4.6超重和失重同步練習-高中物理人教版（新課標）必修一一、單選題（本大題共10小題，共40.0分）如圖所示，一同學在電梯里站在臺秤上稱體重，發(fā)現(xiàn)體重明顯大于在靜止地面上稱的體重，則A. 電梯一定處于上升階段
B. 電梯一定處于加速上升階段
C. 電梯可能處于加速下降階段
D. 電梯的加速度一定向上
 一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯上樓，其位移x與時間t的關(guān)系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是
A. 時間內(nèi)，增大，
B. 時間內(nèi)，增大，
C. 時間內(nèi)，增大，
D. 時間內(nèi)，減小，商場安裝了的智能化的自動扶梯，無人乘行時扶梯運轉(zhuǎn)得很慢，有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如圖所示．那么下列說法中正確的是    A. 顧客始終受到三個力的作用
B. 顧客受到扶梯作用力的方向先指向右上方，再豎直向上
C. 顧客受到扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下
D. 顧客始終處于超重狀態(tài)如圖，跳高運動員起跳后向上運動，越過橫桿后開始向下運動，則運動員越過橫桿前、后在空中所處的狀態(tài)分別為 
A. 失重、失重 B. 超重、超重 C. 失重、超重 D. 超重、失重一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時間t的關(guān)系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是
A. 0~t1時間內(nèi)，v增大，FN>mg B. t1~t2時間內(nèi)， v減小，FN< mg
C. t2~t3時間內(nèi)， v增大，FN< mg D. t2~t3時間內(nèi)，v減小，FN> mg關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是A. 超重就是物體受的重力增加了
B. 失重就是物體受的重力減小了
C. 完全失重就是物體一點重力都沒有了
D. 不論超重或失重，物體所受重力是不變的如圖所示，跳水運動員最后踏板的過程可以簡化為下述模型：運動員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板上，隨跳板一同向下做變速運動到達最低點，然后隨跳板反彈，則    A. 運動員與跳板接觸的全過程中只有超重狀態(tài)
B. 運動員把跳板壓到最低點時，運動員所受外力的合力為零
C. 運動員能跳得高的原因從受力角度來看，是因為跳板對運動員的作用力大于運動員的重力
D. 運動員能跳得高的原因從受力角度來看，是因為跳板對運動員的作用力大于運動員對跳板的作用力
 “蹦極”是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長度位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置。人在從P點下落到最低點c點的過程中A. 人在a點時速度最大
B. 人在ab段做加速度增大的加速運動，處于失重狀態(tài)
C. 在bc段繩的拉力大于人的重力，人處于超重狀態(tài)
D. 在c點，人的速度為零，處于平衡狀態(tài)
 下列說法中正確的是A. 電梯剛下降瞬間是屬于失重現(xiàn)象
B. 合力一定大于任一分力
C. 靜摩擦力的大小可以用公式直接計算
D. 靜止在斜面上的物體受到的重力和支持力是一對平衡力2020年6月23日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙火箭成功將北斗三號導航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星送入地球同步軌道。關(guān)于這次衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是
A. 火箭能夠起飛，是因為火箭噴出的氣體對火箭產(chǎn)生一個向上的作用力
B. 火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但無法加速飛行
C. 該衛(wèi)星進入預定軌道之后完全失重，與地球之間不存在相互作用力
D. 該衛(wèi)星在軌運行的速度大于地球的第一宇宙速度二、填空題（本大題共5小題，共20.0分）某實驗小組利用DIS系統(tǒng)在電梯內(nèi)研究超重和失重現(xiàn)象。他們在電梯地板上放置一個壓力傳感器，在傳感器上放一個物塊，如圖甲所示。電梯從底層到達頂層的過程中，計算機顯示出傳感器所受壓力大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。則從圖乙中可以知道該物塊的重力為__________N，物塊處于超重狀態(tài)的時間段為__________，處于失重狀態(tài)的時間段為__________。
圖所示，一質(zhì)量物體受到豎直向上拉力F的作用，當拉力時，物體由靜止開始向上運動，若不計空氣阻力，g取則2 s內(nèi)物體的位移為______m，2 s末的速度為______。

