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

第6节 超重和失重 课时训练 一、选择题: 1．关于超重和失重，下列说法中正确的是(　　) A．超重就是物体受的重力增加了 B．失重就是物体受的重力减小了 C．完全失重就是物体一点重力都不受了 D．不论超重或失重，物体所受重力是不变的 2.如图所示，一电梯在缆绳的拉动下向下做减速运动，则(　　) A．电梯中的人处于失重状态 B．缆绳对电梯的拉力和电梯与人的总重力是一对平衡力 C．缆绳对电梯的拉力和电梯对缆绳的拉力是一对作用力与反作用力 D．电梯对缆绳的拉力是由于缆绳发生弹性形变而产生的 3.某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是(　　) A．人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动 B．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态 C．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重 D．人在C点具有最大速度 4.某同学站在电梯底板上，如图所示的v-t图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是(　　) A．在0～20 s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态 B．在0～5 s内，电梯加速上升，该同学处于失重状态 C．在5～10 s内，电梯处于匀速状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 D．由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态 5.“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在身体上，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为(　　) A．g B．2g C．3g D．4g 6.如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升。重力加速度大小为g，下列说法正确的是(　　) A．人对体重计的压力大小为mg B．人对体重计的压力大小为m(g-a) C．人对体重计的压力大小为m(g＋a) D．人对体重计的压力大于体重计对人的支持力 7．在升降机底部安装一个显示压力的传感器，其上放置了一个质量为m小物块，如图甲所示。升降机从t＝0时刻开始竖直向上运动，传感器显示压力F随时间t变化的情况如图乙所示。取竖直向上为正方向，重力加速度为g，以下判断正确的是(　　) A．在0～2t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态 B．在t0～3t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态 C．t＝t0时刻，物块所受的支持力大小为mg D．t＝3t0时刻，物块所受的支持力大小为2mg 8.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 9．某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，将罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是(　　) A．易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快 B．易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快 C．易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变 D．易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出 10.(多选)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伸长量的1.2倍，已知重力加速度g＝10 m/s2，由此可判断(　　) A．乘客处于失重状态 B．电梯可能减速下降，加速度大小为2 m/s2 C．电梯可能加速上升，加速度大小为2 m/s2 D．乘客对电梯地板的压力为625 N 11.(多选)在地球表面某处用外力F拉一物体使其沿竖直方向上升，不计空气阻力，加速度a随外力F的变化关系如图所示(规定加速度方向竖直向上为正)，下列说法正确的是(　　) A．当地的重力加速度为a0 B．物体的重力为F0 C．当a＝a1时物体处于失重状态 D．当a＝a1时，拉力F＝a1 12．(多选)如图甲所示，某同学站在电梯上随电梯斜向上运动，倾角θ＝37°，电梯运动的v -t图像如图乙所示，人的质量为60 kg，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法正确的是(　　) A．0～1 s内，人受到的摩擦力大小为120 N B．0～1 s内，人对电梯的压力大小为600 N C．3～4 s内，人处于失重状态 D．3～4 s内，人受到的摩擦力方向水平向左 二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 13．在蹦床世界杯葡萄牙站的比赛中，我国运动员董栋以43.20分夺得男子个人网上冠军。