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．中国载人航天工程办公室消息，北京时间2021年11月8日1时16分，经过约6.5小时的出舱活动，神舟十三号航天员乘组密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务。下列说法正确的是（　　）
A．“2021年11月8日凌晨1时16分”是指时间间隔
B．“神舟十三号”绕地球运行一周的平均速度为零
C．分析“神舟十三号”的飞行姿态时可以视其为质点
D．航天员出舱活动时， 航天员就是在空间站表面像在地面一样步行
2．塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度-时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料（　　）
A．前15s内先上升后下降
B．前15s内速度先增加后减小
C．前5s内处于失重状态
D．整个上升过程中的平均速度小于0.5m/s
3．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．
4．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
5．某同学把一体重计放在电梯的地板上，并将一重物放在体重计上。在电梯向上运动的过程中，观察体重计示数的变化情况，并记录了几个不同时刻体重计的示数如下表所示。已知时刻电梯静止，g取则（　　）
时刻
体重计示数/kg 50.0 60.0 50.0 40.0
A．时刻，物体的重力增加了100N
B．时刻，电梯一定处于静止状态
C．时刻，电梯的加速度大小为
D．和时刻电梯运动的加速度大小相等，方向相反
6．某兴趣小组为研究超重与失重现象，在电梯中放置一台体重计，一个质量为53kg的学生站在体重计上，在电梯运动过程中，体重计示数如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．该学生处于超重状态
B．该学生处于失重状态
C．电梯一定向下运动
D．电梯可能做匀速直线运动
7．现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则下列说法错误的是（　　）
A．运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下
B．起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后
C．运动员在空中最高点时处于失重状态
D．运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同
8．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
9．下列关于惯性的说法中正确的是（　　）
A．惯性是物体的基本属性，与物体的运动状态无关
B．物体在加速时没有惯性，在减速时有惯性
C．自由下落的物体，处于完全失重状态，没有惯性
D．物体在地球上时比它在月球上时的惯性大
10．如图所示，倾角为α=37°且表面光滑的斜面体固定在匀速下降的升降机上，质量相等的A、B两小球用一轻质细绳连接着，A的上端用一轻质弹簧拴接在斜面上端的固定装置上、当升降机运动到某一位置突然处于完全失重状态时，则此刻AB两物体的瞬时加速度为别为（　　）
A．g， g B．g， g C．g， g D．g， g
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．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
13．我国空降部队在抗震救灾过程中多次建立功勋，这与伞兵们平时严格的训练是分不开的。一伞兵从高空悬停的直升机上无初速度下落，5s后打开降落伞。规定竖直向下为正方向，其沿竖直方向运动的速度—时间图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．0~5s内伞兵处于完全失重状态
B．打开降落伞瞬间，伞兵处于超重状态
C．伞兵下落50m时速度小于90km/h
D．5~9s内伞兵所受的合力越来越大
14．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
15．如图所示，质量为m的小球A用弹簧测力计和细线悬挂，悬点分别为B点和C点，BA和CA与水平方向的夹角均为θ=53°，不计弹簧测力计及细线的重力，重力加速度为g，球对弹簧测力计的拉力在弹簧测力计的测量范围内，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则（　　）
A．弹簧测力计的示数为F=mg
B．剪断细线的一瞬间，弹簧测力计的示数变大
C．剪断细线的一瞬间，小球A处于超重状态
D．剪断细线的一瞬间，小球A的加速度大小为g
二、填空题
