人教版（2019）物理必修第一册《4.6 超重和失重》同步练习

人教版（2019）必修第一册《4.6 超重和失重》同步练习

一 、单选题（本大题共14小题，共84分）

1.（6分）关于下列力的说法中，正确的是

A. 物体受摩擦力时一定受弹力，而且这两个力的方向一定相互垂直
B. 运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反
C. 同一对作用力与反作用的大小有时也可能不相等
D. 处于完全失重状态下的物体不受重力作用

2.（6分）年月日，我国选手朱雪莹在蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，某运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动过程中的图象如图所示，其中后为直线，其他部分为曲线。不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是
 

A. 时，弹簧处于原长状态
B. 时，运动员到达最高处
C. 内，运动员处于失重状态
D. 时，运动员的加速度大小为

3.（6分）某同学在一根细线下端系上一个垫圈，隔再系第个，以后、、垫圈相邻间距分别为、、，如图所示，他手提线的上端站在椅子上，让线自由垂下，且第一个垫圈刚好与放在地上的金属盘接触，处于静止状态，松手后计时，若不计空气阻力，则第、、、个垫圈
 

A. 落到盘上的声音间隔越来越大
B. 落到盘上的声音间隔相等
C. 依次落在盘上的速率之比为：：：
D. 依次落在盘上的时间之比为：：：

4.（6分）如图所示，兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况，在电梯地板上放置了一个压力传感器，将质量为的物体放在传感器上。在电梯运动的某段过程中，传感器的示数为。取。对此过程的分析正确的是     
 

A. 物体受到的重力变大 B. 物体的加速度大小为
C. 电梯正在减速上升 D. 电梯的加速度大小为

5.（6分）我们乘电梯下高层楼房时，从起动到停下来，我们分别所处的状态是

A. 先失重，正常，后超重 B. 先超重，正常，后失重
C. 先超重，失重，后正常 D. 先正常，超重，失重

6.（6分）如图所示，一同学在电梯里站在台秤上称体重，发现体重明显大于在静止地面上称的体重，则 
 
 

A. 电梯一定处于上升阶段 B. 电梯一定处于加速上升阶段
C. 电梯可能处于加速下降阶段 D. 电梯的加速度一定向上

7.（6分）图甲是某人站在接有力传感器的平板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是平板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度 。根据图像分析可知 
 

A. 人的重力可由 点读出，约为
B. 到 的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态
C. 人在双脚离开平板的过程中，处于完全失重状态
D. 人在 点对应时刻的加速度大于在 点对应时刻的加速度

8.（6分）如图所示，物块在静止的足够长的传送带上以速度匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，在此传送带的速度由零逐渐增加到后匀速运动的过程中，下列分析正确的是
 

A. 物块下滑的速度不变
B. 物块开始在传送带上加速到后匀速
C. 物块先向下匀速运动，后向下加速，最后沿传送带向下匀速运动
D. 物块受的摩擦力方向始终沿斜面向上

9.（6分）如图所示，在教室里某同学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，下列说法中正确的是

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. “下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象
D. “起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象

10.（6分）电梯是高层住宅、写字楼与宾馆的运载工具，某人乘坐电梯向下运行的图象如图所示。则
 

A. 在时段，人受到的支持力大于自身的重力
B. 仅在时段，人对电梯的压力等于电梯对人的支持力
C. 在时段，人处于失重状态
D. 在时段，人对电梯的压力大小始终等于电梯对人的支持力大小

11.（6分）北京时间年月日时分“天空课堂”第一课开讲。在空间站，王亚平老师演示泡腾片实验过程中，我们看到大水球“漂”在空中而未“下落”，如图所示。这是因为大水球
 

A. 质量消失了 B. 处于超重状态
C. 处于完全失重状态 D. 不受地球万有引力作用

12.（6分）关于超重和失重的下列说法中，正确的是

A. 超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减少了
B. 物体做自由落体运动时处于完全失重状态，做自由落体运动的物体不受重力作用
C. 物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态
D. 物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化

