5 第6节　超重和失重 试卷

(限时：35分钟)

【合格考练】

1．下列有关超重和失重的说法，正确的是(　　)

A．物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力为0

B．自由落体运动的物体处于完全失重状态

C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程

D．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程

解析：选B。当物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于它本身的重力时，是超重现象；当物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于它本身的重力时，是失重现象。超重和失重时，本身的重力没变，故A错误；自由落体运动的物体加速度为g，方向竖直向下，处于完全失重状态，故B正确；在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，加速度方向向下，运动方向可能向上，也可能向下，故C、D错误。

2．(多选)(2020·云南大理期末)质量是50 kg的人，站在升降机里的体重计上，发现体重计的示数是550 N，升降机可能正在(　　)

A．匀速上升    B．加速上升

C．加速下降    D．减速下降

解析：选BD。体重计的示数是通过人对体重计的压力产生的，人的重力不变，所以人对体重计的压力变大，是处于超重状态，具有向上的加速度，那么此时的运动可能是向下减速运动，也可能是向上加速运动，故B、D正确，A、C错误。       []#2022^版&新%教材教辅~[]

3．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度竖直上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是(　　)       []2022版&^新教材教@辅[*#]

A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为0       []2@0&22版新*教材教#^辅[]

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       []@《&优化方案》^教~辅[%]

D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力

解析：选A。由于空气阻力不计，两物体只受重力作用，处于完全失重状态，A对B的压力在上升和下降阶段都为0，故A正确。

4．(多选)(2020·山西大同一中期末)如图所示，某同学在教室中站在体重计上研究超重与失重。她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。关于她的实验现象，下列说法正确的是(　　)

       []^2022#版新教材&*%教辅[]

A．只有“起立”过程，才能出现失重的现象

B．只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象

C．“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象

D．“起立”的过程，先出现超重现象后出现失重现象       []@《优~化方案》教^%辅&[]

解析：选CD。“起立”过程，先向上加速后向上减速，先超重后失重；“下蹲”过程先向下加速后向下减速，先失重后超重；所以“起立”和“下蹲”过程都有超重和失重现象，故C、D正确。       []2^022版@新教材*教辅&%[]

5．(多选)(2020·福州一中月考)在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯从静止加速上升，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台秤受的压力与时间的关系图像，如图所示，则(g取10 m/s2)(　　)

A．电梯在启动阶段约经历了2.5 s的加速上升过程

B．电梯在启动阶段约经历了4 s的加速上升过程

C．电梯在0～4 s处于超重状态

D．电梯在18～22 s处于失重状态

解析：选BCD。由题图可以看出，电梯在0～4 s加速上升，处于超重状态，4～18 s 匀速上升，18～22 s减速上升，处于失重状态，所以A错误，B、C、D正确。

6．(多选)(2020·陕西咸阳市实验中学高一月考)一人站在电梯内体重计上，电梯静止时体重计示数为500 N。若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为600 N，g取 10 m/s2。电梯的运动情况可能是(　　)

A．电梯的加速度大小为2 m/s2，方向竖直向上

B．电梯的加速度大小为2 m/s2，方向竖直向下

C．电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动

D．电梯可能向上减速运动，也可能向下加速运动

解析：选AC。电梯静止时体重计示数500 N。若电梯运动过程中，体重计的示数为600 N，说明电梯有向上的加速度，超重，运动情况可能为：向上加速或向下减速。a＝＝m/s2＝2 m/s2，故A、C正确，B、D错误。

7．(多选)某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的v－t图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况(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0～5 s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态

B．在5～10 s内，该同学对电梯底板的压力大小等于他所受的重力大小       []《~优*化^方案》&教@辅[]

C．在10～20 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态

D．在20～25 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态

解析：选BD。0～5 s内，电梯加速上升，加速度方向向上，超重，A错误；5～10 s内，匀速运动，压力大小等于重力大小，B正确；10～20 s内，电梯在匀减速上升，加速度方向向下，失重，C错误；20～25 s内，电梯加速下降，加速度方向向下，失重，D正确。       []~《%优^化方案》教辅@*[]

【等级考练】       []@《~优化方案》%教#辅[*]

8．在如图所示的装置中，重4 N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置被固定在台秤上并保持静止，斜面的倾角为30°。如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断而物块正下滑时，与稳定时比较，台秤的读数(　　)

