高中物理人教新课标版必修1： 超重与失重 针对训练（含解析）

考点过关练：超重与失重
1．如图所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速直线运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是（　　）
A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变
B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用
C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其他力不变
D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其他力的作用
2．如图所示，质量为m的人站在倾角为的自动扶梯上，随扶梯斜向下先做匀速直线运动，后做匀减速运动，关于人受到的力，以下说法正确的是（　　）
A．人先失重，后超重
B．人始终受到水平向右的摩擦力
C．人对电梯的压力大小一直等于mg
D．人对电梯的压力先等于mg后大于mg
3．2020年5月5日，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。如图，火箭点火后刚要离开发射台竖直起飞时（　　）
A．火箭处于平衡状态 B．火箭处于失重状态
C．火箭处于超重状态 D．空气推动火箭升空
4．人乘坐电梯加速向上运动，下列说法正确的是（ ）
A．人对电梯地板的压力大于电梯地板对人的支持力
B．人对电梯地板的压力等于人的重力
C．电梯地板对人的支持力大于人的重力
D．电梯地板对人的支持力等于人的重力
5．电梯天花板上固定一弹簧测力计，测力计下挂一重物。电梯静止时，测力计读数为50N。若电梯向下运动时，测力计读数恒为55N，则电梯做
A．匀速运动 B．匀加速运动 C．匀减速运动 D．变加速运动
6．下列说法正确的是（ ）
A．划船时浆向后推水，水就向前推浆，因为水推浆的力大于浆推水的力，船才被推着前进．
B．完全失重的物体将不受到重力，所以此刻一切由重力引起的现象都将消失
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
D．物体的运动与外界的推、拉等行为相联系，如果不再推、拉，原来的运动将停下来这说明必须有力作用，物体才能运动
7．如图所示，一个箱子中放有一个物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触．现将箱子以初速度v0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态．则下列说法正确的是（ ）
A．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小
B．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大
C．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越大
D．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小
8．下列说法中正确的是（ ）
A．伽利略通过理想斜面实验，说明了力是维持物体运动的原因
B．物体所受的合力不为零时，其速度一定增大
C．人站在加速上升的升降梯中处于超重状态
D．国际单位制中力学的基本单位有：s（秒）、m（米）、N（牛）
9．绍兴市S区奥体中心举行CH杯全国蹦床锦标赛。对于如图所示蹦床比赛时运动员的分析，下列说法中正确的是（ ）
A．运动员在蹦床上上升阶段，一直处于超重状态
B．运动员在蹦床上加速上升阶段，蹦床的弹性势能增大
C．运动员离开蹦床在空中运动阶段，一直处于失重状态
D．运动员离开蹦床在空中运动阶段，重力势能一直增大
10．地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v﹣t图象如图所示。以下判断不正确的是（　　）
A．前3s内货物的加速度为2m/s2
B．最后2s内货物只受重力作用
C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D．7s内货物的位移大小为27m
11．世界最长的跨海大桥一港珠澳大桥建成，2018年12月1日起，首批粤澳非营运小汽车可免加签通行港珠澳大桥跨境段，极大方便了游客出行。2020年1月24日至25日，中央广播电视总台春节联欢晚会在港珠澳大桥白海豚岛设分会场。驱车数百米长的引桥，经过主桥，可往返于香港澳门两地。下列说法正确的是（　　）
A．通过很长引桥，减小了汽车重力沿桥面方向的分力
B．通过很长引桥，减小了汽车对桥面的压力
C．汽车通过主桥最高点时，重力的瞬时功率不为零
D．汽车通过主桥最高点时，处于超重状态
12．如图所示，有一场质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的桥，汽车到达桥顶时速度为5m/s，g取10m/s2，桥受小汽车的压力F，关于小汽车的状态，下列说法正确的是（　　）
A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 D．不确定
