2023魯教版新教材高中物理必修第一冊(cè)同步練習(xí)-第5節(jié)　超重與失重

第5節(jié)超重與失重

基礎(chǔ)過關(guān)練

題組一超重和失重現(xiàn)象

1.（2022重慶楊家坪中學(xué)第三次月考）蹦極是一種極限體育項(xiàng)目，可以鍛煉人的膽量和意志。

運(yùn)動(dòng)員從高處跳下,彈性繩被拉展前做自由落體運(yùn)動(dòng),彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下,

運(yùn)動(dòng)員下落一定高度后速度減為零。在下降的全過程中，下列說法中正確的是（）

A.彈性繩被拉展前運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài),彈性繩被拉展后運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)

B.彈性繩被拉展后運(yùn)動(dòng)員先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)

C.彈性繩被拉展后運(yùn)動(dòng)員先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)

D.運(yùn)動(dòng)員一直處于失重狀態(tài)

2.（2021江蘇蘇州月考）下列關(guān)于超重、失重現(xiàn)象的描述中，正確的是（）

A.電梯正在減速上升,人在電梯中處于超重狀態(tài)

B.電梯正在加速下降,人在電梯中處于失重狀態(tài)

C.舉重運(yùn)動(dòng)員托舉杠鈴保持靜止,運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)

D.列車在水平軌道上加速行駛,車上的人處于超重狀態(tài)

題組二利用圖像分析超重和失重現(xiàn)象

3.（2022吉林通化第一中學(xué)階段檢測(cè)）某人在地面上用體重計(jì)稱得其體重為490N。他將體重

計(jì)移至電梯內(nèi)稱其體重,t。至t3時(shí)間段內(nèi)體重計(jì)的示數(shù)如圖所示,則電梯運(yùn)行的v-t圖像可能

是（取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎ǎ?/p>

G/N

540.......`----；

490-——：

440——:：

%

題組三利用牛頓第二定律定量分析超重和失重

4.一位在地面上最多可以舉起1500N重物的人,在某豎直運(yùn)動(dòng)的電梯中最多可以舉起2000

N的重物,g取IOm/s'。該電梯的運(yùn)動(dòng)可能是（）

A.以3.3m/T的加速度加速下降

B.以3.3m/s?的加速度減速下降

C.以2.5m/s,的加速度加速上升

D.以2.5m/T的加速度減速上升

能力提升練

題組一超重與失重現(xiàn)象

1.（2021安徽淮北月考）一種巨型娛樂器械可以讓人體驗(yàn)超重和失重，一個(gè)可乘10多個(gè)人的環(huán)

形座艙套在豎直柱子上由升降機(jī)先送上幾十米的高處,然后讓座艙自由落下,落到一定位置,制

動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng),到地面時(shí)剛好停下,整個(gè)過程中座艙（）

A.一直處于失重狀態(tài)B.先失重后超重

C.一直處于超重狀態(tài)D.先超重后失重

2.2018年12月8日2時(shí)23分，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射嫦

娥四號(hào)探測(cè)器,開啟了月球探測(cè)的新旅程。若運(yùn)載火箭在發(fā)射升空過程中，探測(cè)器先做加速運(yùn)

動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）

A.探測(cè)器在加速過程中慣性變大

B.探測(cè)器先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)

C.探測(cè)器先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)

D.在加速過程,火箭對(duì)探測(cè)器的作用力大于探測(cè)器對(duì)火箭的作用力

3.有一種新型彈跳鞋叫彈跳蹺,當(dāng)人穿著這種鞋從高處跳下壓縮彈簧,人就會(huì)向上彈起,進(jìn)而帶

動(dòng)彈跳鞋跳躍。假設(shè)彈跳鞋對(duì)人的作用力類似于彈簧彈力且人始終在豎直方向運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣

阻力，下列說法中正確的是（）

A.人向上彈起的過程中，始終處于超重狀態(tài)

B.人向上彈起的過程中，鞋對(duì)人的作用力大于人對(duì)鞋的作用力

C.彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí),鞋對(duì)人的作用力大于人的重力

D.從最高點(diǎn)下落到最低點(diǎn)的過程,人先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻減速運(yùn)動(dòng)

4.（2022湖南常德第二中學(xué)入學(xué)考試）（多選）為了節(jié)能,商場(chǎng)安裝了如圖所示節(jié)能電動(dòng)扶梯,無

人乘行時(shí),扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時(shí),它會(huì)先加速,再勻速運(yùn)轉(zhuǎn),一位顧客乘扶梯上樓，

恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程,則下列說法中正確的是（）

A.扶梯加速時(shí),扶梯對(duì)顧客的摩擦力方向?yàn)樗较蜃?/p>

B.扶梯加速時(shí),扶梯對(duì)顧客的支持力大小大于顧客的重力大小

C.扶梯對(duì)顧客作用力的方向先向右上方,再豎直向上

D.顧客一直受到三個(gè)力的作用

題組二利用圖像分析超重和失重現(xiàn)象

5.（2020北京海淀期末）（多選）圖甲是某人站在力傳感器上做下蹲一一起跳動(dòng)作的示意圖，中

間的“?”表示人的重心。圖乙是根據(jù)傳感器畫出的FT圖像。兩圖中a?g各點(diǎn)一一對(duì)應(yīng),

2

其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒有畫出。取重力加速度g=10m∕so則下列說法中正確的是（）

乙

A.此人的質(zhì)量約為70kg

B.此人重心在b點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)

C.此人重心在d點(diǎn)時(shí)的加速度方向向下

D.在a、b、d三點(diǎn)中,此人重心在d點(diǎn)時(shí)加速度最大

6.（2021遼寧阜新第二高級(jí)中學(xué)第一次考試）某?？萍寂d趣小組觀察“嫦娥二號(hào)”的發(fā)射過程

后,用實(shí)驗(yàn)來模擬衛(wèi)星的發(fā)射。火箭點(diǎn)燃后從地面豎直升空,3時(shí)刻第一級(jí)火箭燃料燃盡后脫

落,％時(shí)刻第二級(jí)火箭燃料燃盡后脫落,此后不再有燃料燃燒。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得火箭的v-t圖像如

圖所示,設(shè)運(yùn)動(dòng)中不計(jì)空氣阻力,全過程中燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的推力大小恒定。下列判斷中正確

的是（）

A.七時(shí)刻火箭到達(dá)最高點(diǎn),t3時(shí)刻火箭落回地面

B.火箭在七?t3時(shí)間內(nèi)的加速度大小大于重力加速度

C.火箭在0?t∣時(shí)間內(nèi)的加速度大于3?t2時(shí)間內(nèi)的加速度

D.t1-t2時(shí)間內(nèi)火箭處于超重狀態(tài),t2?t3時(shí)間內(nèi)火箭處于失重狀態(tài)

7.（多選）如圖甲所示為某城市觀光電梯的示意圖,游客由首層搭載該電梯從靜止開始上升,設(shè)

向上為正方向，電梯的加速度a隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,則以下判斷正確的是（）

A.經(jīng)過42s,游客又回到首層

B.在0-10s,游客處于超重狀態(tài)

C.在30?42S,游客處于超重狀態(tài)

D.電梯勻速運(yùn)動(dòng)歷時(shí)20s

8.（2020福建福州五校測(cè)試）（多選）2019年國(guó)際體聯(lián)蹦床世界杯阿塞拜疆巴庫(kù)站比賽，中國(guó)選

手劉靈玲通過緊張激烈的決賽,將女子個(gè)人金牌收入囊中。假設(shè)比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向運(yùn)

動(dòng),通過傳感器將彈簧床面與運(yùn)動(dòng)員間的彈力隨時(shí)間的變化規(guī)律在計(jì)算機(jī)上繪制出如圖所示的

曲線，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m∕s2,依據(jù)圖像給出的信息可知,運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)員離開彈

簧床上升的最大高度分別為（）

C.1.6mD.3.2m

題組三利用牛頓第二定律定量分析超重和失重

9.某人站在沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的電梯內(nèi)，他受到電梯的支持力為所受重力的白，則以下判斷正確

的是（g=10m∕s2）（）

A.電梯加速度大小為9m∕s2,人處于超重狀態(tài)

B.電梯加速度大小為1m∕s2,人處于失重狀態(tài)

C.電梯加速度大小為1m∕s2,人處于超重狀態(tài)

D.電梯加速度大小為9m∕s2,人處于失重狀態(tài)

答案全解全析

基礎(chǔ)過關(guān)練

1.B彈性繩被拉展前運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng),所以處于完全失重狀態(tài);彈性繩被拉展后的一段時(shí)間內(nèi),運(yùn)動(dòng)員先

做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力大于重力時(shí)做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),所以彈性繩被拉展后運(yùn)動(dòng)員先處于失重

狀態(tài),后處于超重狀態(tài)，故B正確。

2.B電梯正在減速上升,加速度向下，故電梯中的乘客處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤；電梯正在加速下降,加速度向下，

故電梯中的乘客處于失重狀態(tài),故B正確;舉重運(yùn)動(dòng)員托舉杠鈴保持靜止,運(yùn)動(dòng)員處于平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;列車在

水平軌道上加速行駛,車上的人的加速度沿水平方向，故人不超重也不失重,故D錯(cuò)誤。

3.Λ由題圖可以看出，ɑ?t∣時(shí)間內(nèi)，視重小于其重力，3?tz時(shí)間內(nèi)，視重等于其重力，tz?匕時(shí)間內(nèi)，視重大于其

