高中物理沪科版 (2019)必修 第一册4.6 超重与失重练习

【名师】4.6超重与失重-1作业练习

一．单项选择

1．“天宫二号”是中国载人航天工程发射的第二个目标飞行器，当其在圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时，舱内实验桌上一探测仪与“天宫二号”保持相对静止，则该探测仪（　　 ）

A．不受地球引力作用

B．所受地球引力与它在地面上所受重力相等

C．处于完全失重状态

D．所受地球引力和向心力平衡

2．一质量为m的人站在电梯中，电梯减速上升，加速大小为，g为重力加速度。人对电梯底部的压力为（　　）

A. mg B. 2mg C. mg D. mg

3．如图所示，在倾斜固定放置．粗细均匀且足够长的直杆上套有A球，A球的孔径比杆的直径略大，且A球下用细线悬吊B球。在A球沿杆下滑时，悬吊B球的细线始终保持竖直，不计空气阻力，则（　 　）

A．两球均做匀加速运动 B．两球均做匀速运动

C．剪断细线，A球沿杆做加速运动 D．剪断细线，A球沿杆做减速运动

4．如图所示，用皮带传送一质量为M的物体，二者始终保持相对静止，则下列关于物块所受摩擦力的说法正确的是（　 　）

A．皮带传送的速度越大，摩擦力越大

B．物块所受摩擦力不可能为零

C．皮带的速度恒定时，物块的质量越大，摩擦力越大

D．摩擦力的方向一定与皮带速度的方向相同

5．如图所示，小芳同学利用体重计研究超重和失重现象．她首先蹲在体重计上，然后突然起立．她从开始起立到最终静止的过程中，体重计示数变化情况是　　

A. 先小于体重，后等于体重

B. 先大于体重，后等于体重

C. 先小于体重，后大于体重，最后等于体重

D. 先大于体重，后小于体重，最后等于体重

6．建筑工地常用吊车通过绳索将建筑材料从地面吊到高处（如图甲）。图乙为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图像，下列判断正确的是（　　）

A．前5 s的平均速度是0.5 m/s B．前10 s绳索最容易发生断裂

C．30～36 s材料处于超重状态 D．整个过程材料上升高度是36 m

7．如图所示，某段时间内站立在体重计上的一位同学完成下蹲动作。下列图像能反应体重计示数随时间变化的是（　　）

A.
 B.
 

C.
 D.
 

8．如图所示，天花板上用细绳吊起用轻弹簧相连的两个小球A．B，它们的质量分别是2m．3m，两小球均保持静止。已知重力加速度为g。当突然剪断细绳时，小球B的加速度大小为（　 　）

A．0 B． C．g D．

9．小明家住26层。他放学后，乘坐电梯从1层直达26层。假设电梯刚起动时做加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做减速直线运动。在电梯从1层直达26层的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电梯刚起动时，小明处于失重状态 B．电梯刚起动时，小明处于超重状态

C．电梯运动的速度方向发生了变化 D．电梯运动的加速度方向一直不变

10． 年 月 日，神州十二号载人飞船返回舱在成功着陆的过程中，经大气层 的减速，速度从 减为 ；打开降落伞后，经过 速度进一步减为 ；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态，经过对着陆点的探测后平稳着陆。若整个运动可视为竖直向下运动，则返回舱（　　）
 

A．打开降落伞前，处于完全失重状态

B．打开降落伞至分离前，处于失重状态

C．打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上

D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力

11．2014年12月7日，中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空。04星成功发射，恰逢中国长征系列运载火箭第200次发射，展示了两国科技合作最新成果和水平。相比中巴地球资源卫星01星．02星，04星提高了空间分辨率，增加了传感器和谱段数，获取的5米全色．10米多光谱等影像图可广泛应用于中国和巴西农作物估产．环境保护与监测．国土资源勘查和灾害监测等多个领域，满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求。火箭加速上升的过程中，假设火箭中有一个质量为2kg的物体静止地放在台式弹簧测力计上，此时弹簧测力计的示数可能是（　　）

A. 20N B. 10N C. 40N D. 0N

12．如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在静止的升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触并均有挤压，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当升降机沿竖直方向运动时，压力传感器的示数逐渐减小，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中正确的是（　　）

A．升降机正在匀加速上升

B．升降机正在匀减速上升

C．升降机正处于超重状态，且加速度越来越大

D．升降机正处于失重状态，且加速度越来越大

13．随着科技的进步，农村和偏远山区也已经开始用无人机配送快递.如图甲所示，无人机在内的飞行过程中，其水平．竖直方向速度．，与时间t的关系图像分别如图乙．丙所示，规定竖直方向向上为正方向。下列说法正确的是（　　）