A．增大4 N    B．增大3 N

C．减小1 N    D．不变

解析：选C。物块下滑的加速度a＝g sin 30°＝g，方向沿斜面向下。此加速度的竖直分量a1＝a sin 30°＝g，方向向下，所以物块失重，其视重为F视＝G－ma1＝mg＝3 N，故台秤的读数减小1 N，C正确。

9．在升降机中挂一个弹簧，下吊一个小球，当升降机静止时，弹簧伸长4 cm。当升降机运动时弹簧伸长2 cm，若弹簧秤质量不计，g取9.8 m/s2，则升降机的运动情况可能是(　　)

A．以1 m/s2的加速度减速上升

B．以4.9 m/s2的加速度减速上升

C．以1 m/s2的加速度加速上升

D．以4.9 m/s2的加速度加速上升

解析：选B。升降机静止时，对小球有kx1＝mg，当升降机运动时，小球所受合力竖直向下，则mg－kx2＝ma，解得：a＝4.9 m/s2，方向竖直向下，故升降机以4.9 m/s2的加速度减速上升或加速下降，B正确，A、C、D错误。

10．(2020·黑龙江大庆中学期末)一质量为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)。人对电梯底部的压力大小为(　　)       []《#优*化方案》^教~辅&[]

A．mg    B．2mg

C．mg    D．mg

解析：选D。对人受力分析，人受电梯底部的支持力F和重力mg，根据牛顿第二定律：F－mg＝ma，a＝g，得：F＝mg＋ma＝mg＋mg＝mg；根据牛顿第三定律：人对电梯底部的压力大小为：F′＝F＝mg，故D正确。

11．(多选)(2020·辛集市一中高二月考)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线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为650 N，除此以外，还可以得到以下信息(　　)       []2@022版%新~教材教#辅&[]

       []&《~优化方案》教%辅[^@]

A．1 s时人处在下蹲的最低点

B．2 s时人处于下蹲静止状态

C．0.8～1.7 s在做下蹲的动作

D．下蹲过程中人始终处于失重状态

解析：选BC。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，到达最低点后处于平衡状态，由图像可知，t＝1 s时失重，人仍然加速下降，故A、D错误；t＝2 s时刻人处于下蹲静止状态，故B正确；由图像可知，0.8～1.7 s内先失重后超重，即人先加速下降失重，再减速下降超重，故C正确。

12．如图所示，倾斜索道与水平线的夹角θ＝37°，若载人车厢沿索道向上的加速度为5 m/s2，人的质量为50 kg，且人相对车厢静止。g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)人对车厢的压力大小；

(2)人受到的摩擦力的大小。

解析：(1)由于车厢和人有沿索道向上的加速度，此加速度具有竖直向上的分量，所以人处于超重状态。

由FN－mg＝ma sin 37°，则FN＝m(g＋a sin 37°)＝50×(10＋5×0.6)N＝650 N

由牛顿第三定律得，人对车厢压力大小为650 N。

(2)F1＝ma cos 37°＝200 N。

答案：(1)650 N　(2)200 N

13．(2020·衡水高一检测)一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75 m的高处，然后让座舱自由落下。落到离地面30 m高时，制动系统开始启动，座舱均匀减速，到地面时刚好停下。若座舱中某人用手托着m＝5 kg的铅球，g取10 m/s2，试求：       []%2022#版新^&~教材教辅[]

(1)从开始下落到最后着地经历的总时间；

(2)当座舱落到离地面35 m的位置时，手对球的支持力的大小；

(3)当座舱落到离地面15 m的位置时，球对手的压力。

解析：(1)由题意可知，座舱先自由下落

h1＝75 m－30 m＝45 m

由h1＝gt得t1＝ ＝3 s

下落45 m时的速度v1＝gt1＝30 m/s

减速过程中的平均速度v2＝＝15 m/s       []~《优@*^化方案》#教辅[]

减速时间t2＝＝2 s，总时间t＝t1＋t2＝5 s。

(2)离地面35 m时，座舱自由下落，处于完全失重状态，所以手对球的支持力为0。

(3)由v＝2gh1＝2ah2得匀减速过程中加速度的大小

a＝15 m/s2

根据牛顿第二定律：N－mg＝ma

解得：N＝125 N，根据牛顿第三定律可知，球对手的压力为125 N，方向竖直向下。

答案：(1)5 s　(2)0　(3)125 N，方向竖直向下