重力，則儲(chǔ)?3時(shí)間內(nèi)，該人具有向下的加速度,3?&時(shí)間內(nèi)，該人處于平衡狀態(tài),tz?t3時(shí)間內(nèi)，該人具有向上的

加速度,所以可能的圖像為A。

4.D此人最大的舉力為1500N,在豎直向上運(yùn)動(dòng)的電梯中最多舉起了2000N的物體,可知物體處于失重狀態(tài)。

物體質(zhì)量m=E=200kg,由牛頓第二定律得G-F=ma,解得a^20°°^150°m∕s?2.5m∕s2,方向向下,則電梯可能以

gm200

2.5?n//的加速度減速上升,也可能以2.5m/s2的加速度加速下降,故選D。

能力提升練

1.B制動(dòng)前,座艙做自由落體運(yùn)動(dòng),處于失重狀態(tài),制動(dòng)后,座艙向下做減速運(yùn)動(dòng),則座艙處于超重狀態(tài),故B正

確,A、C、D錯(cuò)誤。

2.B物體的慣性只取決于物體的質(zhì)量,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),故A錯(cuò)誤;探測(cè)器在發(fā)射升空過程中,先做加速運(yùn)

動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng)，向上加速過程加速度向上,則為超重狀態(tài),向上減速過程加速度向下，則為失重狀態(tài),故B正

確,C錯(cuò)誤；由牛頓第三定律可知,火箭對(duì)探測(cè)器的作用力等于探測(cè)器對(duì)火箭的作用力，故D錯(cuò)誤。故選B0

3.C人從彈簧被壓縮到最大開始向上運(yùn)動(dòng),開始時(shí)彈力大于重力,合力向上,處于超重狀態(tài),彈力越來越小，當(dāng)彈

力與重力相等時(shí),速度最大，由于慣性人繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),彈力小于重力,合力向下,處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤,C正確;

由牛頓第三定律可知,鞋對(duì)人的作用力等于人對(duì)鞋的作用力,故B錯(cuò)誤;從最高點(diǎn)下落,人做自由落體運(yùn)動(dòng),直到彈

跳鞋與地面接觸,接下來人壓縮彈簧,開始時(shí)彈簧形變較小,所以開始一小段時(shí)間，人的重力大于彈力，由于向下壓

縮彈簧,所以彈力增大,人的加速度減小,做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)彈力等于重力時(shí),速度達(dá)到最大,之后彈力

大于重力,且彈力增大,人做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故應(yīng)選Co

4.BC扶梯加速時(shí),顧客加速度斜向右上方,合力斜向右上方,因而顧客受到的摩擦力水平向右,扶梯對(duì)其的支持

力和摩擦力的合力方向指向右上方,扶梯對(duì)顧客的支持力大小大于顧客的重力大小;在勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,顧客處

于平衡狀態(tài)，只受重力和支持力,顧客與扶梯間的摩擦力等于零,扶梯對(duì)顧客作用力的方向豎直向上。所以扶梯對(duì)

顧客作用力的方向先指向右上方,再豎直向上,顧客先受到三個(gè)力的作用,后受到兩個(gè)力的作用。故A、D錯(cuò)誤,B、

C正確。

5.ABD題圖中a表示人處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)力傳感器示數(shù)約為700N,則此人質(zhì)量約為70kg,選項(xiàng)A正確;b點(diǎn)

對(duì)應(yīng)的力小于人的重力，故人處于失重狀態(tài),選項(xiàng)B正確;d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻人處于超重狀態(tài),加速度方向向上,選項(xiàng)

C錯(cuò)誤;a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加速度為0,b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加速度大小為若產(chǎn)m∕s?7.1m∕s2,d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加速度大小為

m∕s2≡≈18.6m∕s2,選項(xiàng)D正確。

6.D火箭上升的最大高度即運(yùn)動(dòng)過程中的最大位移，由題圖可知當(dāng)速度等于零時(shí),位移最大,火箭處于最高點(diǎn)，即

ɑ時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),故A錯(cuò)誤;火箭在tz?a時(shí)間內(nèi)沒有燃料燃燒,又不計(jì)空氣阻力,故火箭只受重力,所以加速度

等于重力加速度,故B錯(cuò)誤;v-t圖線的斜率表示加速度，由圖可知火箭在0?匕時(shí)間內(nèi)的加速度小于t∣?山時(shí)間

內(nèi)的加速度,故C錯(cuò)誤；由圖可知,3?b時(shí)間內(nèi)加速度為正,方向向上,所以火箭處于超重狀態(tài),tz?匕時(shí)間內(nèi)加速

度為負(fù)，方向向下,所以火箭處于失重狀態(tài)，故