13．由于生活水平的不断提升，越来越多的家庭拥有了私家轿车，造成车位难求的现象，因此很多停车场采用了多层停车的结构。若车子被“移送”停在上层，车主想使用汽车时就需要车库管理员把车子“移送”到下层。如图是管理员正在“移送”车辆的过程。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止，底板始终保持水平，则下列说法正确的是（　　）
A．车子在被水平向右“移送”的过程中，车子对底板的摩擦力一直水平向左
B．车子在被水平向右“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力不可能水平向左
C．车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子对底板的力可能小于底板对车子的力
D．车子在被竖直向下“移送”的过程中，底板对车子的力可能大于车子自身的重力
14．人用绳子通过动滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳，使物体?A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，以下说法正确的是（　　）
A．A物体运动可分解成沿绳子方向的直线运动和沿竖直杆向上的运动
B．A物体实际运动的速度是v0cosθ
C．A物体实际运动的速度是
D．A物体处于失重状态
15．升降机中有一弹簧测力计，下面挂一小球，如果弹簧测力计的示数小于球的重力，升降机可能的运动情况是（　　）
A．向下匀速运动 B．向下减速运动
C．向上加速运动 D．向上减速运动
16．质量为1kg的物体托在手上，当手以大小为2m/s2的加速度向上做匀减速运动时，物体对手的压力
A．大小为8N，方向向上 B．大小为12N，方向向上
C．大小为8N，方向向下 D．大小为12N，方向向下
17．在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，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小了
B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动
D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
18．一人站在电梯内体重计上，电梯静止时体重计示数500N。若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为600N，取g=10m/s2。电梯的运动情况可能是（ ）
A．电梯的加速度大小为2m/s2，方向竖直向上
B．电梯的加速度大小为2m/s2，方向竖直向下
C．电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动
D．电梯可能向上减速运动，也可能向下加速运动
19．原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方．由此可判断，此时升降机的运动可能是（　　）
A．加速上升 B．减速上升 C．加速下降 D．减速下降
20．小明同学热爱科学，喜欢自己做一些小实验，并利用学过的知识进行解释。他把两个完全相同的条形磁铁放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板和磁铁均处于水平位置，且静止不动。
a．若将AB突然竖直向上平移（平板与磁铁之间始终接触）并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起。
b．若将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两个条形磁铁也吸在了一起
（1）开始时两磁铁静止不动的原因是______；左侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向______（填“左”或“右”）
（2）在a过程中，磁铁开始滑动时，平板在向上做______（填“加速”或“减速”）
（3）在b过程中，磁铁开始滑动时，平板在向下做______（填“加速”或“减速”）
21．在“神舟七号”飞船稳定飞行，航天员向我们挥手示意时，在电视荧幕上能清晰地看到他手中放下的笔浮在空中．如果航天员要在飞船中做一些物理实验，下面的实验可以正常进行的是________；
①用弹簧秤测拉力　②用水银气压计测气体压强　③用托盘天平测物体质量　④用弹簧秤测钩码重力 ⑤用水银温度计测温度　⑥用小球下落方法测重力加速度　⑦用秒表测物体运动时间
22．某同学在研究性学习中，为了了解高速电梯的工作情况，在上行的电梯内用台秤、重物和停表记录不同时刻水平放置的台秤示数F．刚记录时电梯还未启动，他根据记录描绘出了F~t图像如右图．g取10m/s2．求：
（1）重物质量为多大
（2）电梯运行的最大速度多大
（3）电梯运行的总高度
23．如图所示，质量M=60kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计（图中简画为弹簧），测力计下挂着一个质量m=1.0kg的物体A．在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为6.0N．取g=10m/s2。
（1）求此时升降机加速度的大小和方向；
