同步课时精练（二十三）4.6失重和超重（后附解析）

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同步课时精练（二十三）4.6 失重和超重（后附解析）
一、单选题
1．质量为m的物体，用细绳挂在电梯的天花板上。当电梯以0.2g的加速度竖直加速下降时，细绳对物体的拉力大小将（　　）
A．小于重力 B．等于重力
C．大于重力 D．等于零
2．载人飞船返回舱下降到距地面一定高度时，需要打开减速伞，使返回舱做减速运动，以保证宇航员安全着陆。关于返回舱的减速运动过程，下列说法正确的是（　　）
A．返回舱处于失重状态，加速度向上
B．返回舱处于失重状态，加速度向下
C．返回舱处于超重状态，加速度向上
D．返回舱处于超重状态，加速度向下
3．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为30kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如题图所示。在这段时间内下列说法中正确的是（ ）
A．晓敏同学所受的重力变大了
B．电梯可能在竖直向下运动
C．晓敏对体重计的压力大于体重计对晓敏的支持力
D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
4．电梯在下降过程中速度v随时间t变化的规律如甲图所示．体重为G的人站在电梯中随电梯一起运动，电梯对人的支持力F随时间t变化的规律可能是乙图中的（ ）
A．A图 B．B图 C．C图 D．D图
5．一个电梯上行时的速度—时间图像如图所示。电梯作用在乘客上的力最大是在什么时刻？最小在什么时刻？（ ）
A．2s，0 B．2s，6s C．4s，0 D．0，8s
6．小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重秤上，小明质量为55kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法错误的是（　　）
A．图1可知电梯此时处于静止或匀速运动状态
B．图2可知该同学此时一定处于超重状态
C．图2可知电梯此时一定处于加速上升状态
D．图2可知电梯此时的加速度约为0.7m/s2
7．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯，无人乘行时，扶梯沿着扶梯所在的斜面运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先沿斜面慢慢加速，再匀速运转，一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示，那么下列说法中正确的是（　　）
A．顾客始终处于超重状态 B．顾客始终受到摩擦力的作用
C．顾客始终受到三个力的作用 D．顾客有一段时间处于平衡状态
8．北京时间2022年11月12日10时03分，搭载天舟五号货运飞船的运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，飞船与火箭最终成功分离并进入预定轨道，下列说法正确的是（　　）

A．火箭发射时货运飞船处于失重状态
B．只要建立二维坐标系就可以精准确定火箭位置
C．进入太空后，货运飞船内的货物不再具有惯性
D．飞船与火箭分离前，以火箭为参考系，飞船是静止的
二、多选题
9．如图中的实线所示是某同学利用力传感器悬挂一砝码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况．由图可知A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为（　　）
A．A段 B．B段 C．C段 D．D段
10．如图所示，一个小朋友（视为质点）在玩蹦床设小朋友运动的轨迹为一条竖直线，A点为小朋友接触蹦床的位置，B点为小朋友运动的最低点（A、B两点均未画出）。重力加速度大小为g，不计空气阻力，在小朋友由A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小朋友一直做减速运动 B．小朋友先失重后超重
C．小朋友对蹦床的压力和蹦床对小朋友的支持力一直大小相等 D．小朋友的加速度一定小于或等于g
11．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．“下蹲”过程，体重计的示数一直小于A0
B．“起立”过程，体重计的示数一直大于A0
C．“起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象
D．“起立”、“下蹲”过程，都能出现体重计的示数大于A0的现象
12．某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数是G，他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是（ ）
A．加速上升 B．加速下降 C．减速上升 D．减速下降
三、解答题
13．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？
14．一名质量为60kg的工人，站在竖直向上运动着的升降机底板上。他看到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40N，已知该重物的质量为5kg。 弹簧测力计的质量忽略不计。（g取）
（1）先根据受力情况判断重物的加速度的方向，并指出重物是处于超重状态还是失重状态。，再求出重物的加速度的大小。
（2）这时该工人对升降机底板的压力是多大？
（3）如果悬挂测力计的悬线突然从A点断开，则此时重物的加速度有何变化？

