2025版新教材高中物理第5章第5节超重与失重练习含解析鲁科版必修第一册

PAGE7-超重与失重[随堂检测]1．(2024·湖北黄冈高一期末)在2024年印尼雅加达亚运会上，中国撑杆跳运动员李玲获得撑杆跳金牌，图为她在竞赛中几个画面的示意图．下列说法中正确的是()A．她在助跑过程中，肯定做匀加速直线运动B．她在上升过程中，处于失重状态C．她在下落过程中，处于失重状态D．她过最高点时的速度为零解析：选C.她在助跑过程中，不肯定做匀加速直线运动，选项A错误；她在上升过程中，先加速后减速，先超重后失重，选项B错误；她在下落过程中，加速度向下，处于失重状态，选项C正确；她过最高点时还有水平速度，则速度不为零，选项D错误．2.(多选)有一种大型消遣器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上(如图所示)，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落．落到肯定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．下列说法正确的是()A．座舱自由下落的过程中人处于超重状态B．座舱自由下落的过程中人处于失重状态C．座舱减速下落的过程中人处于超重状态D．座舱下落的整个过程中人处于失重状态解析：选BC.在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，处于失重状态，故选项A错误，B正确；在减速运动的过程中人受重力和座位对人向上的支持力，做减速运动，所以加速度向上，人处于超重状态，故选项C正确，D错误．3．如图所示，质量为50kg的某同学站在升降机中的磅秤上，某时刻该同学发觉，磅秤的示数为40kg，则在该时刻升降机可能是下列哪种方式运动()A．加速下降 B．加速上升C．减速上升 D．减速下降解析：选AC.质量为50kg，这是人的真实质量，发觉磅秤的示数是40kg，说明人是处于失重状态，所以应当有向下的加速度，那么此时的运动可能是向下加速运动，也可能是向上减速运动，所以A、C正确，B、D错误．4．(2024·洛阳高一检测)如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种状况中，体重计的示数最大的是()A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5m/s2解析：选B.选项A，电梯匀减速上升，加速度向下，由牛顿其次定律有mg－F1＝ma1，解得F1＝m(g－a1)；选项B，电梯匀加速上升，加速度向上，由牛顿其次定律有F2－mg＝ma2，解得F2＝m(g＋a2)；选项C，电梯匀减速下降，加速度向上，由牛顿其次定律有F3－mg＝ma3，解得F3＝m(g＋a3)；选项D，电梯匀加速下降，加速度向下，由牛顿其次定律有mg－F4＝ma4，解得F4＝m(g－a4)．由题意知，a1＝a2＝1.0m/s2，a3＝a4＝0.5m/s2，故F2最大，选项B正确．[课时作业][学生用书P153(单独成册)]一、单项选择题1．下列有关超重和失重的说法，正确的是()A．物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力为零B．自由落体运动的物体处于完全失重状态C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机肯定处于上升过程D．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机肯定处于下降过程解析：选B.当物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于它本身的重力时，是超重现象；当物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于它本身的重力时，是失重现象．超重和失重时，本身的重力没变，故A错误；自由落体运动的物体加速度为g，方向竖直向下，处于完全失重状态，故B正确；在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，加速度方向向下，运动方向可能向上，也可能向下，故C、D错误．2．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度竖直上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是()A．在上升和下降过程中A对B的压力肯定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力解析：选A.由于空气阻力不计，两物体只受重力作用，处于完全失重状态，A对B的压力在上升和下降阶段都为零，故选A.3．(2024·山西太原五中期末)如图甲所示，在一升降机内，一物块放在一台秤上，当升降机静止时，台秤的示数为F2，从启动升降机起先计时，台秤的示数随时间的改变图线如图乙所示，若取向上为正方向，则升降机运动的v－t图像可能是()解析：选B.在0～t1时间内，台秤的示数小于重力，故处于失重状态，加速度向下，则升降机可能向下加速或者向上减速，故选项A、D错误；在t1～t2时间内，台秤的示数等于重力，则升降机匀速运动或者静止；在t2～t4时间内台秤的示数大于重力，则升降机加速上升或减速下降，依据图像可知，选项B正确，C错误．4.在升降机中挂一个弹簧秤，下吊一个小球，当升降机静止时，弹簧伸长4cm.当升降机运动时弹簧伸长2cm，若弹簧秤质量不计，则升降机的运动状况可能是()A．以1m/s2的加速度减速上升B．以4.9m/s2的加速度减速上升C．以1m/s2的加速度加速上升D．以4.9m/s2的加速度加速上升解析：选B.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＝4.9m/s2，方向竖直向下，故升降机以4.9m/s2的加速度减速上升或加速下降，B正确，A、C、D错误．5．(2024·黑龙江大庆中学期末)一质量为m的人站在电梯中，电梯减速下降，加速度大小为eq\f(1,3)g(g为重力加速度)．人对电梯底部的压力大小为()A.eq\f(1,3)mg B．2mgC．mg D．eq\f(4,3)mg解析：选D.对人受力分析，人受电梯底部的支持力F和重力mg，依据牛顿其次定律：F－mg＝ma，a＝eq\f(1,3)g，得：F＝mg＋ma＝mg＋eq\f(1,3)mg＝eq\f(4,3)mg；依据牛顿第三定律：人对电梯底部的压力大小为：F′＝F＝eq\f(4,3)mg，故选项D正确．6．