高中物理人教版 (2019)必修 第一册6 超重和失重精品同步练习题

4.6超重和失重课后练

1. 在电梯中的水平地面上有一体重计，人站在体重计上，电梯静止时，体重计的示数为65kg，下列说法正确的是（　　）

A. 当电梯匀速上升时，体重计的示数大于65kg

B. 当电梯匀速下降时，体重计的示数小于65kg

C. 当电梯加速上升时，体重计的示数大于65kg

D. 当电梯减速下降时，体重计的示数小于65kg

2. 在升降机的天棚上用弹簧秤悬挂一重物，某时刻该升降机内的观察者看到弹簧秤的读数小于重物的重力，则升降机的运动状态是（　　）

A. 一定向上加速运动   B. 可能向上加速运动或向下减速运动

C. 一定向下减速运动   D. 可能向下加速运动或向上减速运动

3. 站在电梯上的人，当电梯竖直减速下降时，以下说法正确的是（　　）

A. 电梯对人的支持力小于人对电梯的压力   B. 电梯对人的支持力大于人对电梯的压力

C. 电梯对人的支持力等于人对电梯的压力   D. 电梯对人的支持力大于人的重力

4. 质量为m的一物体，用细线挂在电梯的天花板上。当电梯以的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力大小为（　　）

A.  B. mg C.  D.

5. 如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，当电梯在竖直方向运行时，电梯内乘客发现弹簧的伸长量比电梯原来静止时的伸长量变大了，这一现象表明（　　）

A. 电梯一定处于加速上升阶段 B. 电梯的速度方向一定向下

C. 乘客一定处在超重状态 D. 电梯的加速度方向可能向下

6. 在升降机中，一个人站在体重计上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是（　　）

A. 升降机可能以大小为0.8g的加速度加速上升

B. 升降机可能以大小为0.2g的加速度加速下降

C. 升降机可能以大小为0.2g的加速度减速上升

D. 升降机可能以大小为0.8g的加速度减速下降

7. 在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量M=1.5kg，货物的质量m=1kg，无人机与货物间通过轻绳相连．无人机以恒定动力F=30N从地面开始加速上升，不计空气阻力，重力加速度取g =10m/s2．则（　　）

A. 无人机加速上升时货物处于失重状态

B. 无人机加速上升时的加速度a=20m/s2

C. 无人机加速上升时轻绳上的拉力T=10N

D. 无人机加速上升时轻绳上的拉力T=12N

8. 某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是（　　）

A. 人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动

B. 人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态

C. 人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重

D. 人在C点具有最大速度

9. 某人在地面上用体重计称得体重为490N，他将体重计移至电梯内称量，t0至t3时间段内，体重计的示数如下图所示。若取电梯向上运行的方向为正，电梯运行的v-t图像可能是（　　）

A. B. C.   D.

10. 为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示．当此车减速上坡时，下列说法正确的是（　　）

A. 乘客受重力、支持力两个力的作用 B. 乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用

C. 乘客处于超重状态 D. 乘客受到摩擦力的方向水平向左

11. 如图所示，是某人站在压力板传感器上，做下蹲--起立的动作时记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为N），横坐标为时间（单位为s）．由图线可知，该人的体重约为650N，除此之外，还可以得到的信息是（　　）

A. 该人做了两次下蹲--起立的动作   B. 该人做了一次下蹲--起立的动作

C. 下蹲过程中人处于失重状态    D. 下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态

12. 若货物随升降机运动的图像如图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力与时间关系的图像可能是（　　）

A.  B.

C.  D.

13. 小明同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得自己体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示，g取10 m/s2．下列说法正确的是（　　）

A. 在0～2 s内，小明处于超重状态     B. 在0～2 s内，小明加速度大小为1 m/s2

C. 在10～11 s内，台秤示数F3为600 N    D. 在0～11 s内，电梯通过的距离为18 m

14. “蹦极”是一种能获得强烈失重、超重感觉的非常“刺激”的惊险娱乐项目。人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处（或悬崖上），用橡皮弹性绳拴住身体，让人头下脚上自由下落，落到一定位置时弹性绳拉紧。设人体立即做匀减速运动，到接近水面时刚好减速为零，然后再反弹。已知某“勇敢者”头戴重为45N的安全帽，开始下落时的高度为75m，设计的系统使人落到离水面30m时，弹性绳才绷紧。不计空气阻力，则：（取g=10m/s2）

(1)当他落到离水面50m位置时戴着的安全帽对人的头顶的弹力为多少？

(2)当他落到离水面20m的位置时，则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽？

15. 某大型游乐场内，有一种能使人体验超重、失重感觉的大型娱乐设施。该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处，然后让座舱从高空自由落下（此时座舱受到的阻力极小，可忽略），当落至一定位置时，良好的制动系统开始工作，使座舱落至地面时刚好停止。假设座舱开始下落时的高度为80m，当下落至距地面30m时，开始对座舱进行制动，并认为座舱的制动过程是匀减速运动。