A．内，无人机处于失重状态

B．内，无人机做匀减速直线运动

C．时，无人机运动到最高点

D．内，无人机的位移大小为

14．如图所示，质量为3kg的物块A与质量为2kg的木板B叠放在水平地面上，A与B．B与地面之间的动摩擦因数均为0.1，取重力加速度为10m/s2。大小为12N的水平拉力作用在B上，则B的加速度大小为（　　）

A．0 B．1.4m/s2 C．2m/s2 D．3.5m/s2

15．如图甲所示，最近美团无人机送外卖已经率先在深圳启动，“天上掉馅饼”时代已经来临。如图乙所示为某一无人机送外卖时竖直降落过程的关系图像，下列说法正确的是（　　）

A．前3s无人机处于超重状态

B．无人机在第2s与第7s的加速度之比为

C．无人机下落的高度为26m

D．无人机在下落过程中的平均速度大小为2m/s

16．质量为的物体放置在升降机内的台秤上，现在升降机以加速度在竖直方向上做匀变速直线运动，若物体处于超重状态，则（　　）

A．升降机加速度方向竖直向上 B．台秤示数减小

C．升降机一定向上运动 D．升降机一定做加速运动

17．某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图l所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图2所示的图像。已知时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（　　）

A. 时电梯处于超重状态 B. 内电梯在做减速运动

C. 内电梯在静止 D. 内电梯在下行

18．9月17日，神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。空间站阶段首次载人飞行任务取得圆满成功。在近地圆轨道环绕地球运行的空间站内，执行飞行任务的三名航天员聂海胜．刘伯明．汤洪波向全国人民敬礼时（　　）

A．不受地球引力

B．处于平衡状态，加速度为零

C．处于失重状态，加速度约为g

D．底板的支持力与地球引力平衡

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

ACD．天宫二号绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，舱内物体也做匀速圆周运动，只受万有引力，处于完全失重状态，故AD错误，C正确；

B．物体受到的万有引力与距离二次方成反比，故B错误。

故选C。

2．【答案】A

【解析】

【详解】由于电梯减速上升，故加速度向下，对人受力分析，受到重力，地板支持力，根据牛顿第二定律

解得

根据牛顿第三定律，则人对电梯底部的压力为，故选A。

3．【答案】B

【解析】

AB．由题意可知A．B运动过程中保持相对静止，所以二者的运动状态相同。对B分析可知其受到细线的拉力和重力，这两个力均沿竖直方向，假设B做匀加速运动，则其所受合力应沿杆的方向，显然与实际情况不符，所以假设不成立，即B只可能做匀速运动，则A也做匀速运动，故A错误，B正确；

CD．根据上面分析可知A一定受到杆的摩擦力作用，设A．B的质量分别为mA．mB，杆的倾角为θ，A与杆之间的动摩擦因数为μ，则剪断细线前，对A．B组成的系统由平衡条件有

则剪断细线后，一定有

所以A依然受力平衡，将沿杆做匀速运动，故CD错误。

故选B。

4．【答案】C

【解析】

AC．因为想物体始终保持相对静止，故物块和传送带之间为静摩擦，对物块受力分力若传送带匀速运动，则

与传送带的速度无关，与物块的质量有关，质量越大，摩擦力越大，故C正确，A错误；

BD．若传送带匀加速运动，则摩擦力的方向一定沿斜面向上，有

可得摩擦力方向沿传送带向上，摩擦力不为零，若传送带做因减速运动，则有

当时，物体所受摩擦力为零，当时，物体所受摩擦力向下，故BD错误。

故选C。

5．【答案】D

【解析】

【详解】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，故体重计示数先大于体重，后小于体重，最后等于体重．

A．先小于体重，后等于体重，与结论不相符，选项A错误；

B．先大于体重，后等于体重，与结论不相符，选项B错误；

C．先小于体重，后大于体重，最后等于体重，与结论不相符，选项C错误；

D．先大于体重，后小于体重，最后等于体重，与结论相符，选项D正确；

6．【答案】B

【解析】

A．由图可得第5 s末的速度v＝0.5 m/s，所以前5 s内的平均速度

所以A选项错误。

BC．前10 s内做匀加速直线运动，加速度向上，拉力大于重力，10～30 s内做匀速直线运动，拉力等于重力，30～36 s内做匀减速直线运动，加速度向下，处于失重状态，拉力小于重力。所以前10 s内绳索拉力最大，最容易断裂，选项B正确，选项C错误；