在如图所示的装置中，重4N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置被固定在台秤上并保持静止，斜面的倾角为30°.假如物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断而物块正下滑时，与稳定时比较，台秤的读数()A．增大4N B．增大3NC．减小1N D．不变解析：选C.物块下滑的加速度a＝gsin30°＝eq\f(1,2)g，方向沿斜面对下．此加速度的竖直重量a1＝asin30°＝eq\f(1,4)g，方向向下，所以物块失重，其视重为F视＝G－ma1＝eq\f(3,4)mg＝3N，故台秤的读数减小1N，选项C正确．二、多项选择题7．(2024·山西大同一中学期末)如图所示，某同学在教室中站在体重计上探讨超重与失重．她由稳定的站姿改变到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿改变到稳定的站姿称为“起立”过程．关于她的试验现象，下列说法中正确的是()A．只有“起立”过程，才能出现失重的现象B．只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象C．“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象D．“起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象解析：选CD.“起立”过程，先向上加速后向上减速，先超重后失重；“下蹲”过程先向下加速后向下减速，先失重后超重；所以“起立”和“下蹲”过程都有超重和失重现象，故选C、D.8．(2024·福州一中月考)在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最终停止运动，传感器的屏幕上显示出台秤受的压力与时间的关系图像，如图所示，则(g＝10m/s2)()A．电梯在启动阶段约经验了2.5s的加速上升过程B．电梯在启动阶段约经验了4s的加速上升过程C．电梯的最大加速度约为6.7m/s2D．电梯的最大加速度约为16.7m/s2解析：选BC.由题图可以看出，电梯在0～4s加速上升，4～18s匀速上升，18～22s减速上升，所以A错，B对；最大加速度am＝eq\f(F合,m)＝eq\f(50－30,3)m/s2≈6.7m/s2，故C对，D错．9．在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器显示压力大小随时间改变的关系图像如图乙所示，依据图像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．电梯可能起先停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最终停在高楼层D．电梯可能起先停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最终停在低楼层解析：选BC.由题图可以看出，0～t1，F＝mg，物块可能处于静止状态或匀速运动状态；t1～t2，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上或减速向下运动；t2～t3，F＝mg，物块可能静止或匀速运动；t3～t4，F<mg，电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能加速向下或减速向上运动．综上分析可知，B、C正确．10.某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机探讨一观光电梯升降过程中的状况，如图所示的v－t图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度改变的状况(向上为正方向)．依据图像供应的信息，可以推断下列说法中正确的是()A．在0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态B．在5～10s内，该同学对电梯底板的压力大小等于他所受的重力大小C．在10～20s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态D．在20～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态解析：选BD.0～5s内，电梯加速上升，加速度方向向上，超重，A错误；5～10s内，匀速运动，压力大小等于重力大小，B正确；10～20s内，电梯在匀减速上升，加速度方向向下，失重，C错误；20～25s内，电梯加速下降，加速度方向向下，失重，D正确．三、非选择题11．某人在以a＝0.5m/s2的加速度匀加速下降的升降机中最多可举起m1＝90kg的物体，则此人在地面上最多可举起多少千克的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝40kg的物体，则此升降机上升的加速度为多大？(g取10m/s2)解析：以物体为探讨对象，对物体进行受力分析及运动状态分析，如图甲所示，设人的最大“举力”为F，由牛顿其次定律得，m1g－F＝m1a1，所以F＝m1(g－a1)＝855N.当他在地面上举物体时，设最多举起质量为m0的物体，则有m0g－F＝0，所以m0＝85.5kg.此人在某一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝40kg的物体，由于m0＝85.5kg>m2＝40kg，明显此时升降机肯定处于超重状态，对物体进行受力分析和运动状况分析，如图乙所示．由牛顿其次定律得F－m2g＝m2a2，所以a2＝eq\f(F－m2g,m2)＝11.375m/s2，即升降机加速上升的加速度为11.375m/s2.答案：85.5kg11.375m/s212．(2024·衡水高一检测)一种巨型消遣器械由升降机送到离地面75m的高处，然后让座舱自由落下．落到离地面30m高时，制动系统起先启动，座舱匀称减速，到地面时刚好停下．若座舱中某人用手托着m＝5kg的铅球，取g＝10m/s2，试求：(1)从起先下落到最终着地经验的总时间；(2)当座舱落到离地面35m的位置时，手对球的支持力是多少；(3)当座舱落到离地面15m的位置时，球对手的压力．解析：(1)由题意可知，座舱先自由下落h1＝75m－30m＝45m，由h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)得t1＝eq\r(\f(2h1,g))＝3s，下落45m时的速度v1＝g