志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 6 超重和失重 课后·训练提升 合格考基础巩固 一、选择题（第1~4题为单选题，第5~7题为多选题） 1.下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( A用天平测量物体的质量 B.用弹簧测力计测物体的重力 C用温度计测舱内的温度 D.用水银气压计测舱内气体的压强 答案c 解析绕地球飞行的太空实验舱处于完全失重状态，处于其中的物体也处于完全失重状态，物体对水平 支持物没有压力，对悬挂物没有拉力。用天平测量物体质量时，利用的是物体和砝码对盘的压力产生 的力矩，压力为0时，力矩也为0，因此在太空实验舱内不能完成。同理，水银气压计也不能测出舱内气 体压强。物体处于完全失重状态时，对悬挂物没有拉力，因此弹簧测力计不能测出物体的重力。温度 计是利用了热胀冷缩的性质，因此可以测出舱内温度。选项C正确。 2.某同学找了一个用过的空易拉罐，在靠近底部的侧面打了一个小孔。用手指按住小孔的同时往罐 里装满水，然后将易拉罐向上抛出，运动过程中罐底始终向下，空气阻力不计。以下说法正确的是 () A.在易拉罐上升过程中，小孔中有水射出，水射出比罐静止时慢 B.在易拉罐下降过程中，小孔中有水射出，水射出比罐静止时快 C在易拉罐上升、下降过程中，小孔中射出水的快慢都和罐静止时相同 D.在易拉罐上升、下降过程中，水都不会从小孔中射出 答案D 解析易拉罐在上升和下降过程中均处于完全失重状态，水对易拉罐没有力的作用，不会流出。 3.运动员原地纵跳可分为快速下蹲和蹬伸向上两个过程，若运动员的重力为G,对地面的压力为F,下 列叙述正确的是() 1
1 6 超重和失重 课后· 合格考基础巩固 一、选择题(第 1~4 题为单选题,第 5~7 题为多选题) 1.下列四个实验中,能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( ) A.用天平测量物体的质量 B.用弹簧测力计测物体的重力 C.用温度计测舱内的温度 D.用水银气压计测舱内气体的压强 答案:C 解析:绕地球飞行的太空实验舱处于完全失重状态,处于其中的物体也处于完全失重状态,物体对水平 支持物没有压力,对悬挂物没有拉力。用天平测量物体质量时,利用的是物体和砝码对盘的压力产生 的力矩,压力为 0 时,力矩也为 0,因此在太空实验舱内不能完成。同理,水银气压计也不能测出舱内气 体压强。物体处于完全失重状态时,对悬挂物没有拉力,因此弹簧测力计不能测出物体的重力。温度 计是利用了热胀冷缩的性质,因此可以测出舱内温度。选项 C 正确。 2.某同学找了一个用过的空易拉罐,在靠近底部的侧面打了一个小孔。用手指按住小孔的同时往罐 里装满水,然后将易拉罐向上抛出,运动过程中罐底始终向下,空气阻力不计。以下说法正确的是 ( ) A.在易拉罐上升过程中,小孔中有水射出,水射出比罐静止时慢 B.在易拉罐下降过程中,小孔中有水射出,水射出比罐静止时快 C.在易拉罐上升、下降过程中,小孔中射出水的快慢都和罐静止时相同 D.在易拉罐上升、下降过程中,水都不会从小孔中射出 答案:D 解析:易拉罐在上升和下降过程中均处于完全失重状态,水对易拉罐没有力的作用,不会流出。 3.运动员原地纵跳可分为快速下蹲和蹬伸向上两个过程,若运动员的重力为 G,对地面的压力为 F,下 列叙述正确的是( )
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org A.下蹲过程的加速阶段，F<G B.下蹲过程的减速阶段.F<G C蹬伸过程的加速阶段，F<G D.蹬伸过程的减速阶段，F=G 含案A 解析下蹲加速阶段，加速度方向向下，根据牛顿第二定律得，mg-FN=ma,则FN=mg-ma<mg,所以压力 F<G,选项A正确，下蹲过程减速阶段，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得，FN-mg=ma,则 FN=mg+ma>g,所以压力F>G,选项B错误；蹬伸加速阶段，加速度方向向上，根据牛顿第二定律 得，FN-mg=ma,则FN=mg+ma>mg,所以压力F>G,选项C错误；蹬伸减速阶段，加速度方向向下，根据牛 顿第二定律得，mg-FN=ma,则FN=mg-ma<mg,所以压力F<G,选项D错误。 4.利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况。实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落加后 双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了。计算机显示该同学受到地面支持力F、随时间变化 的图像如图所示。