13.（6分）从某高处释放一粒小石子，经过从同一地点再释放另一粒小石子。不计空气阻力，落地前，两粒石子间的距离将

A. 保持不变 B. 不断减小 C. 不断增大 D. 先增大后减小

14.（6分）很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出
 

A. 在时间内手机处于超重状态，在时间内手机处于失重状态
B. 手机在时刻运动到最高点
C. 手机在时刻改变运动方向
D. 手机可能离开过手掌

二 、计算题（本大题共1小题，共12分）

15.（12分）质量是的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？ 
升降机匀速上升； 
升降机以的加速度匀加速上升； 
升降机以的加速度匀加速下降。

答案和解析

1.【答案】A;

【解析】解：、两个相互接触并挤压的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力摩擦力；可见，物体受摩擦力时一定受弹力，而且这两个力的方向一定相互垂直，故A正确。  
B、运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反，也可能和它的运动方向相反，故B错误。  
C、同一对作用力与反作用的大小相等，方向相反，故C错误。  
D、处于完全失重状态的物体仍然受到重力作用，故D错误。  
故选：。 
摩擦力产生的条件中必有弹力作用，摩擦力方向始终与弹力垂直；运动物体所受摩擦力的方向可能与物体方向相反，也可能与物体方向相同；一对作用力与反作用力大小相等，方向相反；物体受到的重力和物体的运动状态无关。 
该题考查了摩擦力、作用力与反作用力、超重和失重等知识点。为易错点：注意，摩擦力与接触面相切，弹力与接触面垂直，故同一接触面上的这两个力一定垂直，同时有摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有摩擦力。
 

2.【答案】D;

【解析】解：、由图象，可知时，运动员的速度达到最大，此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡，弹簧处于压缩状态，并非原长状态，故A错误； 
B、由于后为直线，表明运动员在时离开弹簧，此时速率为，根据运动学公式得： 
，可得：，即时，运动员到达最高处，故B错误； 
C、内，运动员在竖直方向上做加速直线运动，加速度竖直向上，处于超重状态，故C错误； 
D、由对称性可知，运动员在和时刻的斜率的绝对值相等，即运动员加速度大小相等，由于运动员在时离开弹簧，只受重力，所以有，则时，运动员的加速度大小为，故D正确。 
故选：。 
时，运动员的速度达到最大，运动员受到弹簧的弹力与重力平衡，弹簧并非原长状态；后为直线，表明运动员在时离开弹簧，根据运动学公式求解；加速度竖直向上，处于超重状态；由对称性可知，运动员加速度大小相等。 
本题以我国选手朱雪莹在蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠为背景，考查了图象、牛顿第二定律、受力平衡等物理基本知识，解决此题的关键是要明白图象的物理意义，并做好受力分析。
 

3.【答案】B;

【解析】解：、个铁垫圈同时做自由落体运动，下降的位移之比为：：：，可以看成一个铁垫圈自由下落，经过位移之比为：：：，因为初速度为零的匀加速直线运动在相等时间内的位移之比为：：：，知各垫圈落到盘中的时间间隔相等，故A错误，B正确。  
的、因为各垫圈落到盘中的时间间隔相等，则各垫圈依次落到盘中的时间比为：：：，则速度之比为：：：，故CD错误。  
故选：。 
个铁垫圈同时做自由落体运动，下降的位移之比为：：：根据初速度为零的匀加速直线运动的推论知，在相等时间内的位移之比为：：：，可以确定落地的时间间隔是否相等，从而根据得出落到盘中的速率之比。 
解决本题本题的关键掌握自由落体运动的规律，知道初速度为零的匀加速直线运动的一些推论。
 

4.【答案】B;

