6.4 超重与失重 同步练习（含答案解析） (1)

第4
节
超重与失重
基础巩固
1．关于超重和失重的下列说法中正确的是
(　　)
A．超重就是物体的重力增大了，失重就是物体的重力减小了
B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，因此该运动中物体不受重力作用
C．物体具有向上的加速度时处于失重状态，具有向下的加速度时处于超重状态
D．无论物体处于超重还是失重状态，物体的重力始终存在
解析：在超重、失重现象中物体的重力始终存在且恒为mg，故A、B错误，D正确；当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，C错误．
答案：D
2．一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是(　　)
A．先减小，后还原
B．先增大，后还原
C．始终不变
D．先减小，后增大，再还原
解析：人蹲下的过程经历了加速向下、减速向下和静止这三个过程．在加速向下运动时，人获向下的加速度a，由牛顿第二定律得mg－N＝ma，N＝m(g－a)mg，弹力N将大于mg，当人静止时，N＝mg.
答案：D
3．2008年奥运会在北京举行，由此推动了全民健身运动的蓬勃发展．体重为m＝50
kg的小芳在校运会上，以背越式成功地跳过了1.80
m的高度，成为高三组跳高冠军．若忽略空气阻力，g取10
m/s2.则下列说法正确的是
(　　)
A．小芳在下降过程中处于失重状态
B．小芳起跳以后在上升过程中处于超重状态
C．小芳起跳时地面对她的支持力小于她的重力
D．小芳起跳时地面对她的支持力等于她的重力
解析：小芳上升和下降过程中只受重力，加速度方向向下，a＝g处于完全失重状态，A正确，B错误；起跳时有向上的加速度，N－mg＝ma，故N＝mg＋ma>mg，即支持力大于重力，C、D错误．
答案：A
4.如图6－4－7所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力)，则
(　　)
A．物块A的加速度大小小于g
B．物块B的加速度大小大于g
C．A、B两物块间有弹力作用
D．A、B两物块间的弹力为0
解析：因A、B系统所受外力仅有重力，故加速度等于g，方向向下，处于完全失重状态，此时，A、B间的弹力为零．故D正确．
答案：D
5．质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a沿竖直方向做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则
(　　)
A．升降机的加速度方向竖直向下
B．台秤示数比静止时增加ma
C．升降机一定向上运动
D．升降机一定做加速运动
答案：A
6．某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯沿竖直方向运动时，突然绳子断了，由此判断此时电梯的情况是
(　　)
A．电梯一定是加速上升
B．电梯可能是减速上升
C．电梯可能匀速向上运动
D．电梯的加速度方向一定向上
答案：D
知能提升
7．某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为20
N的物块，如图6－4－8甲所示，实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系，如图乙所示．以下根据图象分析得出的结论中正确的是
(　　)
A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态
B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态
C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层
D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层
解析：由图可知在0～t1、t2～t3及t4之后，传感器所受压力大小等于物块的重力大小；t1～t2时间段内，传感器所受压力大小大于物块重力，处于超重状态，加速度向上；t3～t4时间段内，压力小于物块重力，处于失重状态，加速度向下．综上所述选项B、C正确．
答案：BC
8．一物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计上端固定在电梯的天花板上，在下列哪种情况下弹簧测力计的读数最小
(　　)
A．电梯匀加速上升，且a＝
B．电梯匀减速上升，且a＝
C．电梯匀加速下降，且a＝
D．电梯匀减速下降，且a＝
解析：A、D选项中物体的加速度方向向上，为超重状态，弹簧测力计的拉力F>mg，B、C选项中物体处于失重状态，拉力F答案：B
9．在升降机中挂一个弹簧秤，下吊一个小球，(如图6－4－9所示)，当升降机静止时，弹簧伸长4
cm.当升降机运动时弹簧伸长2
cm，若弹簧秤质量不计，则升降机的运动情况可能是
(　　)
A．以1
m/s2的加速度减速上升
B．以4.9
m/s2的加速度减速上升
C．以1
m/s2的加速度加速上升
D．以4.9
m/s2的加速度加速上升
解析：升降机静止时，对小球有kx1＝mg，当升降机运动时，小球所受合力竖直向下，则mg－kx2＝ma解得：a＝4.9
m/s2，方向竖直向下，故升降机以4.9
m/s2的加速度减速上升或加速下降，B正确，A、C、D错误．
答案：B
10．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图6－4－10中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中
(　　)
A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态
B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D．在c点，人的速度为零，其加速度为零
解析：判断人是处于超重状态还是失重状态，只看人的加速度方向．Pa段人做自由落体运动，加速度为g，人处于完全失重状态，A正确；人从a到b的过程中，人的重力大于弹力，合力方向向下，加速度方向向下，人处于失重状态，B正确；b点，人的重力等于弹力，加速度为零；由b到c，人的重力小于弹力，合力方向向上，加速度方向向上，人处于超重状态．当弹性绳伸长到c点时，人处于最大超重状态，C、D错误．
答案：AB
11．质量是60
kg的人站在升降机中的体重计上，如图6－4－11所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取10
m/s2)
(1)升降机匀速上升；
(2)升降机以4
m/s2的加速度匀加速上升；
(3)升降机以3
m/s2的加速度匀减速上升或匀加速下降．
解析：以人为研究对象受力分析如右图所示：
(1)匀速上升时a＝0，所以
N－mg＝0
N＝mg＝600
N.
据牛顿第三定律知
N′＝N＝600
N.
(2)匀加速上升，a向上，取向上为正方向则N－mg＝ma
N＝m(g＋a)＝60(10＋4)
N＝840
N
据牛顿第三定律知：N′＝N＝840
N.
(3)匀减速上升和匀加速下降，a都是向下的，取向下为正方向，则
mg－N＝ma，
N＝m(g－a)＝60(10－3)
N＝420
N
据牛顿第三定律知：N′＝N＝420
N.
答案：(1)600
N　(2)840
N　(3)420
N
12．学校教学大楼安装了电梯，为了测定电梯在启动时(视为匀加速运动)的加速度，可在电梯内放一台磅秤．当一人站在磅秤上时，发现电梯启动前后磅秤的示数增加了5
kg，试估算电梯运动的加速度为多少．(当地的重力加速度为9.73
m/s2，人的体重约为60
kg)
解析：磅秤的示数增加了Δm＝5
kg，说明在电梯启动加速时，人对电梯的压力就增大了Δmg，即N＝mg＋Δmg.
设人的质量为m，则在电梯静止时，人对电梯的压力大小为mg.
由题意可知，当电梯做加速运动时，磅秤的示数变为mg＋Δmg，此值即为电梯在加速时人对电梯的压力N.此时对人进行受力分析，如右图所示．由牛顿第二定律得：N－mg＝ma，即：(mg＋Δmg)－mg＝ma，Δmg＝ma，a＝Δmg/m＝5×
m/s2＝0.81
m/s2.
答案：0.81
m/s2
图6－4－7
图6－4－8
图6－4－9
图6－4－10
图6－4－11