯内有一固定斜面，斜面与电梯右侧墙壁之间放一光滑小球，当电梯以的加速度匀加速上升时，电梯右侧墙壁对小球弹力为，当电梯以的加速度匀减速上升时，电梯右侧墙壁对小球弹力为，重力加速度为g，则（　　）
A． B．
C． D．
9．自动扶梯是商场中的高耗能设备之一，为了节省电能、减少机械磨损、延长使用寿命。某商场的自动扶梯设有“无人停梯”模式，没有乘客时扶梯停止运行，进入待机状态。当有乘客登上扶梯时，扶梯由静止开始加速启动，达到设定速度后匀速运行。如图所示，一位顾客在一楼登上处于“无人停梯”模式的扶梯后，在扶梯上站立不动，随着扶梯到达二楼。关于此运动过程，下列说法正确的是（　　）
A．顾客始终受到重力、支持力和摩擦力的作用
B．顾客加速阶段的加速度方向沿扶梯向上
C．扶梯对顾客的作用力始终竖直向上
D．顾客对扶梯的压力大小始终等于顾客本身的重力大小
10．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
11．如图为某同学制作的“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直方向的加速度。左侧为刻度均匀的标尺，右侧用一轻弹簧悬挂一重物G，当测量仪静止时指针位置的刻度标记为O，测量仪在竖直方向加速度不同时，对应指针指向不同的位置，一在标尺上标记加速度的数值。当指针指向位置C时，以下判断正确的是（　　）
A．测量仪的速度方向向下 B．测量仪的速度方向向上
C．测量仪的加速度方向向下 D．测量仪的加速度方向向上
12．重500N的小明站在电梯内的台秤上，某一段时间内台秤示数稳定为450N，则（　　）
A．小明所受重力减小
B．电梯在加速下降
C．电梯在加速上升
D．电梯在减速下降
13．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
14．C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。如图，客机斜向上匀速飞行，下列说法正确的是（　　）
A．客机处于超重状态 B．客机处于失重状态
C．客机速度变化率为零 D．客机受到的合力逐渐增大
15．如图所示，某兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况，在电梯地板上放置了一个压力传感器，将质量为4kg的物体放在传感器上。在电梯运动的某段过程中，传感器的示数为44N。重力加速度g取10m/s2对此过程的分析正确的是（ ）
A．物体受到的重力增加了4N B．电梯的加速度方向一定向上
C．电梯的加速度大小为4m/s2 D．电梯一定是在上升
二、填空题
16．某竖直升空的火箭，其升空时的v－t图象如图所示，忽略空气阻力，且火箭到达最大高度后自由下落，则火箭在0～40 s过程中处于________现象(填“超重”“失重”或“平衡”)，火箭从最大高度处自由下落过程是处于________现象(填“超重”“失重”或“完全失重”)．
17．在“探究超重与失重的规律”实验中，某同学利用力传感器悬挂一个砝码沿竖直方向从静止开始运动，力传感器中拉力的大小变化情况如图所示．从图中知道该砝码的重力约______N，t=21s时砝码的加速度为____m/s2．（取g=10m/s2）
18．如图甲所示，小明站在力传感器上完成起立和下蹲动作。图乙中呈现的是力传感器的示数随时间的变化情况。图乙中a点，小明处于_________状态（超重、失重或平衡）；b点到c点的过程中，小明完成了_________动作（选填“起立”或“下蹲”）。
19．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速大小为g，g为重力加速度。人对电梯底部的压力为______，此时人处于____状态（填“超重”或“失重”）。
三、解答题
20．如图所示，物块、木板的质量均为，不计的大小，木板长．开始时、均静止现使以水平初速度从的最左端开始运动．已知与、与水平面之间的动摩擦因数分别为和，取．
在上例中，若把木板放在光滑水平面上，让物块仍以上例中的初速度从木板的最左端开始运动，则物块能否脱离木板 最终物块和木板的速度各是多大
21．如图所示，一块用绳子悬挂起来的平板上放着一个重铁块，铁块下面压着一张纸条。由于纸条能承受的力很小，稍一用力，纸条便会断掉，所以很难将纸条从铁块下面抽出。但剪断绳子，在木板下落之时，可以毫不费力地将纸条从铁块下面抽出来，试阐述其中的道理。
