微练15 超重和失重问题-【高考领航】2025年高考物理一轮复习微专题速练

微练15　超重和失重问题 1．(多选)如图甲所示，某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器读数F随时间t变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙　　　　　 A．该同学重力约为500 N B．下蹲过程中该同学始终处于失重状态 C．该同学完成了一次下蹲再起立的动作 D．起立过程中该同学对传感器的压力小于传感器对该同学的支持力 2.如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物， 电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N。关于电梯的运动，以下说法正确的是(　　) A．电梯匀速向上运动 B．电梯匀速向下运动 C．电梯加速向上运动 D．电梯加速向下运动 3.如图所示，手拿静止的水瓶，水柱从水瓶底小孔喷出，若小孔离地的高度为0.8 m，测出水柱着地点与小孔的水平距离为1 m，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　) A．水柱从小孔喷出的初速度为2.5 m/s B．水柱从小孔喷出的初速度为1.5 m/s C．若自由释放水瓶，水柱仍然会从小孔喷出 D．若竖直向上抛出水瓶，抛出的水瓶处于超重状态 4.如图所示，一蹦极爱好者正进行蹦极。从爱好者跳出高台直至最后在空中静止下来的整个运动过程中，下列说法正确的是(　　) A．爱好者在加速下落过程中，其惯性增大 B．爱好者离开高台瞬间，其速度和加速度都为零 C．爱好者第一次下落到最低点时，其处于超重状态 D．爱好者第一次从最低点向上运动的过程中，绳对爱好者的拉力大于重力，处于超重状态 5．物理兴趣小组为了研究电梯下降过程的运动规律，带着钩码和便携式DIS实验系统进入电梯并到达最高层，把钩码挂在力传感器上进行实验。电梯从最高层开始运动，中间不停顿，一直运动到第一层停下。从挂上钩码到最后取下钩码的过程中，DIS实验系统的显示器上显示出拉力随时间变化的关系如图所示(右上角由于显示器的原因没显示出来)。取g＝10 m/s2，根据图中的数据，求： (1)电梯在加速阶段的加速度大小； (2)电梯在整个运动过程中最大速度的大小； (3)电梯在整个运动过程中下降的高度。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微练15　超重和失重问题 1．AC　由题图乙可知，平衡时压力传感器的示数为500 N，则该同学重力约为500 N，故A正确；下蹲过程中该同学先处于失重状态，再处于超重状态，故B错误；人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图像可知，该同学做了一次下蹲再起立的动作，故C正确；该同学对传感器的压力和传感器对该同学的支持力是相互作用力，大小相等，故D错误。 2．D　当电梯匀速运动时有mg＝F＝10 N，当弹簧秤的示数为8 N时，即mg>F′，所以mg－F′＝ma，解得a＝2m/s2，所以电梯正以加速度为2 m/s2向下加速运动或者向上减速运动。故选D。 3．A　水柱喷出时做平抛运动，竖直方向下落高度h＝0.8 m，设水柱的初速度为v0，从喷出到落地所用时间为t，根据平抛运动的规律有h＝gt2，x＝v0t，解得v0＝2.5 m/s，故A正确，B错误；若自由释放水瓶或斜向下抛出水瓶，水瓶及水的加速度竖直向下，由重力完全提供，重力不再产生其他效应，水瓶及水处于失重状态，水对容器壁无压力，水柱不会从小孔中喷出，故C、D错误。 4．C　惯性的大小只与物体的质量有关，质量不变，惯性大小不变，故A错误；爱好者离开高台瞬间，速度为零，加速度不为零，故B错误；爱好者第一次下落到最低点时，绳的拉力大于重力，具有向上的加速度，处于超重状态，故C正确；爱好者第一次从最低点向上运动的过程中，绳的拉力先大于重力，加速度向上，人处于超重状态，随着人向上运动，绳的拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，人处于平衡状态，速度达到最大；人继续上升，绳的拉力小于重力，加速度向下，人处于失重状态，故D错误。 5．解析：(1)由图可知钩码的重力为mg＝50 N 则钩码的质量为m＝5 kg 由图可知，电梯在2 s～6 s的时间内向下加速，加速过程钩码受到的拉力大小F＝44 N 根据牛顿第二定律有mg－F＝ma 可得电梯在加速阶段的加速度大小为a＝1.2 m/s2。 (2)电梯在2 s～6 s的时间内做加速运动，在6 s～17 s的时间内做匀速直线运动，在17 s～23 s的时间内向下做减速运动，所以电梯在整个运动过程中在6 s末时具有最大速度，且满足vm＝aΔt1 解得vm＝1.2×4 m/s＝4.8 m/s。 (3)电梯在2 s～6 s的时间内加速的位移大小为h1，则h1＝aΔt＝×1.2×42m＝9.6 m 在6 s～17 s的时间内匀速的位移大小为h2，则h2＝vmΔt2＝4.8×11 m＝52.8 m 在17 s～23 s的时间内减速的位移大小为h3，则h3＝Δt3＝Δt3＝2.4×6 m＝14.4 m 则电梯下降的高度为H＝h1＋h2＋h3 可得H＝76.8 m。 答案：(1)1.2 m/s2　(2)4.8 m/s　(3)76.8 m 学科网（北京）股份有限公司 $$