高一物理超重与失重练习题
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6.4《超重与失重》每课一练02
1.2018年奥运会在北京举行,由此推动了全民健身运动的蓬勃发展.体重为m=50
kg的小芳在本届校运会上,最后一次以背越式成功地跳过了1.80 m的高度,成为高三组跳高冠军.若忽略空气阻力,g取10 m/s2.则下列说法正确的是（ ）
A.小芳在下降过程中处于失重状态
B.小芳起跳以后在上升过程中处于超重状态
C.小芳起跳时地面对她的支持力小于她的重力
D.小芳起跳时地面对她的支持力等于她的重力
【解析】选A.小芳上升和下降过程中只受重力,加速度方向向下,a=g处于完全失重状态,A正确,B错误;起跳时有向上的加速度,N-mg=ma,故N=mg+ma＞mg,即支持力大于重力,C、D错误.
2.某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然发现绳子断了，由此判断此时电梯的情况是（ ）
A.电梯一定是加速上升 B.电梯可能是减速上升
C.电梯可能匀速向上运动 D.电梯的加速度方向一定向上
【解析】选D.由于绳子突然断了，说明绳子拉力一定变大了，由此可知，电梯一定有一方向向上的加速度，但电梯并不一定向上运动，故A错误；电梯减速上升加速度向下，B错误；电梯匀速上升，绳子不可能断，C错误，D正确.
3.下列说法中正确的是（ ）
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
【解析】选B.当加速度竖直向下时,物体处于失重状态;当加速度竖直向上时,物体处于超重状态;当竖直方向加速度为零时,物体既不处于超重状态,也不处于失重状态.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时加速度为零,处于平衡状态,A选项不正确;蹦床运动员在空中上升和下落过程中加速度均竖直向下,都处于失重状态,B选项正确;举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内加速度为零,处于平衡状态,C选项不正确;游泳运动员仰卧在水面静止不动时加速度为零,处于平衡状
态,D选项不正确.
4.一物体挂在弹簧测力计下端，弹簧测力计上端固定在电梯的天花板上，在下列哪种情况下弹簧测力计的读数最小（ ）
A.电梯匀加速上升，且a=g/3
B.电梯匀减速上升，且a=g/2
C.电梯匀加速下降，且a=g/3
D.电梯匀减速下降，且a=g/2
【解析】选B.A、D选项中物体的加速度方向向上，为超重状态，弹簧测力计的拉力F＞mg,B、C选项中物体处于失重状态，拉力F＜mg，由牛顿第二定律有mg-F=ma,即F=m(g-a)，可见a越大，F越小，B选项中弹簧测力计的读数最小，B正确.
5.如图所示，滑轮质量不计，如果m1=m2+m3,这时弹簧测力计的读数为T，若把m2从右边移到左边的m1上，弹簧测力计读数T将（ ）
A.增大 B.减小
C.不变 D.无法判断
【解析】选B.当m2移到m1上时，会使m1、m2加速下降，m1、m2处于失重状态，m3加速上升，处于超重状态，但m1+m2>m3,而加速度大小相同，可认为失重多于超重，故弹簧测力计的拉力减小，B正确.
6.飞船在竖直向上发射升空阶段、进入轨道绕地球做匀速圆周运动阶段和返回地球竖直向下减速下降阶段，翟志刚分别处于什么状态（ ）
A.超重、完全失重、失重 B.超重、完全失重、超重
C.超重、失重、完全失重 D.失重、完全失重、超重
【解析】选B.物体具有向上的加速度是处于超重状态，反之处于失重状态，在太空中做匀速圆周运动处于完全失重状态，故B正确.
7.将金属块m,用轻质弹簧卡压在一矩形箱中（如图6-4-6所示），在箱的上底板和下底板有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0 m/s2 的加速度竖直向上做匀减速运动时，上、下底板压力传感器分别显示6.0 N和10.0 N（取g=10 m/s2）.
(1)若上底板压力传感器示数为下底板压力传感器的一半，试判断箱的运动情况.
(2)要使上底板压力传感器示数为零，箱沿竖直方向的运动情况可能是怎样的？
【解析】当上底板压力传感器示数为6 N，下底板压力传感器示数为10.0 N时,
对物体有：mg+F上-F弹=ma,
F弹=F下代入数据得：m=0.50 kg
（1）弹簧弹力不变mg+F弹/2-F弹=ma1,得a1=0 箱静止或做匀速运动；
（2）上底板压力为零，取向上为正，则F弹-mg=ma2;
代入数据得：a2=10 m/s2,
要使上底板示数为零，则箱向上的加速度大于或等于
10 m/s2均可.此时箱向上加速运动或向下减速运动，并且加速度a≥10 m/s2.
答案：（1）静止或匀速运动（2）向上加速或向下减速，加速度a≥10 m/s2
8.质量为50 kg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？（g取10 m/s2）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以3 m/s2的加速度减速上升;
（3）升降机以4 m/s2的加速度减速下降.
【解析】本题考查在竖直方向上做变速运动的物体的超重与失重问题.人站在升降机中的体重计上的受力如图
（1）当升降机匀速上升时，由牛顿第二定律得：
F合=N-mg=0,所以人受到的支持力：
N=mg=50×10 N=500 N.根据牛顿第三定律可得，人对体重计的压力，即体重计的示数为500 N.
（2）当升降机以3 m/s2的加速度减速上升时，加速度的方向向下，根据牛顿第二定律得：mg-N1=ma1,所以N1=mg-ma1=350 N,此时人处于失重状态，体重计的示数为350 N.
（3）当升降机以4 m/s2的加速度减速下降时，加速度的方向向上，根据牛顿第二定律得：N2-mg=ma2,所以N2=700 N，
此时人处于超重状态，体重计示数为700 N.
答案：（1）500 N （2）350 N （3）700 N