一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為，g為重力加速度．人對電梯底部的壓力為______，此時人處于______填“超重”“失重”．一乘客坐電梯從六層到一層，在電梯加速下降的過程中，乘客所受的支持力______乘客的重力選填“大于”或“小于”，乘客處于______狀態(tài)選填“超重”或“失重”．某人在以的加速度下降的升降機中，則他處于______狀態(tài)填“超重或失重”，如果在升降機中最多能舉起60kg的物體，那么他在地面上最多能舉起______kg的物體．如圖所示，一電梯以的加速度勻加速向上運動，在電梯的頂部掛有一彈簧秤，彈簧秤下用一輕繩掛著一個質(zhì)量為2kg的物體，則彈簧秤的示數(shù)為______N，此時物體處于______狀態(tài)。選填“超重”或“失重”

   三、實驗題（本大題共1小題，共9.0分）現(xiàn)測得某一物體所受外力F一定時，其加速度a與其質(zhì)量m的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表：根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，畫出圖像。
 圖線存在截距，其原因是_______________________。四、計算題（本大題共2小題，共20.0分）一種巨型娛樂器械可以使人體驗超重和失重一個可乘坐十多個人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，使座艙到地面時剛好停下已知座艙開始下落時的高度為，當落到離地面的位置時開始制動，座艙均勻減速重力加速度g取，不計空氣阻力．求座艙下落的最大速度的大小．求座艙下落的總時間．若座艙中某人用手托著重的鉛球，求座艙下落過程中球?qū)κ值膲毫Υ笮。?/span>






 豎直升降的電梯內(nèi)的天花板上懸掛著一只彈簧測力計，如圖所示．彈簧測力計的鉤上懸掛一個質(zhì)量的物體，試分析下列各種情況下電梯具體的運動取：
 當彈簧測力計的示數(shù)，且保持不變；當彈簧測力計的示數(shù)，且保持不變；當彈簧測力計的示數(shù)，且保持不變．彈簧均處于伸長狀態(tài)







