5.5 超重与失重 课时练（解析版）-2022-2023学年高一物理上学期（鲁科版2019必修第一册）

5.5超重与失重课时练（解析版）1．如图所示是一客运电梯某段时间内上升的图像，则有（）

A．0~2s时间内，电梯的加速度最大，处于超重状态B．0~2s时间内，电梯的加速度最大，处于失重状态C．6~10s时间内，电梯的加速度最大，处于超重状态D．6~10s时间内，电梯的加速度最大，处于失重状态2．电梯内有一物体，质量为m，用细绳挂在电梯的天花板上，当电梯以的加速度竖直加速上升时，细绳对物体的拉力是（）A．mg B．mg C．mg D．mg3．如图所示为一玩具飞机运动的图象，规定竖直向上为速度的正方向，下列说法正确的是（）A．0～5s内和15～20s内玩具飞机的运动方向相反B．0～5s内和15～20s内玩具飞机的加速度相同C．5～15s内玩具飞机在空中处于悬停状态D．15～20s内玩具飞机处于失重状态4．某无人机在距火星表面3m高处悬停30s后开始竖直下降着陆，假设下降过程可看成两个连续的过程，分别为匀加速直线运动和匀减速直线运动（着地速度恰好为0），下降过程用时5s。已知该无人机质量为1.8kg，火星表面的重力加速度是地球表面的，则该无人机在（）

A．火星表面下降过程中一直处于失重状态 B．火星表面下降过程中一直处于超重状态C．火星表面下降过程中的最大速度为1.2m/s D．空中悬停时火星大气对它的作用力约为10.8N5．实现单人飞行，是许多人的梦想。一款由中国制造的飞行背包使现代钢铁侠的梦想成为现实。若某商业高楼发生火灾时，消防员利用飞行背包进行高楼火灾观测，其从地面开始竖直飞行的图像如图所示。则（）

A．消防员上升的最大高度为 B．消防员在加速度最大C．消防员在处于失重状态 D．消防员在的平均速度大小为6．如图甲所示，弹簧下端固定，水平薄板静止在弹簧上端，将手机放在薄板上由静止释放，一直运动到最低点手机软件记录下此过程加速度a随时间t变化的图像如图乙所示，则（）

A．t1时刻，手机处于超重状态B．t2时刻，手机速度为零C．t2时刻，手机对薄板压力为零D．t3时刻，手机对薄板压力最大7．一重力大小为的物体置于加速上升的升降机内。物体受到地板的支持力为，对地板的压力大小为，则（）

A． B． C． D．8．如图，质量为m的小球挂在电梯的天花板上、电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中，小球（）A．处于失重状态，所受拉力为0.25mg B．处于失重状态，所受拉力为0.75mgC．处于超重状态，所受拉力为0.25mg D．处于超重状态，所受拉力为1.25mg9．手掌上平托一重为G的橙子，在电梯内减速上升。橙子所受支持力大小为F1，它对手掌的压力大小为F2，则（）A．F1＝G B．F1＜F2 C．F2＝G D．F1＝F210．升降机地板上放一木箱，质量为m，当它对地板的压力N=0.8mg时，升降机的运动情况可能是（）A．加速上升 B．减速上升C．静止 D．匀速上升11．某商场安装了智能化电动扶梯，无人站在扶梯上时扶梯运转得很慢。现有顾客乘扶梯下楼，扶梯自动先加速、再匀速运转。下列说法正确的是（）A．扶梯匀速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小B．扶梯加速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小C．扶梯加速过程中，顾客处于失重状态D．扶梯加速过程中，顾客共受到两个力作用12．某同学站在竖直观光电梯底板上的体重计上，如图所示的图像是电梯在时间内速度变化的情况，竖直向上为正方向，根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（）A．在内，体重计示数等于该同学所受的重力B．在内，该同学处于超重状态C．在内，该同学处于超重状态D．在内，体重计示数与该同学真实体重相差最大13．某电梯中用细绳悬挂一重物可在静止或匀速直线运动状态下使物体平衡，当电梯在竖直方向做某种运动时，发现绳子突然断了，由此可知电梯的运动情况可能是（）A．加速上升 B．减速上升 C．减速下降 D．加速下降14．下列关于牛顿运动定律和物理现象的说法中正确的是（）A．力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的B．司机系上安全带主要是为了减轻车突然启动时可能对人造成的伤害C．人乘坐能加速或减速运动的电梯，当电梯减速下降时，人是处在超重状态D．滑冰时运动员对冰面的压力与冰面对运动员的支持力是一对作用力和反作用力15．在丽江某高中体育节各项比赛中，下列说法正确的是（）A．100米男子短跑决赛中，第一名冲过终点线后不能立刻停下是因为他的速度大导致惯性大B．实心球离开手以后因为球具有惯性，仍能继续向前飞行一段距离C．跳高比赛中运动员起跳后在上升过程处于失重状态D．跳高比赛中运动员下降过程处于超重状态16．如图所示，用一根绳子提一桶水，桶和桶中水的总质量为5kg。假定绳子能够承受的最大拉力为52.5N，取重力加速度g=9.8m/s2，若将水桶从静止开始以1.5m/s2的加速度匀加速提起，请通过计算说明绳子是否会断开。

