4.6 超重和失重 同步练习-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

4.6 超重和失重 一、单选题 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，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了 D. 物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化 2.如图,体重为50 kg的某同学在乘坐电梯时,手里拿着一个由轻质弹性细绳和质量为0.1 kg的小球构成的玩具,此时他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的,重力加速度大小取g=10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A. 该同学处于超重状态 B. 该同学对电梯地板的压力大小为501 N C. 电梯可能加速下降,加速度大小为8 m/s2D. 电梯可能减速上升,加速度大小为2 m/s2 3.如图是某同学站在压力传感器上做下蹲—起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图像,纵坐标为压力,横坐标为时间。下列说法正确的是(　　) A. 从b到c的过程中,人的加速度方向向下 B. 下蹲过程中人始终处于失重状态 C. 下蹲—起立过程中人最大加速度约为6 m/s2 D. 6 s内该同学做了2次下蹲—起立的动作 4.某人在地面上最多能举起60 kg的重物,要使此人在升降机中最多能举起100 kg的重物,已知重力加速度g取10 m/s2,则下列说法可能正确的是(　　) A. 升降机正加速上升,加速度大小为4 m/s2 B. 升降机正加速下降,加速度大小为4 m/s2 C. 升降机正减速下降,加速度大小为4 m/s2 D. 升降机正减速上升,加速度大小为6 m/s2 5.如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小球,电梯中有质量为50 kg的乘客,在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三,已知重力加速度g=10 m/s2,由此可判断(　　) A. 乘客处于超重状态 B. 电梯可能加速下降,加速度大小为2.5 m/s2 C. 电梯可能减速上升,加速度大小为5 m/s2 D. 乘客对电梯地板的压力为325 N 6.如图所示,A、B两人用安全带连接在一起,从飞机上跳下进行双人跳伞运动,不计空气对人的作用力,下列说法正确的是 (　　) A. 在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力一定为零 B. 在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力大于B的重力 C. 在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力等于B的重力 D. 在降落伞打开后减速下降过程中,安全带的作用力小于B的重力 7.人站在力传感器上完成“下蹲”和“起立”动作,如图中呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况,由此可以判断 (　　) A. 此人先“起立”后“下蹲” B. 此人一直处于“下蹲”过程 C. a→b为“下蹲”的超重过程,b→c为“下蹲”的失重过程 D. a→b为“起立”的超重过程,b→c为“起立”的失重过程 8.如图所示,A、B、C为三个体积相同的实心小球,A为铁球,B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,ρ木<ρ水<ρ铁) (　　) A. A球将向上运动,B、C球将向下运动 B. A、B球将向上运动,C球不动 C. A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动 D. A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动 9.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)，下列说法正确的是(　　) A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B. 上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D. 在上升和下降过程中A对B的压力均等于A物体受到的重力 10.某人在地面上最多能举起60 kg的重物，要使此人在升降机中最多能举起100 kg的重物，已知重力加速度g取10 m/s2，则下列说法可能正确的是(　　) A. 升降机正加速上升，加速度大小为4 m/s2B. 