【步步高】2022学年高中物理 5.5 超重与失重每课一练 沪科版必修1

5.5超重与失重每课一练（沪科版必修1）题组一　超重和失重的判断1．下列关于超重与失重的说法正确的是(　　)A．人造卫星向上发射时处于失重状态B．在超重现象中，物体的重力是增大的C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度答案　D解析　失重是指弹力小于重力，合力竖直向下的情形，即加速度方向向下，故D正确；A项人造卫星向上发射时加速度方向向上，属于超重状态．2.如图1所示，若P、Q叠放在一起，竖直向上抛出，则在它们在空中运动的过程中(不计空气阻力)(　　)图1A．上升过程中处于超重状态，P对Q的压力大于P的重力B．下降过程中处于失重状态，P对Q的压力小于P的重力C．上升过程中处于完全失重状态，P对Q无压力D．下降过程中处于完全失重状态，P、Q间无相互作用力答案　CD解析　根据牛顿第二定律(mP＋mQ)g＝(mP＋mQ)a，无论上升过程还是下降过程中，P、Q的加速度a都等于g，即处于完全失重状态，P、Q间无相互作用力．3.如图2所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v—t图像，则(　　)图2A．物体在0～2s处于失重状态B．物体在2s～8s处于超重状态C．物体在8s～10s处于失重状态D．由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态答案　C解析　从加速度的角度判断，由题意知0～2s物体的加速度竖直向上，则物体处于超重状态；2s～8s物体的加速度为零，物体处于平衡状态；8s～10s5物体的加速度竖直向下，则物体处于失重状态，故C选项正确．4.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一个弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N的钩码．弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图3所示．则下列分析正确的是(　　)图3A．从t1到t2，钩码处于失重状态B．从t3到t4，钩码处于超重状态C．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在3楼D．电梯可能开始在3楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼答案　ABD解析　从t1到t2，由图像可知钩码对传感器的拉力小于钩码的重力，钩码处于失重状态，加速度向下，电梯向下加速运动或向上减速运动，选项A正确；从t3到t4，由图像可知钩码对传感器的拉力大于钩码的重力，钩码处于超重状态，加速度向上，电梯向下减速运动或向上加速运动，选项B正确；综合得出，选项C错误，选项D正确．5．在完全失重的状态下，下列物理仪器还能使用的是(　　)A．天平B．水银气压计C．电流表D．秒表答案　CD6．下列几种情况中，升降机绳索拉力最大的是(　　)A．以很大速度匀速上升B．以很小速度匀速下降C．上升时以很大的加速度减速D．下降时以很大的加速度减速答案　D解析　当重物处于超重时，升降机绳索拉力最大，所以可能的情况有加速上升或减速下降．7．在空饮料瓶四周钻几个小孔，盛满水后，让盛满水的饮料瓶自由下落，则下落过程中可能出现的情景是下列选项中的(　　)答案　A5解析　装满水的饮料瓶在下落过程中，只受重力作用，故向下落的加速度等于g，发生完全失重现象，在完全失重的状态下，水不产生压力，因此水不会漏出．题组二　关于超重和失重的计算8．在以加速度a＝g加速上升的电梯里，有一质量为m的人，下列说法中正确的是(　　)A．人的重力仍为mgB．人的重力为mgC．人对电梯的压力为mgD．人对电梯的压力为mg答案　AD解析　当人随电梯加速上升时，人处于超重状态，但重力不变，设人受电梯支持力为N，则N－mg＝ma，得N＝mg，由牛顿第三定律知人对电梯的压力为mg.9．某消防队员从一平台跳下，下落2m后双脚着地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m．在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为(　　)A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍答案　B解析　用运动学公式和牛顿第二定律求解，着地前自由下落过程：v＝2gs1①屈腿下降过程：s2＝0.5m，人做匀减速直线运动v＝2as2②a＝③由①②③得N＝mg＝5mg.10．在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图4所示，则在这段时间内(　　)图4A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力5C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下答案　D解析　晓敏在这段时间内处于失重状态，晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，A选项错；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B选项错，以竖直向下为正方向，有：mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝g/5，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C选项错，D选项正确．题组三　综合应用11.某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490N．他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧测力计的示数如图5所示，则电梯运行的v－t图像可能是(取电梯向上运动的方向为正)(　　)图5答案　A解析　t0～t1时间段内，人失重，应向上减速或向下加速，B、C错；t1～t2时间段内，人匀速或静止；t2～t3时间段内，人超重，应向上加速或向下减速，A对，D错．12.如图6所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有(　　)图6A．地面对斜面体的支持力大于(M＋m)gB．地面对斜面体的支持力等于(M＋m)gC．地面对斜面体的支持力小于(M＋m)g5D．由于不知a的具体数值，无法判断地面对斜面体的支持力的大小答案　C解析　对M和m组成的系统，当m具有向下的加速度而M保持平衡时，可以认为系统的重心向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统的重力．13．图7甲是我国某运动员在蹦床比赛中的一个情景．设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图乙所示．取g＝10m/s2，根据F—t图像求：图7(1)运动员的质量；(2)运动员在运动过程中的最大加速度．答案　(1)50kg　(2)40m/s2解析　(1)由图像可知，刚站上去的时候弹力等于重力，故运动员所受重力为500N，设运动员质量为m，则m＝＝50kg(2)由图像可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm＝2500N，设运动员的最大加速度为am，则Fm－mg＝mamam＝＝m/s2＝40m/s25