17．一个质量为70kg的人乘电梯下楼。若电梯以3m/s2的加速度匀减速下降[图（a）]，求这时他对电梯地板的压力。（取重力加速度g=10m/s2）

18．质量为45kg的某同学站在电梯中的体重计上，用照相机记录了体重计在电梯运行中的示数，如图所示。图中标注的箭头及旁边的数字分别表示电梯运行的方向和到达的楼层。请判断电梯的运动状态，并计算电梯的加速度大小。（取重力加速度g=10m/s2）

为了观察超重和重现象，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）电梯匀速上升；（2）电梯以0.8m/s2的加速度匀加速上升；（3）电梯以0.8m/s2的加速度匀减速上升。

20．在一个上端开口的塑料瓶侧壁的下部打几个小孔，在瓶内灌水之后，发现有水不断从小孔中流出。让瓶子做自由落体运动，观察下落过程中小孔是否有水流出。请解释产生这一现象的原因。如果将瓶子竖直向上抛出，小孔有没有水流出?参考答案1．A【详解】0~2s时间内，速度逐渐增加，加速度方向向上，处于超重状态，大小为6~10s时间内，速度逐渐减小，加速度向下，处于失重状态，大小为0~2s时间内，电梯的加速度最大。故选A。2．D【详解】根据牛顿第二定律解得故选D。3．D【详解】A．由图象可知0～20s内玩具飞机一直竖直向上运动，故A错误；B．0～5s内玩具飞机的加速度方向竖直向上，15～20s内玩具飞机的加速度方向竖直向下，故B错误；C．5～15s内玩具飞机匀速上升，故C错误；D．15～20s内玩具飞机的加速度方向竖直向下，处于失重状态，故D正确。故选D。4．C【详解】AB．无人机在火星表面下降过程中先加速后减速，先处于失重状态、后处于超重状态，故选项AB均错误；C．无人机竖直下降的时间为5s，高度为3m,设下降过程的最大速度为，则匀加速运动阶段匀减速运动阶段、其中联立解得故选项C正确；D．无人机在空中悬停时火星大气对它的作用力与它所受的重力平衡，约为故选项D错误。故选C。5．D【详解】A．由图像得面积表示位移可知上升的最大高度为故A错误；B．图像斜率绝对值表示加速度的大小，可得消防员在加速度最大，故B错误；C．消防员在向下减速，加速度向上，处于超重状态，故C错误；D．消防员在的位移为则消防员在的平均速度为故D正确。故选D。6．D【详解】A．0~t2手机向下做加速度减小的加速运动，加速度方向向下，是失重，故t1时刻，手机处于失重状态，t2时刻加速度为零，速度达到最大值，AB错误；C．t2时刻，对于手机受重力，支持力，加速度为零，则支持力大小等于重力大小，支持力不为零，根据牛顿第三定律，则手机对薄板压力不为零，C错误；D．t2~t3手机向下做加速度增大的减速运动，加速度方向向上，是超重，t3时刻，加速度最大，手机对薄板压力最大，D正确。故选D。7．B【详解】由牛顿第三定律可知，物体对地板的压力和地板对物体的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，因物体加速上升，因此可得。故选B。8．B【详解】电梯在以大小为0.25g的加速度向下加速运动的过程中，因加速度向下，则小球处于失重状态；对小球解得T=0.75mg故选B。9．D【详解】橙子所受的支持力和它对手掌的压力是一对相互作用力，故F1＝F2由于在电梯内减速上升，故处于失重状态，则故D正确，ABC错误。故选D。10．B【详解】设向下为正，则由牛顿第二定律可知mg-N=ma解得a=0.2g方向向下，则升降机可能加速下降或者减速上升。故选B。