升降机正加速下降，加速度大小为4 m/s2 C. 升降机正减速下降，加速度大小为4 m/s2D. 升降机正减速上升，加速度大小为6 m/s2 11.如图所示，质量为m1＝2 kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M＝5 kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1 kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A. 物体A处于失重状态，加速度大小为10 m/s2 B. 物体A处于超重状态，加速度大小为20 m/s2 C. 物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5 N D. 轻绳对定滑轮的作用力大小为80 N 12.阿联酋迪拜哈利法塔，原名迪拜塔，塔高828 m，也被称为世界第一高楼。若电梯在运动过程中只受本身的重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，其加速度a与时间t的关系如图所示，则下列相关说法正确的是(　　) A. t＝6 s时，电梯处于失重状态 B. 7～53 s时间内，绳索拉力最小 C. t＝59 s时，电梯处于超重状态 D. t＝60 s时，电梯速度恰好为0 13.如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始。到弹簧被压缩到最短的过程中，以下说法正确的是(　　) A. 从接触弹簧到速度最大的过程中小球处于失重状态 B. 从接触弹簧到竖直向上的加速度最大的过程中小球处于超重状态 C. 从接触弹簧到速度最大的过程中小球的加速度越来越大 D. 速度达到最大时小球的加速度也达到最大 14.如图甲所示，质量为m＝60 kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示，g取10 m/s2，由图像可知(　　) A. t＝0.5 s时，他的加速度为3 m/s2 B. t＝0.4 s时，他处于超重状态 C. t＝1.1 s时，他受到单杠的作用力的大小是620 N D. t＝1.5 s时，他处于超重状态 二、多选题 15.研究超重和失重现象时,在盛水的塑料瓶壁上扎一个小孔,让水瓶自由下落,水却不会从小孔流出,关于此现象说法正确的是(　　) A. 由于水处于超重状态,侧壁对其压力大于水的重力 B. 由于水处于完全失重状态,对侧壁没有压力 C. 若将水瓶竖直向上抛出,水瓶向上运动时水不会从小孔流出 D. 若将水瓶竖直向上抛出,水瓶向上运动时水会加速流出 16.弹簧高跷是一种新型的运动器材,如图甲。某次,当人抓住扶手用力向下蹬踏板压缩弹簧后,人就竖直向上弹起,进而带动高跷跳跃,如图乙,则下列说法正确的是(忽略空气阻力)(　　) A. 弹簧压缩到最低点时,高跷对人的作用力大于人的重力 B. 人竖直向上弹起过程中,一直处于超重状态 C. 人竖直向上弹起过程中,踏板对人的作用力大小等于人对踏板的作用力大小 D. 人和高跷离开地面上升过程中处于完全失重状态 17.某同学站在电梯中的体重计上,电梯静止时体重计示数如图甲所示,电梯运行过程中体重计的示数如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,由图乙可知此时电梯可能正在(　　) A. 匀速上升 B. 以2 m/s2的加速度减速上升 C. 以2 m/s2的加速度加速上升 D. 以2 m/s2的加速度减速下降 18.某马戏团演员做滑杆表演,已知竖直滑杆上端固定,下端悬空,滑杆的重力为200 N,在杆的顶部装有一拉力传感器,可以显示杆顶端所受拉力的大小。已知演员在滑杆上做完动作之后,先在杆上静止了0.5 s,然后沿杆下滑,3.5 s末刚好滑到杆底端,并且速度恰好为零。整个过程中演员的v-t图像和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示,g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　　) A. 演员的重力为600 N B. 演员在第1 s内一直处于超重状态 C. 滑杆顶端所受的最小拉力为620 N D. 滑杆顶端所受的最大拉力为900 N 19.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,则(　　) A. t1时刻小球速度最大 B. t2~t3这段时间内,小球的速度一直增加 C. t1~t2这段时间内,小球的速度先增大后减小 D. t1~t3小球经历了先失重再超重最后又失重的过程 20.质量为m的人站在电梯中,电梯减速下降,加速度大小为g(g为重力加速度),则(　　) A. 人对电梯的压力大小为mg B. 人对电梯的压力大小为mg C. 人处于超重状态 D. 人处于失重状态 21.