【解析】

由物体的重力大小与其受力情况结合牛顿第二定律解得其加速度，再由加速度的方向判断其运动情况。 
本题关键是根据压力的变化情况，得到超、失重情况，然后与实际情况相对照，得到电梯的运动情况，知道在超失重时，物体的重力不会发生改变是解答该题的关键，较简单。

当传感器的示数为，则物体受到的支持力是，根据牛顿第二定律：，且加速度向上；则物体可能做向上做加速运动，或向下做减速运动，而过程中其重力不变。故ACD错误，B正确。  
故选B。
 

5.【答案】A;

【解析】 
超重：即物体的加速度向上；失重：即物体的加速度向下。 
分析电梯运动过程的加速度向上还是向下是求解的关键。 
 
乘电梯下高层楼房时，从起动到停下来，具体的运动过程是：开始时先向下加速，加速度向下，失重；稳定后匀速直线，加速度为零，正常；停止时，向下减速，加速度向上，超重。 
所以整个过程是：先失重，后正常，最后超重，故错误，正确。 
故选。 
 

 

6.【答案】D;

【解析】解：体重计的示数大于人静止在地面上的体重，说明人受到支持力大于重力，由牛顿第二定律可知，加速度一定向上，但电梯可能向上加速也可能向下减速，故正确，错误。 
故选：。 
对人进行受力分析，再根据牛顿第二定律即可确定加速度的方向以及物体的运动性质。 
此题主要考查牛顿第二定律关于超重和失重现象的应用，要注意明确加速度向上时物体的运动情况有两种，要注意全面分析。
 

7.【答案】C;

【解析】解：、开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力约为，人的重力也约为故错误； 
、由图乙所示图象可知，从到的过程中，人对力板的压力先小于自身重力后大于自身重力，因此人先处于失重状态后处于超重状态，故错误； 
、人在双脚离开力板的过程中人对力板的压力为零，人处于完全失重状态，故正确； 
、由图乙所示图象可知，在点人对力板的压力约为，力板对人的支持力约为，人所受合力约为；在点，人对力板的压力约为，力板对人的支持力约为，人受到的合力约为，人在点受到的合力小于在点受到的合力，由牛顿第二定律可知，人在点的加速度大小小于在点的加速度大小，故错误。 
故选：。 
人处于平衡状态时人受到的重力与人对力板的压力大小相等； 
当物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力时处于超重状态； 
当物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力时物体处于失重状态； 
分析清楚图甲所示情景与图乙所示力板所受压力随时间变化关系分析答题。 
此题主要考查了牛顿第二定律的应用，根据题意分析清楚人的运动过程，根据图乙所示图象分析清楚人对力板压力变化过程是解题的前提与关键，应用基础知识即可解题。
 

8.【答案】C;

【解析】解：在传送带的速度由零逐渐增加到的过程中，物块相对于传送带下滑，故物块受到的滑动摩擦力仍然向上，故这段过程中物块继续匀速下滑，在传送带的速度由逐渐增加到过程中，物块相对于传送带上滑，物块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，物块加速下滑，当物块的速度达到时，物块相对传送带静止，随传送带匀速下滑，故C正确，ABD错误。  
故选：。 
当传送带静止时，对物体受力分析，判断出物体重力沿斜面的力等于摩擦力，当传送带运动时，根据受力分析即可判断物体的运动。 
解决本题的关键通过分析所受摩擦力的大小，判断出摩擦力和重力沿斜面的分力相等，然后判断出物体的运动特点。
 

9.【答案】D;

【解析】解：下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态后处于超重状态； 
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，故错误，正确 
故选：。 
 
对于超重还是失重的判断，关键取决于加速度的方向：当物体的加速度向上时，处于超重状态；当加速度方向向下时，处于失重状态．
 

10.【答案】D;