（2）求此时人对地板的压力大小；
（3）请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动，升降机处于超重状态还是失重状态。
参考答案
1．D
【解析】
当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，物体A受重力、支持力和静摩擦力，三力平衡；当升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，是完全失重状态，故物体A与升降机间将没有相互作用力，物体A只受重力作用，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．D
【解析】
A．人向下先做匀速运动，是平衡状态，既不超重也不失重，后做匀减速运动，后来加速度沿斜面向上，处于超重状态，A错误；
B．当人匀速向下匀速时，重力与支持力平衡，此时不受摩擦力，做匀减速运动时，受到水平向右的摩擦力，B错误；
CD．人向下匀速运动时，压力大小等于重力，而当匀减速向下时，加速度沿斜面向上，压力大于重力，C错误，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
A．火箭点火后刚要离开发射台竖直起飞时，火箭向上得到的反冲力大于其本身的重力，火箭具有向上的加速度，不是处于平衡状态，A错误；
BC．当物体做向下加速运动或向上减速运动时，物体处于失重状态；当物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体处于超重状态。火箭刚要离开发射台时，是在向上做加速运动，此时火箭处于超重状态，B错误，C正确；
D．火箭点火后，火箭向下喷出高速大量气体，根据反冲运动，火箭本身获得向上的很大反冲力来推动火箭升空，D错误。
故选C。
4．C
【解析】
人乘坐电梯加速向上运动，具有向上的加速度，所以人处于超重状态，即人对电梯地板的压力大于人的重力，根据牛顿第三定律可知：电梯地板对人的支持力大于人的重力， C正确．
故选C。
5．C
【解析】
电梯静止时，测力计读数为50N，则：
若电梯向下运动时，测力计读数恒为55N，对物体应用牛顿第二定律得：
代入数据解得：
，
方向向上，所以电梯是向下做匀减速运动。
A.匀速运动，与分析不符，故A项错误；
B.匀加速运动，与分析不符，故B项错误；
C.匀减速运动，与分析相符，故C项正确；
D.变加速运动，与分析不符，故D项错误。
6．C
【解析】
划船时浆向后推水，水就向前推浆，水推浆的力与浆推水的力是一对作用和反作用力，是大小相等的关系，选项A错误；完全失重的物体仍将受到重力作用，此刻一切由重力引起的现象都将消失，选项B错误；人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，人在水平方向匀速运动，而车加速运动，可知人的水平位移比车的水平位移小，人将落在起跳点的后方，选项C正确；力是改变物体运动状态的原因，而不是使物体运动的原因，选项D错误．
7．C
【解析】
AB.对箱子和物体整体受力分析，如图所示：
由牛顿第二定律可知Mg+kv=Ma，得，又整体向上做减速运动v减小，所以a减小；
再对物体单独受力分析如图：
因a＞g，所以物体受到箱子上底向下的弹力，由牛顿第二定律可知，，则，而a减小，则FN减小，所以上升过程中物体对箱子上底面有压力且压力越来越小；故A项，B项均错误.
CD.同理，当箱子和物体加速下降时，物体对箱子下底面有压力且压力越来越大，当Mg=kv后，箱子匀速下降，此时物体对箱子下底面压力等于它的重力mg，故C正确，D错误.
8．C
【解析】
A．伽利略通过理想斜面实验，说明了力不是维持物体运动的原因，选项A错误；
B．物体所受的合力不为零时，则物体一定有加速度，但其速度不一定增大，选项B错误；
C．人站在加速上升的升降梯中，加速度向上，则处于超重状态，选项C正确；
D．国际单位制中力学的基本单位有：s（秒）、m（米）、kg（千克），选项D错误。
故选C。
9．C
【解析】
A、运动员在蹦床上有一小段减速上升，蹦床对运动员的弹力小于重力，运动员处于失重状态，故A错误；
B、运动员在蹦床上加速上升阶段，蹦床的弹性势能减小，故B错误；
C、运动员离开蹦床在空中运动阶段，只受重力（空气阻力等远小于重力），加速度一直向下，一直处于失重状态，故C正确；
D、运动员离开蹦床在空中有上升和下降两个阶段，在下降阶段重力势能在减小，故D错误。
故选：C
10．B
【解析】
A．速度－时间图像的斜率表示加速度，前3s内货物的加速度
故A正确；
B．最后2s内，货物做匀减速直线运动，加速度大小为
小于重力加速度g，故受到重力和向上的拉力作用，故B错误；
C．前3s内的平均速度为
最后2s内的平均速度
故两者平均速度相同，故C正确；
D．速度－时间图像围成的面积表示位移，7s内货物的位移
故D正确。
本题选不正确的，故选B。
11．A
【解析】
AB．对车受力分析，受重力、支持力和阻力，重力产生两个作用效果，使物体沿斜面下滑，使物体紧压斜面，设斜面倾角为，将重力按照作用效果正交分解，如图
由正交分解得，沿斜面分量为
压力的大小等于重力垂直斜面分量的大小，即
由于引桥越长，坡角越小，压力变大；重力平行斜面分量为
由于引桥越长，坡角越小，越小，通过很长引桥，减小了汽车重力沿桥面方向的分力，故A正确，B错误；
C．汽车通过主桥最高点时，重力的方向与速度的方向垂直，故重力的瞬时功率为零，故C错误；
