第4章 第6节 超重和失重-【创新教程】2025-2026学年高中物理必修第一册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

第四章 第6节 一、单项选择题 1．下列关于超重和失重的说法中，正确的是(　　) A．物体处于超重状态时，其重力增加了 B．物体处于完全失重状态时，其重力为零 C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比处于静止时增加或减小了 D．物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化 解析：D　[超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力，物体的重力并没有增加，故A错误；物体处于完全失重时，重力全部用来提供加速度，对支持它的支持面压力为零，重力并没有消失，故B错误；惯性的大小与物体的运动状态无关，物体处于超重或失重状态时，其惯性与处于静止时相等，故C错误；物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化，故D正确．] 2．2020年11月24日上午04点30分，“嫦娥五号”探测器由长征五号火箭从海南文昌航天发射场升空．开启了月球探测的新旅程．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动．下列说法正确的是(　　) A．探测器在加速过程中惯性变大 B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态 C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态 D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力 解析：B　[惯性的大小只与质量有关，与运动状态无关，所以不论加速还是减速惯性大小一样，故A错误；发射升空过程中，先做加速运动后做减速运动：向上加速过程加速度向上，则为超重，向上减速加速度向下，为失重，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律火箭对探测器作用力等于探测器对火箭的作用力，故D错误．] 3．某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是(　　) A．该同学处于超重状态 B．该同学处于失重状态 C．体重计示数先减小后增大 D．体重计示数先增大后减小 解析：D　[人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态；故体重计示数先增大后减小，故D正确，A、B、C错误．] 4．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图所示，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)(　　) 解析：A　[从图可以看出，t0～t1时间内，该人的视重小于其重力，t1～t2时间内，视重正好等于其重力，而在t2～t3时间内，视重大于其重力，根据题中所设的正方向可知，t0～t1时间内，该人具有向下的加速度，t1～t2时间内，该人处于平衡状态，而在t2～t3时间内，该人则具有向上的加速度，所以可能的图像为A.] 5.如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数(　　) A．变大　　　　　　　 B．不变 C．变小 D．先变大后变小 解析：C　[同体积的水比乒乓球的质量大，在乒乓球加速上升的过程中，水和乒乓球系统的重心加速下降，处于失重状态，台秤示数变小．] 6.如图所示，一轻质弹簧上端固定在升降机的天花板上，下端挂一小球，在升降机匀速竖直下降过程中，小球相对于升降机静止，若升降机突然停止运动，设空气阻力可忽略不计，弹簧始终在弹性限度内，且小球不会与升降机的内壁接触，则小球在继续下降的过程中(　　) A．小球的加速度逐渐减小，小球处于失重状态 B．小球的加速度逐渐增大，小球处于超重状态 C．小球的速度逐渐减小，小球处于失重状态 D．小球的速度逐渐增大，小球处于超重状态 解析：B　[升降机突然停止，小球由于惯性继续向下运动，但是受到弹簧的拉力越来越大，拉力方向与其运动方向相反，故小球做减速运动，加速度方向向上，则小球处于超重状态；小球加速度增大，B正确；A、C、D错误．] 7．如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2.现剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将(　　) A．变大 B．变小 C．不变 D．先变小后变大 解析：B　[剪断细线之前，木箱对台秤的压力等于整体的重力；剪断细线以后，物块P向下加速掉落，加速度向下，物体P处于失重状态；由于P的质量大，用整体法可知整个系统处于失重状态，所以木箱对台秤的压力小于整体重力，故示数变小．] 8．某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图像，以下根据图像分析所得结论错误的是(　　) A．该图像显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况 B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态 C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止 D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止 解析：D　[题图中图像显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况.0～t1，钩码受力平衡；t1～t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2～t3，钩码受力平衡；t3～t4，拉力大于10 N，钩码处于超重状态．由以上分析可知，D项错误．] 二、多项选择题 9．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯，无人乘行时，扶梯运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．