16．如图甲所示，重力为100N的木箱静止在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动，此后用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动，则木箱与地板之间的最大静摩擦力_______N，木箱与地板之间的动摩擦因数_________；2021年8月5日，我国14岁少女全红婵在东京奥运会10米跳台决赛中创造了五个动作三跳满分的纪录，勇夺冠军，如图乙所示，比赛时在空中下降过程中她处于___________状态（选填“超重”或“失重”）。
17．小明在以 2m/s2 的加速度加速下降的升降机里最多能举起 60.0kg 的 物体，则他在地面上最多能举起_______kg 的物体．若他在匀加速上升的升降机中最多能举起 32.0kg 的物体，则此升降机上升的加速度大小为_______________ m/s2．
18．一乘客坐电梯从六层到一层，在电梯加速下降的过程中，乘客所受的支持力__________乘客的重力（选填“大于”或“小于”），乘客处于__________状态（选填“超重”或“失重”）．
19．电梯中有一个弹簧测力计上悬挂质量为1kg的物体，当电梯以的加速度匀减速上升时，弹簧测力计的示数为________N．若下降过程中弹簧测力计的示数是12N，则此时物体的加速度大小为________．
三、解答题
20．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示。重力加速度g取10m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数
(1)匀速上升；
(2)以4m/s2的加速度加速上升；
(3)以5m/s2的加速度加速下降。
21．在超重或失重现象中，物体受到的重力大小是否改变 若人对座椅的压力为0，是否可以认为人所受的重力就为0 为什么
22．弹簧秤下挂一个物体，在地面上弹簧秤示数为80N，而在一个加速下降的电梯中弹簧秤的示数为60N，若g取10m/s2，求：
（1）电梯的加速度多大？
（2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数又是多少？
23．小明住的楼房中有一部电梯，小明用了两种方法估测电梯在加速和减速过程中的加速度。
方法1 用测力计悬吊一个重物，保持测力计相对电梯静止，测得电梯上升加速时测力计读数为，减速时为。小明了解到该电梯加速和减速过程的加速度大小是相同的。由此，请估算电梯变速运动时加速度有多大？
方法2 用手机的加速度传感器测量电梯上升中由起动到停止的加速度。请描述此过程电梯的图像是怎样的。再用手机实地测一下看是怎样的。
24．用的水平力推动一个静止在光滑水平面上质量为的物体，则
（1）物体加速度为多少？
（2）后撤去水平力，则第末物体的速度为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．“2021年11月8日凌晨1时16分”是指时刻，故A错误；
B．“神舟十三号”绕地球运行一周的位移为零，则平均速度为零，故B正确；
C．分析“神舟十三号”的飞行姿态时，其大小和形状不能忽略，不可以视其为质点，故C错误；
D．航天员出舱活动时， 航天员处于完全失重状态，和地面步行不一样，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．图像的纵坐标表示速度，其正负表示速度的方向，故前15s内速度一直为正，即一直上升，故A错误；
B．图像的纵坐标的数值表示速度的大小，则前15s内速度先增加后减小，故B正确；
C．前5s内建筑材料正在向上加速，加速度向上，则建筑材料处于超重状态，故C错误；
D．若构造上升过程为匀加速直线运动和匀减速直线运动，则
而实际图像描述的在相同的时间内做变加速直线运动的面积大于匀变速直线运动的面积，由可知整个上升过程中的平均速度大于0.5m/s，故D错误。
故选B。
3．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。
4．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。
5．D
【详解】
A．依题意，时刻电梯静止，由表中数据可知物体质量为50kg，所受重力为
时刻，体重计示数增加，物体处于超重状态，对体重计的压力增大，但物体的重力并未增加，故A错误；
B．时刻，体重计示数等于时刻电梯静止时的示数，所以结合题意可知电梯应该处于匀速直线运动状态，故B错误；
CD．时刻，体重计示数为40kg，根据牛顿第二定律可得：电梯的加速度为
负号表示方向竖直向下；同理可求得时刻电梯的加速度为
方向竖直向上，所以和时刻电梯运动的加速度大小相等，方向相反，故C错误，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
AB．由题图的体重计示数大于该学生的体重，可知处于超重状态，A正确，B错误；
C．当该学生处于超重状态时，电梯是处于加速向上运动，或减速向下运动， C错误；
D．当该学生处于超重状态时，电梯不可能做匀速直线运动，D错误。
故选A。
7．B
【详解】
AB．运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动。各分运动具有等时性，水平方向的分运动与滑板的运动情况一样，运动员最终落在滑板的原位置。所以水平方向受力为零，则起跳时，滑板对运动员的作用力竖直向上，运动员对滑板的作用力应该是竖直向下，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；