22．质量为45kg的某同学站在电梯中的体重计上，用照相机记录了体重计在电梯运行中的示数，如图所示。图中标注的箭头及旁边的数字分别表示电梯运行的方向和到达的楼层。请判断电梯的运动状态，并计算电梯的加速度大小。（取重力加速度g=10m/s2）
23．关于人造卫星中的物体处于失重状态，甲、乙、丙、丁四名同学的理解如下，试判断这些理解的正误并简要说明原因。
甲：物体的重力减小到零。
乙：物体不受地球引力作用。
丙：物体对支持它的物体的压力为零。
丁：物体处于静止或匀速直线运动状态。
24．如图甲所示，初始有一质量m＝5 kg的物块以速度v0＝10 m/s在水平地面上向右滑行，在此时刻给物块施加一水平外力F，外力F随时间t的变化关系如图乙所示，作用3 s时间后撤去外力F，规定水平向右为正方向，已知物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10 m/s2．求：
(1)撤去拉力F时物块的速度大小；
(2)物块向右滑行的总位移．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．由于空气阻力不可忽略，运动员加速下降阶段不是处于完全失重状态，故A错误；
B．减速下降过程中，加速度方向向上，运动员处于超重状态，故B错误；
C．加速下降过程中，加速度方向向下，合外力向下，因此重力大于阻力，故C正确；
D．假设加速阶段和减速阶段均是匀变速运动，平均速度等于初末速度矢量和的一半，由于加速阶段的初速度为零，减速阶段的末速度不为零，因此两个阶段的平均速度不相等，故D错误。
故选C。
2．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。
3．C
【详解】
AB．人在下蹲过程中先向下做加速运动、后做减速运动，加速度方向先向下、后向上，所以先处于失重状态、后处于超重状态，故AB错误；
C．无论台秤示数如何变化，人对台秤的压力与台秤对人的支持力是一对相互作用力，二者大小相等，故C正确；
D．当人处于超重状态时，台秤对人的支持力大于人的重力，当人处于失重状态时，台秤对人的支持力小于人的重力，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态，后处于超重状态，体重计的示数先小于后大于；人从下蹲状态站起来的“起立”过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态，后处于失重状态，体重计的示数先大于后小于；所以“起立”、“下蹲”过程，都能出现体重计的示数大于的现象，也都能出现体重计的示数小于 的现象，所以“起立”或“下蹲”过程中，都能出现超重、失重现象；故D正确，ABC错误。
故选D。
5．C
【详解】
依题意，根据图像可知重物先向上做匀加速直线运动，后向上做匀减速直线运动，加速度方向先向上后向下，所以重物先超重后失重。
故选C。
6．A
【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。
7．B
【详解】
A．物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，叫作超重现象。处于超重状态的物体其重力不变，A错误；
B．由牛顿第二定律
可知设计赛车时，车身质量较轻时m较小，配备性能优良的发动机赛车合外力F增大，故赛车会获得更大的加速度，B正确；
C．国际单位制中，力学的基本单位分别是m、kg、s，C错误；
D．加速度大的物体速度变化快。由
可知速度变化量的大小除了与加速度有关，还与时间有关，D错误。
故选B。
8．A
【详解】
设斜面对物体的弹力为，与竖直方向的夹角为，对于加速上升过程，竖直方向
水平方向
解得
对于减速上升过程，竖直方向
水平方向
解得
因此
故BCD错误A正确。
故选A。
9．B
【详解】
A．电梯加速时，顾客受到重力、支持力和摩擦力的作用，匀速后顾客只受到重力和支持力二个力作用处于平衡状态，故A错误；
B．顾客加速阶段与扶梯相对静止，所以其加速度方向与扶梯加速度方向相同，加速度沿扶梯向上，故B正确；
C．电梯加速时，扶梯对顾客的作用力方向斜向上，与重力的合力方向沿扶梯向上，匀速后扶梯对顾客的作用力竖直向上，故C错误；
D．扶梯匀速时，顾客对扶梯的压力等于人的重力，扶梯加速时，顾客竖直方向处于超重状态，对扶梯压力大于顾客的重力大小，故D错误。
故选B。
10．B
【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。
11．C
【详解】
当指针指向位置C时，弹簧秤的拉力小于静止时的拉力，即小球失重，加速度向下，测量仪可能加速向下运动，或者减速向上运动。