D．汽车通过主桥最高点时，根据牛顿第二定律可得
则有
处于失重状态，故D错误。
故选A。
12．B
【解析】
根据竖直平面内的圆周运动可知，在最高点，合力提供向心力，为
又
则可得汽车到达桥顶时对桥的压力为
由于
所以汽车处于失重状态，故B正确，ACD错误。
故选B。
13．D
【解析】
AB．车子在被水平向右“移送”的过程中，若减速向右移送，则车子对底板的摩擦力水平向左，若加速向右移送，则车子对底板的摩擦力水平向右，故AB错误；
C．车子对底板的力和底板对车子的力是一对作用力和反作用力，任何时刻都大小相等，方向相反，故C错误；
D．车子在被竖直向下“移送”的过程中，若减速向下移动，则加速度向上，即
即底板对车子的力可能大于车子自身的重力，故D正确。
故选D。
14．C
【解析】
ABC．将A沿杆向上的运动分解为沿绳子方向的直线运动和垂直绳子方向的运动，如图所示：
人拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，则
，
解得A物体实际运动的速度
，
故AB两项错误，C项正确．
D．A物体实际运动的速度
，
增大，A物体速度增大，即A物体向上做加速运动，处于超重状态．故D项错误。
故选C。
【点睛】
绳连接、杆连接的物体沿绳（杆）方向的速度分量相等．
15．D
【解析】
弹簧测力计的示数小于球的重力，小球合力向下，加速度向下，则升降机可能向上减速或向下加速，故D正确，ABC错误。
故选D。
16．C
【解析】
设手对物体的支持力大小为N．以物体为研究对象，根据牛顿第二定律得：
得：
=1×（10-2）N=8N
方向向上．根据牛顿第三定律知，物体对手的压力大小 N′=N=8N，方向向下．
故选C．
17．D
【解析】
A．体重计示数是40kg，示数小于体重，说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小。故A错误；
B．晓敏对体重计的压力和体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B错误；
C．电梯做向上的减速运动也会是失重状态，示数小于其重力。故C错误；
D．以人为研究对象
mg-FN=ma
求得：
方向竖直向下，选项D正确；
故选D。
18．AC
【解析】
【分析】
【详解】
电梯静止时体重计示数500N．若电梯运动过程中，体重计的示数为600N，说明电梯有向上的加速度，超重，运动情况可能为：向上加速或向下减速
故AC正确，BD错误。
故选AC。
19．BC
【解析】
【详解】
当升降机静止时，地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力．当升降机有向下的加速度（加速下降或减速上升）时，必然会减小物体对地板的正压力，也就减小了最大静摩擦力，这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力，而弹簧的弹力又未改变，故只有在这种情况下A才可能被拉向右方，故BC正确，AD错误。
20．磁铁所受的吸引力小于最大静摩擦力 左 减速 加速
【解析】
【详解】
（1）开始时两磁铁静止不动的原因是磁铁所受的吸引力小于最大静摩擦力，左侧磁铁受到的吸引力向右，因为磁铁处于平衡状态，则左侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向左；
（2）在a过程中，由于支持力减小，最大静摩擦力减小，吸引力大于最大静摩擦力，磁铁会开始运动，可知平板处于失重状态，正在向上做减速运动；
（3）在b过程中，由于支持力减小，最大静摩擦力减小，当吸引力大于最大静摩擦力，磁铁会开始运动，可知平板处于失重状态，正在向下做加速运动。
【点睛】
21．①⑤⑦；
【解析】
【详解】
①用弹簧秤测拉力不受重力影响，可以使用；②水银气压计测气压是根据水银所受重力与气体压力平衡而测气压的，受重力影响，不可以使用；③天平测质量利用两只托盘受到的压力相同，压力等于物重，受重力影响，不可以使用；④用弹簧秤测钩码重力，因钩码失重，则不可以使用；⑤水银温度计利用热胀冷缩制成，与重力无关，可以使用．⑥用小球下落方法测重力加速度，因完全失重，则无法测量；⑦用秒表测物体运动时间，不受重力影响，可以使用；故选①⑤⑦；
22．（1）2kg（2）10m/s（3）200m
【解析】
【详解】
（1）刚记录时，电梯未启动，所以台秤示数等于重力大小，
由图像知，所以；
（2）由图像知，电梯静止、匀加速上升、匀速上升、减速上升，则在内根据牛顿第二定律：
15s末速度最大，，得；
（3）电梯在减速上升，其加速度为
则根据牛顿第二定律：
则末速度：，得到：
所以电梯运行总高度（其中，）
得．
【点睛】
本题考查的超重与失重问题，注意图像的识别，本题也可以用v-t图象来进行求解．
23．（1）4.0m/s2 方向竖直向下（2）360N（3）失重状态
【解析】
【详解】
（1）以物体A为研究对象，它受到竖直向下的重力mg、竖直向上的拉力F作用，根据牛顿第二定律得：
mg-F=ma
代入数据解得升降机的加速度大小
a=4.0m/s2
方向竖直向下。
（2）以人为研究对象，它受到竖直向下的重力Mg、竖直向上的支持力N作用，根据牛顿第二定律有：
Mg-N=Ma
代入数据解得：
N=360N
根据牛顿第三定律，此时人对地板的压力大小为360N。
（3）升降机可能在向上运动，也可能在向下运动。升降机处于失重状态。