C．运动员在空中最高点时具有向下的加速度g，处于失重状态，故C正确，不符合题意；
D．运动员在空中运动时，加速度恒定，所以单位时间内速度的变化量相等，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．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。
9．A
【详解】
惯性是物体的基本属性，仅与物体的质量有关，质量越大，关系越大，与物体的运动状态无关，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．A
【详解】
由于整个装置突然处于完全失重状态，此时A、B两物体与斜面体之间的弹力会突然消失，但是弹簧的弹力不能突变，则沿斜面向上方向由弹簧的弹力将使AB两物体产生沿斜面向上的加速度，大小为
除此之外两物体的重力产生竖直向下的加速度大小为
a2=g
则AB两物体的加速度大小均为
故选A。
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】
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。
13．B
【详解】
A．图像斜率是加速度，0~5s内伞兵加速度为
小于重力加速度，说明受阻力作用，不是自由落体运动，故A错误；
B．打开降落伞后做向下减速运动，加速度向上，处于超重状态，故B正确；
C．图像面积代表位移，根据图像可知，伞兵下落50m时仍处于加速阶段，根据
可知，此时速度
故C错误；
D．5~9s内图像斜率变小，伞兵加速度越来越小，根据牛顿第二定律可知，所受的合力越来越小，故D错误；
故选B。
14．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。
15．D
【详解】
A．根据力的平衡
解得
A错误；
B．剪断细线的一瞬间，弹簧测力计的示数不变，B错误；
C．剪断细线的一瞬间，小球A有向下的分加速度，处于失重状态，C错误；
D．由可知，剪断细线的一瞬间，小球的加速度大小为，D正确。
故选D。
16． 35 0.3 失重
【详解】
[1][2]由题意可知要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动，则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力，所以木箱与地板之间的最大静摩擦力
用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动，则由平衡条件得
解得
[3] 比赛时在空中下降过程中加速度向下，物体处于失重状态。
17． 48 5
【详解】
设人的最大举力为F，以物体为研究对象．当电梯以2m/s2的加速度匀加速下降时，根据牛顿第二定律得：mg-F=ma，解得：F=480N，根据F=m1g，可得在地面上人能举起的物体的质量为：m1=48kg；当电梯匀加速上升时，F-m2g=m2a2，代入解得：a2=5m/s2．
18． 小于 失重
【详解】
[1][2]在电梯加速下降的过程中，由牛顿第二定律知
N-mg=ma
乘客所受的支持力N小于乘客的重力，乘客处于失重状态。
19． 8 2
【详解】
以竖直向上为正方向，物体受到重力和弹簧弹力，根据牛顿运动定律可知，
[1]代入数据可得，F=8N
[2]代入数据可得，，方向竖直向上
20．(1)600N(2)840N(3)300N
【详解】
(1)匀速上升时，由平衡条件得：
FN1＝mg＝600N
由牛顿第三定律得：人对体重计压力为600N，即体重计示数为600N；
(2)加速上升时，由牛顿第二定律得：
FN2－mg＝ma1
解得
FN2＝mg＋ma1＝840N
由牛顿第三定律得：人对体重计压力为840N，即体重计示数为840N；
(3)加速下降时，由牛顿第二定律得：
mg－FN3＝ma3
解得
FN3＝mg－ma3＝300N
由牛顿第三定律得：人对体重计压力为300N，即体重计示数为300N。
21．没有；不能；人的全部重力提供了加速度，不产生压力
【详解】
在超重或失重现象中，物体受到的重力大小没有改变，是物体受到的支持力或拉力发生了改变；若人对座椅的压力为0，不能可以认为人所受的重力就为0，是人的全部重力提供了加速度，这时人相对座位静止不动，但没有发生挤压及形变，所以不产生压力。
22．（1）2.5m/s2；（2）100N
【详解】
（1）在地面上时，弹簧秤的示数为
①
设电梯的加速度大小为a，在电梯上时，弹簧秤的示数为
②
联立①②解得
（2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数为
③
23．(1)；(2)见解析
【详解】
方法1：设物体质量为m，电梯加速度大小为a，则
解得
方法2：加速过程中加速度方向向上，加速度大小恒定；匀速上升过程中加速度为零；减速停止的过程中加速度方向向下，大小恒定。如下图所示：
24．（1） （2）
【详解】
（1）当加外力时，由牛顿第二定律可知
（2）末的速度为
末撤去外力时物体做匀速运动，故后的速度为．
答案第1页，共2页
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