【解析】解：、由图可知，在时段内，该同学向下加速，加速度向下，故处于失重状态，人受到的支持力小于自身的重力，故A错误；  
、人对电梯的压力等于电梯对人的支持力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，故B错误，D正确；  
C、由图可知，在时段电梯向下做减速运动，加速度的方向向上，则人处于超重状态，故C错误。  
故选：。 
由图象的斜率可明确加速度大小以及方向，再根据超重和失重的性质可明确物体的状态；根据作用力与反作用力的关系判断。 
该题考查了图象的性质、超重和失重以及牛顿第三定律，解答该题的关键在于明确图象的性质，能利用图象确定物体的运动状态。
 

11.【答案】C;

【解析】 
此题主要考查了牛顿运动定律的应用，解答该题的关键是理解物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态，物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态。根据大水球的运动情况，判断加速度的方向，即可分析。 
大水球在空中和飞船一起做匀速圆周运动，质量并没有消失，受到的地球引力仍然存在，但全部用来提供向心力，所以大水球处于完全失重状态，故正确，错误。 

 

12.【答案】D;

【解析】 
 
此题主要考查了对超重失重现象的理解和判断。可以根据加速度方向来判断物体处于超重或失重状态。 
 
超重和失重指的是仪器视重大于物体实重，并不是物体重力发生变化，故错误； 
当加速度向上时物体处于超重，向下时处于失重，故错误，正确。 
故选。 
 
 

 

13.【答案】C;

【解析】解：设落地前第一个小石子运动的时间为，则第二个小石子运动的时间为，根据位移时间公式得： 
 
 
 
所以随着时间的增大，两粒石子间的距离将增大，故正确，错误。 
故选：。 
从某高处释放一粒小石子，小石子做自由落体运动，根据位移时间公式即可求解。 
该题主要考查了自由落体运动位移与时间的关系，难度不大，属于基础题。
 

14.【答案】D;

【解析】解：、由图像得，在时间内手机的加速度为正值，方向与正方向相同，竖直向上，则手机处于超重状态，故错误； 
、时间手机向上做加速运动，一直竖直向上运动，则手机在时刻未运动到最高点，故错误； 
、在时刻手机的加速度方向改变，手机向上做减速运动，运动方向未发生变化，故错误； 
、由图像得，后的一点时间内手机的加速度大小等于重力加速度，方向竖直向下，此时手机可能离开手掌，故正确。 
故选：。 
根据图像分析手机加速度的方向，加速度竖直向下时，手机处于失重状态，加速度竖直向上时，手机处于超重状态；根据图像分析手机的运动情况；当手机的加速度为重力加速度时，手机离开手掌。 
此题主要考查图像和超重与失重，解题关键是会根据加速度的变化分析运动情况，理解超重与失重。
 

15.【答案】解：（1）当升降机匀速上升时，a=0 
由牛顿第二定律知，FN-mg=0 
所以FN=mg=600 N 
由牛顿第三定律，人对体重计的压力，即体重计的示数为600N  
（2）当升降机以4m/ 的加速度加速上升时，有：FN-mg=ma 
所以FN=m（g+a）=60×（10+4）N=840 N  
由牛顿第三定律，人对体重计的压力，即体重计的示数为840 N（超重状态） 
（3）当升降机以5m/ 的加速度加速下降时，此时a的方向向下，有：mg-FN=ma  
所以FN=m（g-a）=60×（10-5）N=300N  
由牛顿第三定律，人对体重计的压力，即体重计的示数为300N（失重状态） 
答：（1）升降机匀速上升，体重计的读数是为600N； 
（2）升降机以4m/的加速度匀加速上升，体重计的读数是840N； 
（3）升降机以5m/的加速度匀加速下降，体重计的读数是300N;

【解析】 
体重计的读数等于升降机对人的支持力的大小；  
升降机匀速上升时，人受力平衡，支持力等于重力；  
当升降机以不同的加速度运动时，可根据牛顿第二定律求解。 
该题是牛顿第二定律的直接应用，难度不大，属于基础题。