答案和解析1.【答案】D
 【解析】解：體重計的示數(shù)大于人靜止在地面上的體重，說明人受到支持力大于重力，由牛頓第二定律可知，加速度一定向上，但電梯可能向上加速也可能向下減速，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
對人進行受力分析，再根據(jù)牛頓第二定律即可確定加速度的方向以及物體的運動性質(zhì)。
本題考查牛頓第二定律關(guān)于超重和失重現(xiàn)象的應用，要注意明確加速度向上時物體的運動情況有兩種，要注意全面分析。
 2.【答案】A
 【解析】【分析】
本題考查了圖象斜率的物理意義，要求同學們能夠明白圖象斜率的物理意義，并會通過牛頓第二定律分析。
【解答】
A.由于圖象的斜率表示速度，由圖可知在時間內(nèi)速度增加，即乘客向上加速運動，根據(jù)牛頓第二定律得：，解得：，則，故A正確；
B.在時間內(nèi)，圖象的斜率保持不變，所以速度不變，即乘客勻速下降，則，故B錯誤；
在時間內(nèi)，圖象的斜率變小，所以速度減小，即乘客減速上升，根據(jù)牛頓第二定律得：，解得：，則，故CD錯誤。
故選A。  3.【答案】B
 【解析】【分析】分加速和勻速兩個過程對顧客進行運動分析和受力分析，加速過程合力斜向右上方，故支持力大于重力，靜摩擦力向右；勻速過程重力和支持力二力平衡。本題關(guān)鍵要分兩個過程研究，加速過程可以先找出加速度方向，然后得出合力方向，結(jié)合物體的受力情況，可以得出各個力的大小情況；勻速過程二力平衡，與運動方向無關(guān)。【解答】在慢慢加速的過程中，受力如圖，物體加速度與速度同方向，合力斜向右上方，因而顧客受到的摩擦力與接觸面平行水平向右，電梯對其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛頓第三定律，它的反作用力即人對電梯的作用方向指向向左下，由于加速向右上方，處于超重狀態(tài)；在勻速運動的過程中，顧客處于平衡狀態(tài)，只受重力和支持力，顧客與電梯間的摩擦力等于零，顧客受扶梯的作用僅剩下支持力，方向沿豎直向上；故選B。  4.【答案】A
 【解析】【分析】
本題考查超重和失重。當加速度向下時，物體處于失重狀態(tài)；當加速度向上時，物體處于超重狀態(tài)。
【解答】
運動員越過橫桿前，向上減速，加速度方向向下，故處于失重狀態(tài)；
越過橫桿后，開始向下加速運動，加速度方向也向下，故也處于失重狀態(tài)，故A正確，BCD錯誤。
故選A。  5.【答案】D
 【解析】解：A、由于圖象的斜率表示速度，由圖可知在時間內(nèi)速度增加，即乘客的加速度向下運動，根據(jù)牛頓第二定律得：，解得：，則，處于失重狀態(tài)，故A錯誤；
B、在時間內(nèi)，圖象的斜率保持不變，所以速度不變，即乘客勻速下降，則，故B錯誤；
CD、在時間內(nèi)，圖象的斜率變小，所以速度減小，即乘客的減速下降，根據(jù)牛頓第二定律得：，解得：，則，處于超重狀態(tài)，故C錯誤，D正確；
故選：D。
根據(jù)圖象的斜率表示速度，判斷在不同的時間段內(nèi)物體的運動狀態(tài)，然后根據(jù)牛頓第二定律求得乘客所受支持力的大小與自身重力的大小關(guān)系。
本題考查了圖象斜率的物理意義、超失重問題，要求同學們能夠明白圖象斜率的物理意義，并會通過牛頓第二定律分析超失重現(xiàn)象。
 6.【答案】D
 【解析】【分析】物體對支持物的壓力或者對懸掛物的拉力大于物體的重力稱為超重，小于重力則稱為失重，處于超重或失重狀態(tài)時物體的質(zhì)量或重力并不變。
所謂超重或失重都是指物體的視重發(fā)生變化，而物體受到的重力保持不變。