（1）当座舱从开始下落了20m时，质量是60kg的人对座舱的压力为多大？试说明理由。

（2）当座舱下落到距离地面10m位置时，人对座舱的压力与人所受到的重力之比是多少？（g取10m/s2）

参考答案

1. CD

【详解】AB．当电梯匀速上升和下降时，体重计的示数等于65kg，AB错误；

C．当电梯加速上升时，具有向上的加速度，处于超重状态，体重计的示数大于65kg，C正确；

D．当电梯加速下降时，具有向下的加速度，处于失重状态，体重计的示数小于65kg，D正确。

故选CD。

2. D

【详解】升降机内的观察者看到弹簧秤的读数小于重物的重力，说明物体失重，具有向下的加速度，所以可能向下加速运动或向上减速运动。

故选D。

3. CD

【详解】ABC．电梯对人的支持力与人对电梯的压力是一对作用力与反作用力，所以大小相等，AB错误C正确；

D．人在竖直方向受到两个力的作用：重力和电梯的支持力，由于竖直减速下降，说明合力方向向上，即支持力大于重力，D正确。

故选CD。

4. C

【详解】对物体做受力分析可知，物体受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力，根据牛顿第二定律有

mg - FT = ma

代入数据有

FT =

故选C。

5. C

【分析】弹簧的伸长量比电梯原来静止时的伸长量变大了，说明电梯一定存在竖直向上的加速度，电梯的运动可能是加速向上或者减速下降．

【详解】电梯内乘客发现弹簧的伸长量比电梯原来静止时的伸长量变大了，说明电梯一定存在竖直向上的加速度，电梯的运动可能是加速向上或者减速下降，乘客也一定处在超重状态，故A、B、D错误，C正确．

故选C

6. BC

【详解】AD．若a＝0.8g，方向竖直向上，可能加速上升，可能减速下降，根据牛顿第二定律有

F-mg=ma

解得

F=1.8mg

其中F为人的视重，人的视重比实际重力大

×100%=80%

AD错误；

BC．若a＝0.2g，方向竖直向下，可能加速下降，可能减速上升，根据牛顿第二定律有

mg-F′=ma

解得

F′=0.8mg

人的视重比实际重力小

×100%=20%

BC正确。

故选BC。

7. D

【详解】货物随无人机加速上升，加速度向上，货物处于超重状态，选项A错误；在加速上升过程中，根据牛顿第二定律可知F-（M+m）g=（M+m）a  ，解得：a=2m/s2，选项B错误；对物体根据牛顿第二定律可知T-mg=ma  解得   T=12N  ，选项C错误，D正确；故选D.

8. C

【详解】在B点，重力等于弹力，在C点速度为零，弹力大于重力，所以从C到B过程中合力向上，做加速运动，但是由于从C到B过程中踏板的形变量在减小，弹力在减小，所以合力在减小，故做加速度减小的加速运动，加速度向上，处于超重状态，从B到A过程中重力大于弹力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做减速运动，处于失重状态，故C正确，ABD错误。

故选C。

9. AD

【详解】根据G-t图象，时间段内，称对人的支持力小于人的重力，根据牛顿第二定律可知，此时人的加速度方向向下，即与规定的正方向相反，所以对应这段时间内的v-t图象的斜率小于0；时间段内，称对人的支持力等于人的重力，所以人在这段时间内匀速或静止，加速度为0；时间段内，称对人的支持力大于人的重力，即人的加速度方向向上，与规定的正方向相同，所以对应这段时间内的v-t图象的斜率大于0。由此可以判断，选项AD正确，选项BC错误；

故选AC。

10. BD

【详解】当此车减速上坡时，乘客受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，由于乘客加速度沿斜面向下，有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律知乘客必定受到水平向左的静摩擦力，所以乘客受重力、支持力、水平向左的静摩擦力三个力的作用．故A错误，BD正确．乘客的加速度沿斜面向下，具有竖直向下的分加速度，所以乘客处于失重状态，故C错误；故选BD．

11. B

【详解】人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，该同学做了一次下蹲-起立的动作，A错误，B正确；下蹲过程既有失重又有超重，且先失重后超重，CD均错误；故选B．

12. B

【详解】由图知：过程①为向下匀加速直线运动（加速度向下，失重，）；过程②为向下匀速直线（平衡，）；过程③为向下匀减速直线运动（加速度向上，超重，）；过程④为向上匀加速直线运动（加速度向上，超重，）；过程⑤为向上匀速直线运动（平衡，）；过程⑥为向上匀减速直线运动（加速度向下，失重，）；综合各个过程可知B选项正确．

13. BC

【详解】由图象可知，在0～2s内，台秤对小明的支持力为：F1=450N，由牛顿第二定律定律有：mg-F1=ma1，解得：a1＝1m/s2，加速度方向竖直向下，故小明处于失重状态，则A错误，B正确；设在10s～11s内小明的加速度为a3，时间为t3，0～2s的时间为t1，则a1t1=a3t3；解得：a3＝2m/s2，由牛顿第二定律定律有：F3-mg=ma3，解得：F3=600N，选项C正确；0～2s内位移    x1＝a1t12＝2m；2s～10s内位移   x2=a1t1t2=16m；10s～11s内位移  x3＝a3t32＝1m；小明运动的总位移  x=x1+x2+x3=19m，选项D错误；故选BC.

14. 【答案】(1)0；(2)112.5N

【详解】(1)人在离水面50m位置时，做自由落体运动，处于完全失重状态，对安全帽有

对整体有

所以F=0，由牛顿第三定律可知，安全帽对人头顶的弹力为0。

(2)人下落到离水面30m处时，已经自由下落

此时

匀减速运动距离为

设人做匀减速运动的加速度为a，由

得

安全帽的质量为

对安全帽，由牛顿第二定律可得

解得

故在离水面20m的位置时，其颈部要用112.5N的力才能拉住安全帽。

15. 【答案】（1）0，见解析；（2）8∶3

【详解】（1）开始自由下落过程人和座舱只受重力，此时a＝g

由牛顿第二定律得

则

根据牛顿第三定律，此时人对座舱的压力为0

（2）设座舱距地面30m时速度为v

，

开始自由下落的阶段，由运动学公式得

制动减速阶段人的受力情况如图所示

由运动学公式得

由牛顿第二定律得

由得

由得

根据牛顿第三定律，人对座舱的压力

则人对座舱的压力与人所受到的重力之比是8∶3