智能手机内置了多种传感器,可利用其中的加速度传感器记录手机在竖直方向加速度随时间的变化情况。甲、乙分别为手机记录的两种竖直方向运动的a-t图像,并已设置竖直向上为正方向。下列说法正确的是 (　　) A. 图甲可能是小明拿着手机从7楼乘坐电梯到1楼过程的a-t图像 B. 图甲可能是小明拿着手机从1楼乘坐电梯到7楼过程的a-t图像 C. 图乙可能是小明托着手机一次“起立—下蹲”过程的a-t图像 D. 图乙可能是小明托着手机一次“下蹲—起立”过程的a-t图像 22.原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A，相对升降机静止在其地板上，如图所示。现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动状态可能是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) A. 加速上升 B. 减速上升 C. 加速下降 D. 减速下降 三、计算题 23.如图,质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上,重力加速度g取10 m/s2,当升降机做下列各种运动时,求人对体重计的压力大小。 (1)以5 m/s2的加速度减速上升; (2)以5 m/s2的加速度减速下降; (3)自由下落时。 24.神舟十七号在2023年10月26日成功发射,汤洪波、唐胜杰、江新林三名航天员在太空中进行为期6个月的在轨驻留。火箭在发射时向上的加速度很大,有一段时间的加速度a将达到3.5g。(g=10 m/s2) (1)火箭加速向上时,航天员将承受超重考验还是失重考验? (2)平时重力G=10 N的体内脏器,在该过程中需要支持力F多大? (3)假设神舟十七号归来时,返回舱距地面一定高度时开始启动降落伞装置,在距地面高度h=1.25 m时,速度为v=10 m/s,返回舱的缓冲发动机开始向下喷气,舱体再次减速。设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动,并且到达地面时恰好速度为0,求最后减速阶段中质量m=60 kg的航天员对座椅的压力为多大? 25.在电梯中，把一物体置于水平台秤上，台秤与力传感器相连，电梯先从静止开始加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系图像，如图所示(g取10 m/s2)，则： (1)电梯在启动阶段经历了多长时间的加速上升过程？ (2)该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？ (3)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？ 4.6 超重和失重答案 1.D 2.D 3.C 4.B 5.B 6.A 7.D 8.D 9.A 10.B 11.C 12.D 13.A 14.B 15.BC 16.ACD 17.CD 18.AC 19.CD 20.BC 21.AD 22.BC 23.【解】(1)规定初速度方向为正方向,以5 m/s2的加速度减速上升时,加速度方向竖直向下,由牛顿第二定律得FN1-mg=ma1 解得体重计对人的支持力为 FN1=mg+ma1=60×10 N+60×(-5) N=300 N 由牛顿第三定律得:人对体重计的压力大小为300 N (2)以5 m/s2的加速度减速下降时,加速度方向竖直向上,由牛顿第二定律得 mg-FN2=ma2 解得体重计对人的支持力为 FN2=mg-ma2=60×10 N-60×(-5) N=900 N 由牛顿第三定律得:人对体重计的压力大小为900 N。 (3)升降机自由下落时,加速度等于重力加速度,则人处于完全失重状态,人对体重计的压力为0。 24.【解】(1)火箭加速向上时,加速度方向竖直向上,航天员将承受超重考验。 (2)由题意可知,体内脏器的质量m脏==1 kg, 对体内脏器,由牛顿第二定律得 F-m脏g=m脏a 解得在该过程中体内脏器需要支持力 F=45 N (3)返回舱在减速阶段,由运动学知识可得 0-v2=-2a1h 故返回舱的加速度大小为 a1=40 m/s2 对航天员,由牛顿第二定律得 FN-mg=ma1 解得航天员在该过程受到座椅的支持力为 FN=3 000 N 由牛顿第三定律得,航天员对座椅的压力为 FN'=3 000 N。 25.【解】(1)由题图可知：电梯在启动阶段经历了4 s加速上升过程。 (2)根据题意知，在4～18 s时间内，物体随电梯一起匀速运动，由平衡条件及牛顿第三定律知，台秤受的压力大小和物体的重力相等，即G＝30 N 根据超重和失重的本质知物体的重力不变。 (3)超重时：台秤对物体的支持力最大为50 N 由牛顿第二定律得F合＝ma1，则 a1＝＝ m/s2＝ m/s2，方向竖直向上 失重时：台秤对物体的支持力最小为10 N 由牛顿第二定律得F合′＝ma2，则 a2＝＝ m/s2＝ m/s2， 方向竖直向下。 第8页 共9页 学科网（北京）股份有限公司 $