【同步】物理人教版必修1：第四章　6　超重和失重习题

6超重和失重课时对点练[分值：50分][1~5题，每题4分]1.(多选)(2024·株洲市高一期末)对超重现象，下列说法正确的是()A.发生超重现象时加速度向上B.发生超重现象时加速度向下C.发生超重现象时支持力大于重力D.发生超重现象时支持力小于重力答案AC解析超重是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于自身的重力的现象，由牛顿第二定律可知，超重的物体具有向上的加速度。所以发生超重现象时加速度向上，发生超重现象时支持力大于重力，故A、C正确，B、D错误。2.(2024·新乡市高一期末)某药房门口有称量体重的台秤，小峰在水平的台秤上完成下蹲动作时，下列说法正确的是()A.小峰下蹲过程中始终处于超重状态B.小峰下蹲过程中始终处于失重状态C.小峰下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态D.小峰下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态答案C解析小峰在下蹲过程中，先向下做加速运动后做减速运动，加速度方向先向下后向上，因此小峰下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态。故选C。3.跳楼机是一种可以让人体验超重和失重的游乐设施，开始时环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落，下落一定高度后，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列判断中正确的是()A.游客在自由下落的过程中处于超重状态，游客所受重力增大B.游客在自由下落的过程中处于失重状态，游客所受重力不变C.游客在减速运动的过程中处于失重状态，游客所受重力减小D.游客在减速运动的过程中处于超重状态，游客所受重力增大答案B解析游客在自由下落的过程中，加速度方向向下，游客处于失重状态，但游客所受重力不变，故A错误，B正确；游客在减速运动的过程中，加速度方向向上，游客处于超重状态，但游客所受重力不变，故C、D错误。4.如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，不计空气对人的作用力，下列说法正确的是()A.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零B.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力C.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力D.在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力答案A解析降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，B、C错误；降落伞打开后，A、B减速下降，加速度方向向上，则A、B处于超重状态，对B有FT－mg＝ma，即FT＝mg＋ma>mg，D错误。5.(2024·宝鸡市高一期末)一质量为55kg的同学，为完成老师布置的实践体验作业，把体重计放在直升式电梯中，发现某段时间体重计的示数变为66kg，重力加速度大小取10m/s2，下列说法中正确的是()A.该同学这段时间处于失重状态，重力大小为550NB.该同学这段时间处于超重状态，重力大小为660NC.这段时间内电梯的加速度大小为2.5m/s2，方向竖直向下D.这段时间内电梯的加速度大小为2.0m/s2，方向竖直向上答案D解析该同学的重力大小为G＝mg＝550N，在电梯中体重计的示数变大，大于重力，说明处于超重状态，重力不变，仍为550N，故A、B错误；该同学处于超重状态，可知加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律FN－mg＝ma，根据题意可得FN＝66×10N＝660N，解得a＝2.0m/s2，故C错误，D正确。6.(9分)(来自鲁科教材)为了观察超重和失重现象，质量为50kg的小红站在电梯内的体重计上，如图所示。求电梯处于下列运动状态时体重计的示数：(取重力加速度g＝10m/s2)(1)(3分)电梯匀速上升；(2)(3分)电梯以0.8m/s2的加速度匀加速上升；(3)(3分)电梯以0.8m/s2的加速度匀减速上升；答案(1)500N(2)540N(3)460N解析(1)小红受重力mg和体重计的支持力FN1，当电梯匀速上升时，由二力平衡知FN1＝mg＝50×10N＝500N，由牛顿第三定律可知，小红对体重计的压力为500N，故体重计的示数为500N。(2)当电梯匀加速上升时，由牛顿第二定律有FN2－mg＝ma1，所以FN2＝mg+a1＝50×(10＋0.8)N＝540N。由牛顿第三定律可知，小红对体重计的压力为540N，则体重计的示数为540(3)当电梯匀减速上升时，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律有mg－FN3＝ma2，所以FN3＝mg−a2＝50×(10－0.8)N＝460N。由牛顿第三定律知，小红对体重计的压力为460N，则体重计的示数为460[7、8题，每题5分]7.(多选)在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块(物块质量为m)，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图像如图乙所示，重力加速度为g，根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.电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层D.电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层答案BC解析从F－t图像可以看出，0~t1内，F＝mg，电梯可能处于静止状态或匀速直线运动状态；t1~t2内，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，电梯可能加速向上运动或减速向下运动；t2~t3内，F＝mg，电梯可能静止或做匀速直线运动；t3~t4内，F<mg，电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，电梯可能加速向下运动或减速向上运动，故选B、C。8.(2024·湖州市高一期末)某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”来测定电梯的加速度，其结构如图所示，轻弹簧和刻度尺上端都固定在木箱的顶部。弹簧自然伸长时，指针指在1cm处，当下端挂一个质量为0.1kg的小球，小球静止时指针指在3cm处。现在将该测量仪安装在一运行的电梯中使用，规定竖直向下为正方向，重力加速度g取10m/s2，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是()A.若电梯向上加速运动，指针所指刻度值小于3cmB.指针指在4cm时，电梯处于失重状态C.指针指在2cm时，电梯的加速度为5m/s2D.电梯加速度越大，指针对应的刻度值越大答案C解析若电梯向上加速运动，测量仪处于超重状态，则指针所指刻度值大于3cm，选项A错误；指针指在4cm时，弹力大于重力，加速度向上，则电梯处于超重状态，选项B错误；指针指在3cm时小球处于平衡状态，则mg＝k(x1－x0)，指针指在2cm时mg－k(x2－x0)＝ma，解得电梯的加速度为a＝5m/s2，选项C正确；电梯向上的加速度越大，指针对应的刻度值越大；电梯向下的加速度越大，指针对应的刻度值越小，选项D错误。9.(11分)神舟十七号在2023年10月26日成功发射，汤洪波、唐胜杰、江新林三名航天员在太空中进行为期6个月的在轨驻留。火箭在发射时向上的加速度很大，有一段时间的加速度a将达到3.5g。(g＝10m/s2)(1)(3分)火箭加速向上时，航天员将承受超重考验还是失重考验？(2)(4分)平时重力G＝10N的体内脏器，在该过程中需要支持力F多大？(3)(7分)假设神舟十七号归来时，返回舱距地面一定高度时开始启动降落伞装置，在距地面高度h＝1.25m时，速度为v＝10m/s，返回舱的缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速。设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为0，求最后减速阶段中质量m＝60kg的航天员对座椅的压力为多大？答案(1)超重(2)45N(3)3000N解析(1)火箭加速向上时，加速度方向竖直向上，航天员将承受超重考验。(2)由题意可知，体内脏器的质量m脏＝Gg＝1kg对体内脏器，