5.5 超重和失重 分层练习 -2025--2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

5.5 超重和失重 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 拔高提升：进阶训练，聚焦核心，提炼重难 思维拓展：情景构建，素养提升，高阶训练 ( 基础巩固 1 ) 1.人站在电梯内的体重计上，体重计示数大于人的实际质量，产生可能的原因是( ) A.电梯匀速下降 B.电梯加速下降 C.电梯减速上升 D.电梯加速上升 2.某兴趣小组在学习了超重和失重的知识后，对该现象产生了浓厚的兴趣，为了探究超重和失重与运动情况的关系，他们让质量为60kg的人站在升降机内的台秤上，某段时间内台秤示数为550N，已知重力加速度，则升降机的运动状态可能是( ) A.匀速上升 B.匀速下降 C.减速上升 D.减速下降 3.某大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其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；落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列说法正确的是( ) A.座舱自由下落的过程中人处于失重状态 B.座舱自由下落的过程中人处于超重状态 C.座舱下落的整个过程中人处于超重状态 D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态 4.下列实例属于超重现象的是( ) ①汽车驶过拱形桥顶端 ②荡秋千的小孩通过最低点 ③跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动 ④火箭点火后加速升空 A.①③ B.②③ C.③④ D.②④ 5.某科技体验馆推出“火星登陆模拟舱”体验项目，一质量为的游客进入舱内体验模拟升空过程，在启动加速阶段模拟舱以的加速度竖直向上加速，g取。关于启动加速阶段，下列说法正确的是( ) A.该游客对座椅的压力为，处于失重状态 B.该游客对座椅的压力为，处于失重状态 C.该游客对座椅的压力为，处于超重状态 D.该游客对座椅的压力为，处于平衡状态 ( 拔高提升 2 ) 6.一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落到最低点的过程中( ) A.游客一直处于超重状态 B.游客一直处于失重状态 C.游客先处于失重状态后处于超重状态 D.游客先处于超重状态后处于失重状态 7.一乘客站立在放置于电梯底部的体重计上。现发现体重计的示数突然变大，则此时( ) A.电梯向上减速，乘客处于失重状态 B.电梯向上加速，乘客处于超重状态 C.电梯向下减速，乘客处于失重状态 D.电梯向下加速，乘客处于超重状态 8.某同学把一只弹簧秤改装成“竖直加速度测量仪”，用来测量电梯竖直运行时的加速度，他将弹簧秤上原本为的刻度改为。测量电梯加速度时将重的钩码挂在弹簧秤上，当指针指在刻度线上方时( ) A.钩码处于失重状态 B.钩码处于超重状态 C.电梯可能在加速上行 D.电梯可能在减速下行 9.图为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连。运动员从O点自由下落，图中B点是弹性绳的原长位置，D是运动员所到达的最低点，C是人静止悬吊着时的平衡位置。运动员在从O点落下到最低点D的过程中，忽略空气阻力，分析运动员从O到D点过程，下列说法正确的是( ) A.运动员从O到B做加速运动，从B到D做减速运动 B.经过C点时，运动员的速率最大 C.从B点到C点，运动员的加速度增大 D.从C点到D点，运动员处于失重状态 10.如图所示“反向蹦极”是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O点，竖直拉长后将下端固定在游客的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，此时力传感器示数为1200N。打开扣环，从A点由静止释放游客，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知游客与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是( ) A.打开扣环瞬间，游客的加速度大小为 B.从A到B过程，游客做加速度增大的加速运动 C.在B点，游客所受合力最小 D.在C点，游客处于超重状态 ( 思维拓展 3 ) 11.如图，图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。下列说法正确的是( ) A.人在力传感器上“下蹲”过程中处于失重状态 B.人在力传感器上“站起”过程中处于失重状态 C.时间内人向下做加速运动，时间内人向下做减速运动 D.时间内人向下做减速运动 12.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（段图像为直线）。乘客的速度大小用v表示，重力加速度为g。下列判断正确的是( ) A.乘客上升全过程中，v一直增大 B.时间内，v增大，乘客处于失重状态 C.时间内，v减小，乘客处于超重状态 D.时间内，v减小，乘客处于失重状态 13.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所示，在这段时间内下列说法中正确的是（ ） A.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 C.电梯一定在竖直向下运动 D.电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 14.在电梯中，把一重物置于台秤上，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动的过程中，台秤受到的压力与时间的关系图象如图所示，，则正确的是( ) A.