11．ABC【详解】AB．无论电梯匀速还是加速，顾客受到的支持力和扶梯受到的压力总是一对作用力与反作用力，因此它们的大小总是相等的，故AB正确；C．在加速的过程中，物体加速度与速度同方向，合力斜向左下方，因而根据牛顿第二定律可知，顾客受到的支持力小于其重力，顾客处于失重状态，故C正确；D．在加速的过程中，物体受到的合力斜向左下方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向左，同时顾客还受重力，支持力的作用，故D错误。故选ABC。12．AD【详解】A．在内，电梯匀速上升，该同学受力平衡，体重计示数等于该同学所受的重力，A正确；B．在内，电梯减速上升，加速度向下，该同学处于失重状态，B错误；C．在内，电梯加速下降，加速度向下，该同学处于失重状态，C错误；D．在内，设体重计的支持力为F1，由牛顿第二定律可得在内，设体重计的支持力为F2，由牛顿第二定律可得图线斜率表示加速度，内加速度最大，故体重计示数与该同学真实体重相差最大，D正确。故选AD。13．AC【详解】绳子突然断了，说明电梯处于超重状态，其加速度方向一定是竖直向上，则电梯的运动情况可能是加速上升或减速下降。故选AC。14．ACD【详解】A．力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律F=ma定义的，故A正确；B．当汽车突然启动时，人由于座椅的作用而随车加速，安全带对人没有作用，当汽车紧急刹车时，人由于惯性，保持向前的速度，但由于安全带的作用，避免了向前撞击或摔出去的可能性，减轻了刹车时可能对人造成的伤害，故B错误；C．人乘坐能加速或减速运动的电梯，当电梯减速下降时，人的加速度方向向上，人处在超重状态，故C正确；D．运动员对冰面的压力与冰面对运动员的支持力是一对作用力和反作用力，故D正确；故选ACD。15．BC【详解】A．惯性是物体的固有属性，只与物体的质量大小有关，与其它因素无关，故A错误；B．实心球离开手以后因为球具有惯性，仍能继续向前飞行一段距离，故B正确；C．跳高比赛中运动员起跳后在上升过程，加速度方向向下，处于失重状态，故C正确；D．跳高比赛中运动员下降过程中，加速度方向向下，处于失重状态，故D错误。故选BC。16．会断开【详解】匀加速提起水桶，对水桶分析有代入数据可解得由于，则拉力大于绳子的最大承受力，所以绳子会断开。17．910N，方向竖直向下【详解】人向下做匀减速直线运动，说明加速度方向与速度方向相反，即加速度方向向上。可根据牛顿第二定律求出支持力，然后由牛顿第三定律求得人对地板的压力。以人为研究对象，受力分析如图（b）所示。取竖直向上为正方向，设电梯地板对人的支持力大小为N。根据牛顿第二定律可得N-mg=ma所以N=m（a+g）=70×（3+10）N=910N根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小也等于910N，方向竖直向下18．减速下降，【详解】由图可知，该同学超重，此时加速度向上，且电梯下降，故电梯减速下降。由牛顿第二定律可得电梯的加速度大小为其中联立解得19．（1）500N；（2）540N；（3）460N【详解】（1）电梯匀速上升，加速度为0，体重计的示数为F1=mg=500N（2）电梯以0.8m/s2的加速度匀加速上升，由牛顿第二定律可得F2-mg=ma2代入数据解得F2=540N。（3）电梯以0.8m/s2的加速度匀减速上升，由牛顿第二定律可得mg-F3=ma3代入数据解得