15．竖直加速度计可以用来测量电梯在竖直方向运行时的加速度，由固定在轻弹簧上的小球和带刻度的小木板构成，构造如图。电梯静止时，指针指示零刻度线。弹簧下端小球的质量为0.2kg，图中小木板上相邻两刻度线之间的距离为1cm，长刻度线旁，标注了小球的加速度（电梯的加速度）。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）若指针恰好指示小木板上的5m/s2，请简要说出此时电梯的运动情况。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
解析：当电梯以0.2g的加速度竖直加速下降时，物体处于失重状态，则细绳对物体的拉力大小将小于重力，故BCD错误A正确。
答案：A。
2．C
解析：返回舱向下做减速运动时，速度与加速度方向相反，因此加速度方向向上，返回舱处于超重状态，故ABD错误，C正确。
答案：C。
3．B
解析：A．体重计示数大于体重，说明晓敏对体重计的压力大于重力，处于超重状态，并不是体重变大，故A错误；
B．超重时，电梯的加速度向上，电梯可能向上做匀加速直线运动，也可能向下做匀减速直线运动，故B正确；
C．晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是作用力与反作用力，大小相等。故C错误；
D．以人为研究对象，则有
解得
，方向向上
故D错误。
答案：B。
4．C
解析：在0-t1时间内电梯加速下降，则
在t1-t2时间内电梯匀速下降，则
在t2-t3时间内电梯减速下降，则
则F-t图像为C图。故
答案：C。
5．B
解析：电梯上行，内，加速度向上，处于超重状态，且在时加速度最大，电梯作用在乘客上的力最大。
内，加速度向下，处于失重状态，且在时加速度最大，电梯作用在乘客上的力最小。
答案：B。
6．C
解析：A.图1可知小明处于平衡状态，电梯此时处于静止或匀速运动状态，A正确；
BC.图2可知小明处于超重状态，有向上的加速度，则电梯向上加速或向下减速，B正确，C错误；
D.此时小明受到的支持力大小为
则加速度大小为
D正确。
本题选错误的，答案：C。
7．D
解析：在向上加速运动时，顾客处于超重状态，在匀速阶段，处于平衡状态，根据平衡条件可知，顾客只受重力和支持力两个力作用，故ABC错误，D正确。
答案：D。
8．D
解析：A．火箭点火瞬间，具有向上的加速度，故货运飞船处于超重状态，故A错误；
B．若要精准确定火箭的位置，需要建立三维空间坐标系，故B错误；
C．惯性大小的唯一量度为质量，所以当货物进入太空后，质量不变，惯性保持不变，故C错误；
D．飞船与火箭分离前，二者保持相对静止，所以以火箭为参考系，飞船是静止的，故D正确。
答案：D。
9．AD
解析：当物体对于接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度，合力也向上，由图可知，大于重力的地方为A、D两个部分，所以AD正确。
答案：AD。
10．BC
解析：AB．小朋友从A到B，小朋友先做加速度减小的加速运动，处于失重状态，再做加速度增大的减速运动，处于超重状态，选项A错误，B正确；
C．小朋友对蹦床的压力和蹦床对小朋友的支持力是一对相互作用力，所以一定大小相等，选项C正确；
D．当小朋友在最低点的时候其加速度是大于g的，选项D错误。
答案：BC。
11．CD
思路：下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动；人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，根据加速度方向，来判断人处于超重还是失重状态．
解析：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；人从下蹲状态站起来的过程中，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，所以“起立”、“下蹲”过程，都能出现体重计的示数大于A0的现象，CD正确．
点拨：对于超重还是失重的判断，关键取决于加速度的方向：当物体的加速度向上时，处于超重状态；当加速度方向向下时，处于失重状态．
12．BC
解析：A．电梯加速上升时，加速度向上，即物体处于超重状态，根据牛顿第二定律得，测力计的拉力大于砝码的重力，即测力计的示数大于G，故A错误；
B．电梯加速下降时，加速度向下，即物体处于失重状态，根据牛顿第二定律得，测力计的拉力小于砝码的重力，即测力计的示数小于G，故B正确；
C．电梯减速上升时，加速度向下，即物体处于失重状态，根据牛顿第二定律得，测力计的拉力小于砝码的重力，即测力计的示数小于G，故C正确；
D．电梯减速下降时，加速度向上，即物体处于超重状态，根据牛顿第二定律得，测力计的拉力大于砝码的重力，即测力计的示数大于G，故D错误．
答案：BC。
点睛：本题根据牛顿运动定律分析超、失重现象，每种现象对应两种运动情况：减速上升与加速下降时，物体处于失重状态，反之，处于超重状态．
13．（1）2.5m/s2；（2）100N
解析：（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
14．（1）向下；失重状态；；（2）480N；（3）重物的加速度立即变为，方向竖直向下
解析：（1）以重物为研究对象，重物受向下的重力，向上的拉力F，由于重物的重力大于弹簧的拉力F，因此重物所受合力方向向下，即重物的加速度方向应向下，重物处于失重状态。
由牛顿第二定律有
所以
（2）以人为研究对象，人受到重力，底板的支持力，由牛顿第二定律有
得
由牛顿第三定律知，人对升降机底板的压力大小为480N。
（3）悬线突然断开，则此时重物的加速度立即变为重力加速度，即大小是，方向竖直向下。
15．（1）；（2）加速下降或者减速上升
解析：（1）电梯静止时，指针指示零刻度线，设弹簧伸长 ，即
当指针指到 时，加速度大小为 ，则有
根据牛顿第二定律
联立解得
（2）若指针恰好指示小木板上的5m/s2，此时的弹力
此时加速度方向竖直向下，则电梯可以做加速下降，或者减速上升
答案第1页，共2页
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