【解答】超重失重是指物體對接觸面的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥?/span>小于物體的重力，而物體的重力并沒有變化，完全失重是壓力或拉力變?yōu)榱?，?/span>D正確。  7.【答案】C
 【解析】【分析】
本題比較全面的考查了力學中的基礎知識，如超重、失重、平衡狀態(tài)和作用力與反作用力等，對于這些基礎知識，在平時訓練中注意加強練習以加深對其的理解。正確解答本題的關(guān)鍵是：正確分析運動員的整個起跳過程，理解超重、失重以及平衡狀態(tài)的含義，從功能關(guān)系的角度進行分析運動員起跳過程，正確應用牛頓第三定律解答有關(guān)問題。
【解答】
A.運動員與跳板接觸過程中，開始時向下加速，當彈力大于重力后減速，加速度先向下，后向上，所以全過程中既有超重狀態(tài)也有失重狀態(tài)，故A錯誤；
B.運動員把跳板壓到最低點時，跳板給其的彈力大于其重力，合外力不為零，故B錯誤；
C.運動員把跳板壓到最低點時，跳板給其的彈力遠大于其重力，從而使人獲得向上的較大的加速度，故C正確；
D.跳板對運動員的作用力和他對跳板的作用力是作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反，故D錯誤。
故選C。  8.【答案】C
 【解析】【分析】根據(jù)牛第二定律判斷人的加速度方向，根加速度的方與度的關(guān)系，斷出的運動情況，而確定哪個位速度最大哪個位置加最大。【解答】從a點，人的重力大于彈力，加速度向下則做加速運動，根據(jù)牛二定律知，加速度減小，當?shù)竭_b位置，重力和彈力相等，速度最大，從b到c，重力小于彈力加速度方向向上，向下做減速運動，處于超重狀態(tài)，故C正確，A錯誤；
B. 在ab段繩的拉力小于人的重力，加速度向下，人處于失重狀態(tài)，根據(jù)牛頓第二定律得：，由此可知加速度逐漸減小，故B錯誤；D.c點速度為零，加速度不為零，不是平衡狀態(tài)，故D錯誤。
故選C。  9.【答案】A
 【解析】【分析】
超重失重的特征是物體加速度方向，合力與分力的關(guān)系等同于三角形三邊長度的關(guān)系，是滑動摩擦力的大小計算式，不是靜摩擦力計算式，一對平衡力應該大小相等，方向相反，作用在一條直線上。
【解答】
A.電梯剛下降瞬間加速度向下，是屬于失重現(xiàn)象。A正確；
B.合力可能大于其中任一分力，也可能小于任一分力，也可能與其一分力相等，B錯誤；
C.滑動摩擦力的大小可以用公式直接計算，靜摩擦力不能用公式計算，C錯誤；
D.靜止在斜面上的物體受到的重力和支持力不在一條直線上，不是一對平衡力，D錯誤  10.【答案】A
 【解析】【分析】
火箭推力形成是火箭向外噴氣，噴出的氣體對火箭產(chǎn)生一個反作用力，與有無空氣無關(guān)．飛船進入軌道后，受到地球的引力，該引力與飛船對地球的引力是一對作用力和反作用力．第一宇宙速度是衛(wèi)星近表面圓軌道的運行速度，也是繞地球的最大的圓軌道運行速度。

【解答】
A、火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反應過來對火箭產(chǎn)生一個反作用，從而讓火箭獲得向上的推力，故A正確；
B、火箭飛出大氣層后，雖然沒有了空氣，但是火箭向后噴氣，噴出的氣體仍然反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向上的推力，故B錯誤；
C、該衛(wèi)星進入預定軌道之后完全失重，仍然受到地球的引力，故C錯誤；
D、第一宇宙速度是繞地球的最大的圓軌道運行速度，則該衛(wèi)星在圓軌道上運行速度小于第一宇宙速度，故D錯誤。
故選A。  11.【答案】20；到；到。
 【解析】【分析】
當物體受到的壓力大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，加速度向上；當物體受到的壓力小于重力時，物體處于失重狀態(tài)，加速度向下。
本題關(guān)鍵是根據(jù)壓力的變化情況，得到超、失重情況。
【解答】
從圖乙可得物塊的重力為20N；
從時該到，物體受到的壓力大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；
從時刻到，物體受到的壓力小于重力，物塊處于減速狀態(tài)，加速度向下，處于失重狀態(tài)。
故答案為：20；到； 到。  12.【答案】 ；  8；   ；  超重  。
 【解析】
【分析】
受力分析，由牛頓第二定律求得加速度，利用運動學公式求的位移和速度。
本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的基本運用，知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁。
【解答】
解：由牛頓第二定律得：
由位移公式得2 s內(nèi)的位移為：
解得：
由速度公式得2 s末速度為：
解得：
故答案為：8，8。