故选C。
12．B
【详解】
A．小明处于在失重状态，重力不变，支持力相比平衡状态减小，故A错误；
BCD．受力分析，小明所受合外力向下，根据牛顿第二定律，加速度向下，加速下降的加速度向下，加速上升和减速下降的加速度都向上，故B正确，CD错误。
故选B。
13．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。
14．C
【详解】
客机斜向上匀速飞行，处于平衡状态，合力为零，所以加速度为零，客机速度变化率为零，故C正确，ABD错误。
故选C。
15．B
【详解】
A．电梯中的物体处于超重、平衡、失重状态时加速度不同，但本身的重力不变，故A错误；
C．由牛顿第二定律可知
而由牛顿第三定律得
解得
故C错误；
BD．电梯中的物体处于超重状态，加速度竖直向上，则其也可能向下做减速运动，故B正确，D错误。
故选B。
16． 超重 完全失重
【详解】
由图象可知在0～40s过程中，火箭有向上的加速度，根据牛顿第二定律可以知道，必定是推力大于重力，处于超重状态；
40s后火箭自由下落，所有的重力都作为合力产生向下的加速度，大小为重力加速度g，所以此时处于完全失重状态．
【点睛】
本题考查了学生对超重失重现象的理解，同时也考查了跟据速度--时间图象来求加速度的方法，可以看出学生对知识的综合应用能力．
17． 10 5
【详解】
[1]由图可知砝码处于平衡状态时，力传感器的示数约为10N，故砝码重力约为10N；
[2]从图上很容易判断21s力传感器的示数大于砝码实际重力，处于超重状态，砝码的加速度为
18． 失重 起立
【详解】
[1]根据图乙知小明的重力为
G=500N
图中a点
F＜500N
说明小明处于失重状态。
[2]根据图象，从b点到c点的过程中，小明先处于超重状态后处于失重状态，说明小明完成了起立动作。
19． 超重
【详解】
[1]对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律
N-mg=ma
故
[2]根据牛顿第三定律，人对电梯的压力等于电梯对人的支持力，故人对电梯的压力等于，对电梯的压力大于本身重力，故处于超重。
20．物块不能脱离木板
【详解】
解析：木板放在光滑水平面上，分别对物块、木板进行受力分析可知，在上向右做匀减速运动，加速度大小仍为，则有
向右做匀加速运动，设其加速度大小为，则有
设，达到相同速度时没有脱离，由时间关系得
解得
物块的位移
木板的位移
由可知，没有脱离，最终和的速度相等，大小为．
21．见解析
【详解】
因为平板静止时，铁块对纸条的压力为
要拉出纸条，拉力
由于很大，所以需用很大的拉力。而纸条非常脆弱，因此很难将纸条拉出。当剪断悬绳时，铁块自由下落，处于完全失重状态，对纸条的压力为零，这时自然就可以毫不费力地抽出纸条。
22．减速下降，
【详解】
由图可知，该同学超重，此时加速度向上，且电梯下降，故电梯减速下降。由牛顿第二定律可得
电梯的加速度大小为
其中
联立解得
23．丙是正确的，甲、乙、丁是错误的，原因见解析
【详解】
甲．人造卫星中的物体处于失重状态时，物体的重力大小不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力减小到零，甲错误；
乙．物体仍受地球引力作用，此时的地球引力提供了向心力，乙错误；
丙．人造卫星中的物体处于失重状态时，物体与支持物之间无弹力作用，因此对支持它的物体的压力是零，丙正确；
丁．物体受地球的引力作用，此力提供向心力，所以物体不可能处于静止或匀速直线运动状态，丁错误。
甲、乙、丁是错误的，丙是正确的。
24．(1)2 m/s　(2)19 m
【详解】
(1)在第1 s内物体的加速度大小为
a1＝＝4 m/s2
第1 s末的速度v1＝v0－a1t＝6 m/s
在第2 s内加速度大小为a2＝＝0，即物块做匀速直线运动．在第3 s内加速度大小为a1＝4 m/s2
所以撤去F时物块的速度大小为v＝v1－a1t＝2 m/s
(2)撤去F之后，物块的加速度大小为
a3＝＝2 m/s2
运动时间t′＝＝1 s
物块运动的v－t图象如图所示，物块向右滑行的总位移为
x＝t＋v1t＋t＋t′＝19 m
【点睛】
读懂力与时间图象所反应的力的变化规律，根据牛顿第二定律求物体的加速度，根据运动学公式求物体运动情况．灵活运用牛顿第二定解决问题时注意加速度是联系力和运动的桥梁，求出加速度是解决问题的突破口.
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