电梯的最大加速度约为 B.电梯加速上升的时间约为 C.内，重物先失重后超重 D.内，重物加速度方向向下 答案以及解析 基础巩固 1.答案：D 解析：体重计示数大于人的实际质量，人处于超重状态，加速度向上，所以电梯可能加速上升有可能减速下降。故选D。 2.答案：C 解析：本题考查超重和失重。人对台秤的压力大小为550N，根据牛顿第三定律，台秤对人的支持力大小为550N，小于人的重力，人处于失重状态，加速度向下，所以升降机可能加速下降或减速上升，C项正确。 3.答案：A 解析：AB.座舱自由下落过程中，加速度向下，人处于失重状态。故A正确，B错误； CD.座舱下落到一定位置时，开始做减速运动，直到停下的过程加速度向上，人处于超重状态，则座舱下落的整个过程中人先处于失重状态，后处于超重状态。故CD错误。 故选A。 4.答案：D 解析：①汽车驶过拱形桥顶端，向心加速度向下，处于失重状态.②荡秋千的小孩通过最低点，向心加速度向上，处于超重状态.③跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动，离开跳板只受重力，加速度向下，完全失重.④火箭点火后加速升空，加速度向上，处于超重状态，所以超重的是②④，ABC错误D正确. 5.答案：C 解析:设座椅对人的支持力为N，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律，人对座椅的压力大小等于支持力N，即为780N。由于模拟舱加速度方向竖直向上，游客处于超重状态。故选C。 拔高提升 6.答案：C 解析:初始阶段：游客自由下落时，仅受重力，加速度向下且等于重力加速度g，处于完全失重状态。 绳子拉伸阶段：当橡皮绳开始拉伸后，弹力逐渐增大。在弹力小于重力时，合力仍向下，加速度向下（但小于g），仍为失重状态。 平衡点：当弹力等于重力时，合力为零，加速度为零，此时既非超重也非失重。 减速阶段：弹力超过重力后，合力向上，加速度向上，进入超重状态，直至速度减为零到达最低点。 综上，游客先失重后超重。 故选C。 7.答案：B 解析：根据题意可知，由于体重计的示数大于乘客的体重，则具有向上的加速度，处于超重状态，电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动。故选B。 8.答案：A 解析：当指针指在刻度线上方时，可知拉力小于1N，对钩码有,即加速度向下，钩码处于失重状态，电梯加速上行或者减速下行时均为超重状态。故选A。 9.答案：B 解析：AB.运动员从O点到B点做自由落体运动，从B点到C点过程中，重力大于弹力，加速度方向向下，向下运动的过程中弹力增大，加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，到达C点，加速度为零，速度达到最大，则运动员在C点的速率最大，C到D过程中，重力小于弹力，则加速度向上，做加速度增大的减速运动，故A错误，B正确；C.从B点到C点运动员加速下降，加速度向下，此时由于受绳子拉力越来越大，则运动员的加速度越来越小，故C错误；D.从C点到D点运动员减速下降，加速度向上，处于超重状态，故D错误。故选B。 10.答案：C 解析:A.传感器示数，设此时弹性绳的弹力大小为F，由平衡条件有解得 打开扣环踩间，由牛顿第二定律有 解得，故A错误； B.体验者从A到B过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力减小，人所受合力减小，加速度减小，到达B点时弹性绳的弹力与重力相等，合力为零，故人做加速度不断减小的加速运动，故B错误； C.在B点时速度最大，故体验者所受合力为零，故C正确； D.在B点时速度最大，C点速度为0，可知B到C过程人做减速运动，加速度向下，故人处于失重状态，故D错误。故选C。 思维拓展 11.答案：D 解析:A.人在力传感器上＂下蹲＂过程中速度由0开始增加，后又减小为0，因此可知人在力传感器上＂下蹲＂过程中加速先向下后向上，则人在力传感器上＂下蹲＂过程中先处于失重状态后处于超重状态，故A错误； B.人在力传感器上＂站起＂过程中速度由0开始增大后又减小为0，则其加速度先向上后向下，因此人先处于超重状态后处于失重状态，故B错误； C.时间和时间内，力传感器上的示数小于人的重力，即视重都小于实重，人所受合外力向下，则加速度向下，因此时间内人在向下做加速运动，故C错误； D.时间内，力传感器的示数大于人的重力，即视重大于实重，人所受合力向上，则加速度向上，人向下做减速运动，故D正确。故选D。 12.答案：D 解析:根据图像的斜率表示速度，乘客向上先加速，再匀速，最后减速，故A项错误；由图可知在时间内，v增大，该时间段内乘客加速上升，加速度方向向上，处于超重状态，故B项错误；在时间内，图像的斜率保持不变，乘客的速度不变，乘客向上做匀速直线运动，处于平衡状态，故C项错误；在时间内，图像的斜率变小，v减小，乘客向上做减速运动，加速度方向向下，处于失重状态，D项正确。 13.答案：D 解析:由题图知体重计的示数为40kg，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际上人受到的重力并没有变化，选项A错误；由牛顿第三定律知，选项B错误；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，选项C错误；由牛顿第二定律有，代入数据，可知，选项D正确． 14.答案：A 解析：A.在阶段是匀速运动过程，为平衡状态，可知 由图像可知 联立可得重物质量 电梯与重物的运动情况相同，电梯加速上升时，重物对台秤的压力大于自身的重力，根据牛顿第二定律 得 由上式分析可知，当取最大值或最小值时，加速度取最大值，由图像可知。当压力为50N时加速度最大 故A正确； B.由图像可知，电梯在启动阶段经历了的加速上升阶段，故B错误； C.内，重物对台秤的压力小于自身重力，处于失重状态，故C错误； D.内，重物加速上升，合力向上，加速度向上，故D错误。 故选A。 学科网（北京）股份有限公司 $