2023鲁教版新教材高中物理必修第一册同步练习-第5节　超重与失重

第5节超重与失重

基础过关练

题组一超重和失重现象

1.（2022重庆杨家坪中学第三次月考）蹦极是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志。

运动员从高处跳下,弹性绳被拉展前做自由落体运动,弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下,

运动员下落一定高度后速度减为零。在下降的全过程中，下列说法中正确的是（）

A.弹性绳被拉展前运动员处于失重状态,弹性绳被拉展后运动员处于超重状态

B.弹性绳被拉展后运动员先处于失重状态,后处于超重状态

C.弹性绳被拉展后运动员先处于超重状态,后处于失重状态

D.运动员一直处于失重状态

2.（2021江苏苏州月考）下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是（）

A.电梯正在减速上升,人在电梯中处于超重状态

B.电梯正在加速下降,人在电梯中处于失重状态

C.举重运动员托举杠铃保持静止,运动员处于超重状态

D.列车在水平轨道上加速行驶,车上的人处于超重状态

题组二利用图像分析超重和失重现象

3.（2022吉林通化第一中学阶段检测）某人在地面上用体重计称得其体重为490N。他将体重

计移至电梯内称其体重,t。至t3时间段内体重计的示数如图所示,则电梯运行的v-t图像可能

是（取电梯向上运动的方向为正）（）

G/N

540.......`----；

490-——：

440——:：

%

题组三利用牛顿第二定律定量分析超重和失重

4.一位在地面上最多可以举起1500N重物的人,在某竖直运动的电梯中最多可以举起2000

N的重物,g取IOm/s'。该电梯的运动可能是（）

A.以3.3m/T的加速度加速下降

B.以3.3m/s?的加速度减速下降

C.以2.5m/s,的加速度加速上升

D.以2.5m/T的加速度减速上升

能力提升练

题组一超重与失重现象

1.（2021安徽淮北月考）一种巨型娱乐器械可以让人体验超重和失重，一个可乘10多个人的环

形座舱套在竖直柱子上由升降机先送上几十米的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置,制

动系统启动,到地面时刚好停下,整个过程中座舱（）

A.一直处于失重状态B.先失重后超重

C.一直处于超重状态D.先超重后失重

2.2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦

娥四号探测器,开启了月球探测的新旅程。若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运

动,后做减速运动。下列说法正确的是（）

A.探测器在加速过程中惯性变大

B.探测器先处于超重状态,后处于失重状态

C.探测器先处于失重状态,后处于超重状态

D.在加速过程,火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力

3.有一种新型弹跳鞋叫弹跳跷,当人穿着这种鞋从高处跳下压缩弹簧,人就会向上弹起,进而带

动弹跳鞋跳跃。假设弹跳鞋对人的作用力类似于弹簧弹力且人始终在竖直方向运动,不计空气

阻力，下列说法中正确的是（）

A.人向上弹起的过程中，始终处于超重状态

B.人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力大于人对鞋的作用力

C.弹簧压缩到最低点时,鞋对人的作用力大于人的重力

D.从最高点下落到最低点的过程,人先做匀加速运动后做匀减速运动

4.（2022湖南常德第二中学入学考试）（多选）为了节能,商场安装了如图所示节能电动扶梯,无

人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先加速,再匀速运转,一位顾客乘扶梯上楼，

恰好经历了这两个过程,则下列说法中正确的是（）

A.扶梯加速时,扶梯对顾客的摩擦力方向为水平向左

B.扶梯加速时,扶梯对顾客的支持力大小大于顾客的重力大小

C.扶梯对顾客作用力的方向先向右上方,再竖直向上

D.顾客一直受到三个力的作用

题组二利用图像分析超重和失重现象

5.（2020北京海淀期末）（多选）图甲是某人站在力传感器上做下蹲一一起跳动作的示意图，中

间的“•”表示人的重心。图乙是根据传感器画出的FT图像。两图中a〜g各点一一对应,

2

其中有几个点在图甲中没有画出。取重力加速度g=10m∕so则下列说法中正确的是（）

乙

A.此人的质量约为70kg

B.此人重心在b点时处于失重状态

C.此人重心在d点时的加速度方向向下

D.在a、b、d三点中,此人重心在d点时加速度最大

6.（2021辽宁阜新第二高级中学第一次考试）某校科技兴趣小组观察“嫦娥二号”的发射过程

后,用实验来模拟卫星的发射。火箭点燃后从地面竖直升空,3时刻第一级火箭燃料燃尽后脱

落,％时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落,此后不再有燃料燃烧。实验中测得火箭的v-t图像如