则在加速过程中，下列说法中正确的是(　　) A．顾客受到三个力的作用 B．顾客处于超重状态 C．扶梯对顾客没有摩擦力的作用 D．顾客对扶梯的压力等于顾客的重力 解析：AB　[以人为研究对象，加速过程中，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下沿电梯加速上升，A正确；顾客有竖直向上的加速度，因此顾客处于超重状态，B正确；顾客受到水平方向的静摩擦力作用，C错误；顾客处于超重状态，对扶梯的压力大于顾客的重力，D错误．] 10.如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是(　　) A．若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力 B．若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下 C．若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上 D．若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力 解析：BD　[将容器以初速度v0竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度为g，再以容器A为研究对象，上升和下落过程其合力等于其重力，则B对A没有压力，A对B也没有支持力，故A错误，D正确；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：上升过程加速度大于g，再以球B为研究对象，根据牛顿第二定律分析：B受到的合力大于重力，B除受到重力外，还应受到向下的压力．A对B的压力向下，故B正确；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：下落过程加速度小于g，再以B为研究对象，根据牛顿第二定律分析：A受到的合力小于重力，B除受到重力外，还应受到向上的力，即A对B的支持力向上，B对A的压力向下，故C错误．] 11．小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，重力加速度g取10 m/s2.下面说法中正确是(　　) A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2 B．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2 C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2 D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2 解析：BC　[小明的体重只有50 kg，体重计的示数为45 kg，说明电梯有向下的加速度，失重，运动情况可能为：向上减速或向下加速； 小明受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为： a＝＝ m/s2＝1 m/s2，故B、C正确，A、D错误．] 12.如图所示为游乐场中的一种大型游乐设施跳楼机，它可以使人体验超重和失重．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由升降机从静止开始经历加速、匀速、减速过程，将座椅提升到一定高度处，然后由静止释放，落到一定位置时，制动系统启动，座椅做减速运动，到达某一高度时停下．在上述过程中，关于座椅中的人所处的状态，下列判断正确的是(　　) A．座椅在整个上升的过程中人都处于超重状态 B．座椅在减速上升的过程中人处于失重状态 C．座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态 D．座椅在减速下降的过程中人处于超重状态 解析：BD　[座椅在加速上升的过程中人都处于超重状态，在减速上升的过程中人的加速度的方向向下，处于失重状态，故A错误，B正确；在减速下降的过程中人所受重力小于座位对人向上的支持力，所以加速度向上，人处于超重状态，故C错误，D正确．] 三、非选择题 13. 一质量为m＝40 kg的小孩站在电梯内的体重计上．电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0～6 s内体重示数F的变化如图所示．重力加速度g取10 m/s2，求： 在这段时间内电梯上升的高度是多少． 解析：在0～2 s内，电梯做匀加速运动，根据牛顿第二定律得：a1＝＝ m/s2＝5 m/s2，电梯上升的高度 h1＝a1t＝×5×22 m＝10 m；2 s末速度为v＝a1t1＝5×2 m/s＝10 m/s； 中间t2＝3 s时间内，电梯做匀速运动，电梯上升的高度h2＝vt2＝10×3 m＝30 m； 最后1 s内做匀减速运动，加速度大小a2＝＝ m/s2＝2 m/s2，在这段时间内电梯上升的高度h3＝vt3－a2t＝ m＝9 m；则电梯上升的总高度h＝h1＋h2＋h3＝49 m. 答案：49 m 14．某人在以a＝0.5 m/s2的加速度匀加速下降的升降机中最多可举起m1＝90 kg的物体，则此人在地面上最多可举起多少千克的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝40 kg的物体，则此升降机上升的加速度为多大？(g取10 m/s2) 解析：以物体为研究对象，对物体进行受力分析及运动状态分析，如图甲所示，设人的最大“举力”为F，由牛顿第二定律得，m1g－F＝m1a1， 所以F＝m1(g－a1)＝855 N. 当他在地面上举物体时，设最多举起质量为m0的物体，则有m0g－F＝0，所以m0＝85.5 kg. 此人在某一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝40 kg的物体，由于m0＝85.5 kg>m2＝40 kg，显然此时升降机一定处于超重状态，对物体进行受力分析和运动情况分析，如图乙所示． 由牛顿第二定律得F－m2g＝m2a2， 所以a2＝＝11.375 m/s2， 即升降机加速上升的加速度为11.375 m/s2. 答案：85.5 kg　11.375 m/s2 学科网（北京）股份有限公司 $$