D．由图可以知道，36 s内的位移

x＝×（20＋36）×1m＝28 m

选项D错误。

故选B。

7．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，根据牛顿第二定律可知

此时人对传感器的压力小于人的重力的大小，在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，根据牛顿第二定律可知

此时人对传感器压力大于人的重力的大小。

故选C。

8．【答案】A

【解析】

悬线剪断前，以B为研究对象可知：弹簧的弹力F=mg；剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，F=mg，对B根据牛顿第二定律得

解得

故A正确。

故选A。

9．【答案】B

【解析】

AB．电梯刚起动时，加速度向上，则小明处于超重状态，选项A错误，B正确；

C．电梯运动的速度方向一直向上，方向没发生变化，选项C错误；

D．开始时电梯加速度向上，最后阶段加速度向下，则电梯运动的加速度方向发生了变化，选项D错误。

故选B。

10．【答案】C

【解析】

A．打开降落伞前，飞船减速下降，加速度向上，处于完全超重状态，选项A错误；

B．打开降落伞至分离前，飞船减速下降，加速度向上，处于完全超重状态，选项B错误；

C．打开降落伞至分离前，加速度向上，则受到的合力方向竖直向上，选项C正确；

D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，它和飞船的重力是平衡力，选项D错误。

故选C。

11．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】火箭加速上升的过程中，物体有向上的加速度，则处于超重状态，即弹簧测力计的读数

F>mg=20N

则弹簧测力计的示数可能是40N。

故选C

12．【答案】C

【解析】

设倾斜天花板与水平方向夹角为，篮球在水平方向上受力平衡，即侧壁对篮球的弹力N1与倾斜天花板对篮球的弹力N2在水平方向的分力平衡

随着压力传感器的示数逐渐减小（N1减小），篮球受到倾斜天花板的弹力N2减小，在竖直方向上由牛顿第二定律可得

由于弹簧弹力不变，则篮球有竖直向上的加速度，处于超重状态，且加速度越来越大。

故选C。

13．【答案】C

【解析】

A．内，在竖直方向做匀加速运动，有竖直向上的加速度，故其处于超重状态，故A错误；

B．时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，则合运动为匀变速曲线运动，故B错误；

C．时间内，竖直方向速度一直为正，即一直向上运动，则时刻无人机运动到最高点，故C正确；

D．速度时间图像与时间轴围成的图像表示位移，内，无人机的水平位移为9m，竖直位移为1.75m，则合位移为，不等于9m，故D错误。

故选C。

14．【答案】C

【解析】

AB之间的最大静摩擦力为

B与地面之间的最大静摩擦力

若AB相对静止，恰好发生相对滑动时，对A有

对B有

联立解得

大小为12N的水平拉力作用在B上时会发生相对滑动，对B由牛顿第二定律得，B的加速度为

故C正确，ABD错误。

故选C。

15．【答案】C

【解析】

A．由图像可知前3s无人机加速下降，无人机处于失重状态，选项A错误；

B．无人机的加速度可用图像的斜率表示，可知无人机在第2s与第7s的加速度之比为，选项B错误；

C．图像的面积表示位移，无人机下落的高度为

选项C正确；

D．下落过程的平均速度

选项D错误。

故选C。

16．【答案】A

【解析】

ACD．由于物体处于超重状态，人对台秤的压力大于人的重力，台秤对人的支持力也大于重力，根据牛顿第二定律

可知人有向上的加速度，那么升降机也就有向上的加速度，此时可以是向上加速运动，也可以是向下减速运动，故A正确，CD错误；

B．根据牛顿第二定律

可知

所以台秤示数增加ma，故B错误。

故选A。

17．【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．时，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯处于超重状态，故A正确；

B．时，电梯处于静止状态，一小段时间后，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯一定加速上升，加速度为正值，方向竖直向上，可知电梯加速上升，故B错误；

C．电梯的加速度为0，电梯以最大速度匀速上升，故C错误；

D．电梯的加速度为负值，方向竖直向下，电梯向上做减速运动。故内电梯仍在上行，故D错误。

故选A。

18．【答案】C

【解析】

三名航天员此时受地球引力和地板的支持力，两个力的合力作用使航天员的加速度约为g，从而处于失重状态，综上所述可知ABD错误，C正确。

故选C。