图所示,设运动中不计空气阻力,全过程中燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断中正确

的是（）

A.七时刻火箭到达最高点,t3时刻火箭落回地面

B.火箭在七〜t3时间内的加速度大小大于重力加速度

C.火箭在0〜t∣时间内的加速度大于3〜t2时间内的加速度

D.t1-t2时间内火箭处于超重状态,t2〜t3时间内火箭处于失重状态

7.（多选）如图甲所示为某城市观光电梯的示意图,游客由首层搭载该电梯从静止开始上升,设

向上为正方向，电梯的加速度a随时间t的变化如图乙所示,则以下判断正确的是（）

A.经过42s,游客又回到首层

B.在0-10s,游客处于超重状态

C.在30〜42S,游客处于超重状态

D.电梯匀速运动历时20s

8.（2020福建福州五校测试）（多选）2019年国际体联蹦床世界杯阿塞拜疆巴库站比赛，中国选

手刘灵玲通过紧张激烈的决赛,将女子个人金牌收入囊中。假设比赛时运动员仅在竖直方向运

动,通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间的变化规律在计算机上绘制出如图所示的

曲线，当地重力加速度g取10m∕s2,依据图像给出的信息可知,运动员的质量和运动员离开弹

簧床上升的最大高度分别为（）

C.1.6mD.3.2m

题组三利用牛顿第二定律定量分析超重和失重

9.某人站在沿竖直方向运动的电梯内，他受到电梯的支持力为所受重力的白，则以下判断正确

的是（g=10m∕s2）（）

A.电梯加速度大小为9m∕s2,人处于超重状态

B.电梯加速度大小为1m∕s2,人处于失重状态

C.电梯加速度大小为1m∕s2,人处于超重状态

D.电梯加速度大小为9m∕s2,人处于失重状态

答案全解全析

基础过关练

1.B弹性绳被拉展前运动员做自由落体运动,所以处于完全失重状态;弹性绳被拉展后的一段时间内,运动员先

做加速度减小的加速运动，当拉力大于重力时做加速度增大的减速运动,所以弹性绳被拉展后运动员先处于失重

状态,后处于超重状态，故B正确。

2.B电梯正在减速上升,加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态,故A错误；电梯正在加速下降,加速度向下，

故电梯中的乘客处于失重状态,故B正确;举重运动员托举杠铃保持静止,运动员处于平衡状态,故C错误;列车在

水平轨道上加速行驶,车上的人的加速度沿水平方向，故人不超重也不失重,故D错误。

3.Λ由题图可以看出，ɑ〜t∣时间内，视重小于其重力，3〜tz时间内，视重等于其重力，tz〜匕时间内，视重大于其

重力，则储〜3时间内，该人具有向下的加速度,3〜&时间内，该人处于平衡状态,tz〜t3时间内，该人具有向上的

加速度,所以可能的图像为A。

4.D此人最大的举力为1500N,在竖直向上运动的电梯中最多举起了2000N的物体,可知物体处于失重状态。

物体质量m=E=200kg,由牛顿第二定律得G-F=ma,解得a^20°°^150°m∕s⅛2.5m∕s2,方向向下,则电梯可能以

gm200

2.5ɪn//的加速度减速上升,也可能以2.5m/s2的加速度加速下降,故选D。

能力提升练

1.B制动前,座舱做自由落体运动,处于失重状态,制动后,座舱向下做减速运动,则座舱处于超重状态,故B正

确,A、C、D错误。

2.B物体的惯性只取决于物体的质量,与物体的运动状态无关,故A错误;探测器在发射升空过程中,先做加速运

动,后做减速运动，向上加速过程加速度向上,则为超重状态,向上减速过程加速度向下，则为失重状态,故B正

确,C错误；由牛顿第三定律可知,火箭对探测器的作用力等于探测器对火箭的作用力，故D错误。故选B0

3.C人从弹簧被压缩到最大开始向上运动,开始时弹力大于重力,合力向上,处于超重状态,弹力越来越小，当弹

力与重力相等时,速度最大，由于惯性人继续向上运动,弹力小于重力,合力向下,处于失重状态,故A错误,C正确;

由牛顿第三定律可知,鞋对人的作用力等于人对鞋的作用力,故B错误;从最高点下落,人做自由落体运动,直到弹

跳鞋与地面接触,接下来人压缩弹簧,开始时弹簧形变较小,所以开始一小段时间，人的重力大于弹力，由于向下压

缩弹簧,所以弹力增大,人的加速度减小,做加速度减小的加速运动,当弹力等于重力时,速度达到最大,之后弹力

大于重力,且弹力增大,人做加速度增大的减速运动,故D错误。故应选Co

4.BC扶梯加速时,顾客加速度斜向右上方,合力斜向右上方,因而顾客受到的摩擦力水平向右,扶梯对其的支持

力和摩擦力的合力方向指向右上方,扶梯对顾客的支持力大小大于顾客的重力大小;在匀速运动的过程中,顾客处

于平衡状态，只受重力和支持力,顾客与扶梯间的摩擦力等于零,扶梯对顾客作用力的方向竖直向上。所以扶梯对

顾客作用力的方向先指向右上方,再竖直向上,顾客先受到三个力的作用,后受到两个力的作用。故A、D错误,B、

C正确。

5.ABD题图中a表示人处于静止状态,此时力传感器示数约为700N,则此人质量约为70kg,选项A正确;b点

对应的力小于人的重力，故人处于失重状态,选项B正确;d点对应的时刻人处于超重状态,加速度方向向上,选项

C错误;a点对应的加速度为0,b点对应的加速度大小为若产m∕s⅛7.1m∕s2,d点对应的加速度大小为

m∕s2≡≈18.6m∕s2,选项D正确。

6.D火箭上升的最大高度即运动过程中的最大位移，由题图可知当速度等于零时,位移最大,火箭处于最高点，即

ɑ时刻到达最高点,故A错误;火箭在tz〜a时间内没有燃料燃烧,又不计空气阻力,故火箭只受重力,所以加速度

等于重力加速度,故B错误;v-t图线的斜率表示加速度，由图可知火箭在0〜匕时间内的加速度小于t∣〜山时间

内的加速度,故C错误；由图可知,3〜b时间内加速度为正,方向向上,所以火箭处于超重状态,tz〜匕时间内加速

度为负，方向向下,所以火箭处于失重状态，故