【分析】
本題關(guān)鍵對人受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解。
對人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可，進而判斷出超重還是失重。
【解答】
解：對人受力分析，受重力和電梯的支持力，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律
故；
根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯的壓力等于電梯對人的支持力，故人對電梯的壓力等于，
對電梯的壓力大于本身重力，故處于超重。
故答案為：，超重。
故答案為： ；  8；   ；  超重  。  13.【答案】小于  失重
 【解析】解：在電梯加速下降的過程中，由牛頓第二定律知：，乘客所受的支持力N小于乘客的重力，乘客處于失重狀態(tài)．
故答案為：小于，失重．
當物體具有向上的加速度時，支持力大于重力，處于超重狀態(tài)；而當向下的加速度時，支持力小于重力，處于失重狀態(tài)．
掌握超重、失重的特點：加速度向上，超重，加速度向下，失重；超重和失重時物體的重力不變化．
 14.【答案】失重  48
 【解析】解：在以的加速度下降的升降機中，加速度的方向向下，則處于失重狀態(tài)；
在加速下降的電梯里，人最多能舉起質(zhì)量為60的物體，則由牛頓第二定律得：
所以：
此人最大的舉力為480N，則那么他在地面上最多能舉起的物體質(zhì)量為：．
故答案為：失重，48．
超重或失重取決于加速度的方向；根據(jù)人在地面上最多能舉起質(zhì)量為60kg的物體，計算出人最大的舉力．由牛頓第二定律求出人變速運動的電梯中能舉起的物體的最大質(zhì)量．
本題是應用牛頓第二定律研究超重和失重的問題，關(guān)鍵抓住人的最大舉力是一定的．
 15.【答案】30；超重
 【解析】【分析】
本題考查了超重失重狀態(tài)，對物體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式計算。
【解答】
對物體受力分析知，物體受到重力和彈簧的彈力作用，
根據(jù)牛頓第二定律得：，
解得：，
由于此時彈簧的彈力大于物體的重力，所以物體處于超重狀態(tài)。
故答案為：30；超重。  16.【答案】如圖所示
 未補償阻力或補償阻力不足
 【解析】【分析】
先求出，再描點作圖；
根據(jù)牛頓第二定律分析圖像的原因。
本題考查探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系實驗，解決本題的關(guān)鍵會描點作圖，知道圖象是傾斜的直線。
【解答】
要畫圖像，需要先求出對應的，其數(shù)據(jù)分別為、、和，然后描點，連線。如圖；

平衡摩擦力時，根據(jù)牛頓第二定律：  ，解得，根據(jù)圖像縱截距為負數(shù)可知，sin  ，即實驗未補償阻力或補償阻力不足。
故答案為：如圖所示
 未補償阻力或補償阻力不足。  17.【答案】解：自由落體的終點時速度最大，由自由落體速度位移關(guān)系可得下落的最大速度：
；
由自由落體規(guī)律可得做自由落體的時間：

由勻變速規(guī)律可得：

解得：
故下落總時間為：；
前45m人和鉛球都處于完全失重故球?qū)κ值膲毫榱悖?/span>
勻減速階段的加速度為：

由牛頓第二定律可得：

解得：
故可知球?qū)κ艿膲毫?/span>75N。
答：座艙下落的最大速度為；
座艙下落的總時間5s；
若座艙中某人用手托著重30N的鉛球，前45m球?qū)κ值膲毫?/span>0，后30m球?qū)κ艿膲毫?/span>75N。
 【解析】自由落體的終點時速度最大，由自由落體速度位移關(guān)系可得下落的最大速度；
由自由落體規(guī)律可求做自由落體的時間，由勻變速規(guī)律可求減速運動時間；
前45m人和鉛球都處于完全失重；后30m由牛頓第二定律可得人對球的支持力，進而可得球?qū)κ艿膲毫Α?/span>
本題注意多過程的連接問題，這個連接量一般是轉(zhuǎn)折處的速度；用好自由落體規(guī)律和勻變速規(guī)律。
 18.【答案】解：

當時，根據(jù)牛頓第二定律，解得這時電梯的加速度，  由此可見電梯處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)．
當時，根據(jù)牛頓第二定律，這時電梯的加速度，即電梯的加速度方向豎直向下，電梯加速下降或減速上升．
當時，根據(jù)牛頓第二定律，這時電梯的加速度，即電梯的加速度方向豎直向上，電梯加速上升或減速下降．
 【解析】本題關(guān)鍵對物體受力分析后根據(jù)牛頓第二定律確定加速度，然后得到運動情況，基礎題．對物體受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，再確定物體的運動情況．
 

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