假设表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘制出如图所示的曲线，当地重力加速度为g＝10 m/s2，依据图像给出的信息，回答下列物理量能否求出，如能求出写出必要的运算过程和最后结果。 (1)蹦床运动稳定后的运动周期； (2)运动员的质量； (3)运动过程中，运动员离开弹簧床上升的最大高度； (4)运动过程中运动员的最大加速度。 参考答案： 1.解析：选D　超重和失重是一种现象，并不是物体所受重力增加或者减小，故D选项正确。 2.解析：选C　电梯向下做减速运动时，加速度向上，人所受支持力大于重力，则人处于超重状态，故A错误；因电梯有加速度，则缆绳对电梯的拉力和电梯与人的总重力不是一对平衡力，故B错误；缆绳对电梯的拉力和电梯对缆绳的拉力是一对作用力与反作用力，故C正确；电梯对缆绳的拉力是由于电梯发生弹性形变而产生的，故D错误。 3.解析：选C　在B点，重力等于弹力，在C点速度为零，弹力大于重力，所以从C到B过程中合力向上，做加速运动。但是由于从C到B过程中踏板的形变量在减小，弹力在减小，所以合力在减小，故做加速度减小的加速运动，加速度向上，处于超重状态，从B到A过程中重力大于弹力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做减速运动，处于失重状态。故C正确。 4.解析：选C　在0～5 s内，电梯加速上升，该同学对电梯底板的压力大于他所受的重力，处于超重状态，故B错误；在5～10 s内，电梯处于匀速状态，此时该同学受力平衡，对电梯底板的压力等于他所受的重力，故C正确；在10～20 s内，电梯减速上升，该同学对电梯底板的压力小于他所受的重力，处于失重状态，故A、D错误。 5.解析：选B　人下落过程，振动幅度越来越小，最后静止不动，结合拉力与时间关系图像可以知道，人的重力等于0.6F0，即0.6F0＝mg，人所受绳子的最大拉力为1.8F0，方向始终向上，结合牛顿第二定律，有F-mg＝ma，当拉力最大时，加速度最大，因而有1.8F0-mg＝mam，解得am＝2g，故B正确。 6.解析：选C　设人受支持力为FN，由牛顿第二定律可得FN-mg＝ma，所以FN＝m(g＋a)，由牛顿第二定律可知，人对体重计的压力大小为m(g＋a)，且人对体重计的压力等于体重计对人的支持力，故选项C正确。 7.解析：选C　由题图乙可知，在0～2t0时间内，物块先处于超重状态，后处于失重状态，故A错误；在t0～3t0时间内，物块处于失重状态，故B错误；在t＝t0时刻，物块所受的支持力大小等于传感器所受压力大小为mg，故C正确；同理，在t＝3t0时刻，物块所受的支持力大小为mg，故D错误。 8.解析：选C　以A为研究对象，由牛顿第二定律得FT-m1g＝m1a，以B、C整体为研究对象得(M＋m2)g-FT′＝(M＋m2)a′，又FT′＝FT，a′＝a，联立以上各式得加速度a＝5 m/s2，FT＝30 N，A、B错误；隔离C有m2g-FN＝m2a，得FN＝5 N，C正确；轻绳对定滑轮的作用力大小为F＝2FT＝60 N，D错误。 9.解析：选D　将易拉罐竖直向上抛出后，由于空气阻力不计，易拉罐及水的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，易拉罐中各层水之间没有压力，在整个过程中，水都不会从洞中射出。 10.解析：选BC　电梯静止不动时，小球受力平衡，有mg＝kx，电梯运行时弹簧的伸长量比电梯静止时大，说明弹力变大了，根据牛顿第二定律，kx-mg＝ma，解得a＝2 m/s2，方向竖直向上，电梯可能加速上升或减速下降，乘客处于超重状态，故B、C符合题意，A不符合题意；以乘客为研究对象，根据牛顿第二定律可得FN-Mg＝Ma，解得FN＝600 N，由牛顿第三定律可知乘客对电梯地板的压力大小为600 N，故D不符合题意。 11.解析：选AB　物体受拉力F及重力，由牛顿第二定律有F-mg＝ma，当F＝0时有-mg＝-ma0，得g＝a0，选项A正确；当a＝0时有F0-mg＝0，解得F0＝mg，m＝＝，选项B正确；当a＝a1时，加速度竖直向上，物体处于超重状态，选项C错误；当a＝a1时，合力为F合＝ma1＝a1，选项D错误。 12.解析：选CD　0～1 s内，根据v-t图像得出加速度a＝ m/s2＝2 m/s2，方向沿电梯斜向上；0～1 s内，沿水平方向，根据牛顿第二定律得出人受到的摩擦力Ff＝macos θ＝60×2×0.8 N＝96 N，故A错误。0～1 s内，沿竖直方向，根据牛顿第二定律有FN-mg＝masin θ，解得FN＝672 N，根据牛顿第三定律可知人对电梯的压力大小为672 N，故B错误。3～4 s内，根据v-t图像得出加速度a＝ m/s2＝-2 m/s2，方向沿电梯斜向下，在竖直方向有向下的分量，则人处于失重状态，故C正确。3～4 s内，加速度有水平向左的分量，而摩擦力为水平方向的合力，根据牛顿第二定律可知摩擦力方向水平向左，故D正确。 13.解析：(1)周期可以求出，由题图可知：T＝9.5 s-6.7 s＝2.8 s。 (2)由题图知：重力为500 N，运动员的质量可以求出，即mg＝500 N，m＝50 kg。 (3)由题图可知运动员运动稳定后每次腾空的时间为：Δt＝8.7 s-6.7 s＝2 s。 所以运动员上升的最大高度为： H＝g＝×10×m＝5 m。 (4)运动员每次腾空的加速度a1＝-g＝-10 m/s2， 而陷落最深时由题图知Fm＝2500 N。 此时由牛顿第二定律Fm-mg＝mam， 可得此时最大加速度am＝-g＝40 m/s2。 答案：(1)2.8 s　(2)50 kg　(3)5 m(4)40 m/s2 学科网（北京）股份有限公司 $