根据图像提供的信息，以下判断错误的是() FIN A.在0至2时间内该同学处于失重状态 B.在2至3时间内该同学处于超重状态 C.5时刻该同学的加速度为零 D.在s至4时间内该同学的重心继续下降 答案c 解析由题图可以看出，在0至2时间内该同学受到的地面支持力小于重力，由牛顿第二定律可知该同 学处于失重状态；而在2至3时间内支持力大于重力，该同学处于超重状态，选项A、B正确。3时刻 该同学受到的支持力最大，且F1大于重力，由牛顿第二定律可知0，选项C错误。在至4时间内该 同学受到的支持力逐渐减小，但仍大于重力，故重心继续下降，选项D正确。 5.有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上（如图所示），由升降机送 上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时 刚好停下。下列说法正确的是() 2
2 A.下蹲过程的加速阶段,F<G B.下蹲过程的减速阶段,F<G C.蹬伸过程的加速阶段,F<G D.蹬伸过程的减速阶段,F=G 答案:A 解析:下蹲加速阶段,加速度方向向下,根据牛顿第二定律得,mg-FN=ma,则 FN=mg-ma<mg,所以压力 F<G,选项 A 正确;下蹲过程减速阶段,加速度方向向上,根据牛顿第二定律得,FN-mg=ma,则 FN=mg+ma>mg,所以压力 F>G,选项 B 错误;蹬伸加速阶段,加速度方向向上,根据牛顿第二定律 得,FN-mg=ma,则 FN=mg+ma>mg,所以压力 F>G,选项 C 错误;蹬伸减速阶段,加速度方向向下,根据牛 顿第二定律得,mg-FN=ma,则 FN=mg-ma<mg,所以压力 F<G,选项 D 错误。 4.利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况。实验时让某同学从桌子上跳下,自由下落 h0 后 双脚触地,他顺势弯曲双腿,他的重心又下降了 h。计算机显示该同学受到地面支持力 FN 随时间变化 的图像如图所示。根据图像提供的信息,以下判断错误的是( ) A.在 0 至 t2 时间内该同学处于失重状态 B.在 t2 至 t3 时间内该同学处于超重状态 C.t3 时刻该同学的加速度为零 D.在 t3 至 t4 时间内该同学的重心继续下降 答案:C 解析:由题图可以看出,在 0 至 t2 时间内该同学受到的地面支持力小于重力,由牛顿第二定律可知该同 学处于失重状态;而在 t2 至 t3 时间内支持力大于重力,该同学处于超重状态,选项 A、B 正确。t3 时刻 该同学受到的支持力最大,且 F1 大于重力,由牛顿第二定律可知 a≠0,选项 C 错误。在 t3至 t4 时间内该 同学受到的支持力逐渐减小,但仍大于重力,故重心继续下降,选项 D 正确。 5.有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重,其环形座舱套在竖直柱子上(如图所示),由升降机送 上几十米的高处,然后让座舱自由下落。落到一定位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时 刚好停下。下列说法正确的是( )
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态 C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态 D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态 客案BC 解析在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，处于失重状态，选项A错误，B正确：在减 速下落的过程中人受重力和座位对人向上的支持力，做减速运动，所以加速度向上，人处于超重状态， 选项C正确，D错误。 6.在田径运动会上，小红同学成功地跳过了1.50m的高度，如图所示。若忽略空气阻力，g取10m/s,则 下列说法正确的是() A.小红起跳以后在上升过程中处于超重状态 B.小红下降过程中处于失重状态 C.小红起跳时地面对她的支持力大于她的重力 D.小红起跳以后在下降过程中重力消失了 答案BC 解析当加速度向上时，物体处于超重状态，当加速度向下时，物体处于失重状态。起跳以后，小红向上 做减速运动，加速度向下，处于失重状态，选项A错误。下降过程中，小红做加速运动，加速度向下，处于 失重状态，失重状态是视重小于重力，不是重力消失了，选项B正确，D错误。起跳时由于向上加速，加 速度向上，处于超重状态，所以支持力大于重力，选项C正确。 7.电梯内有一物体，质量为m,用细绳挂在电梯的天花板上，当电梯以3的加速度沿竖直方向运动时，细 绳对物体的拉力是() A名8 88g 心
3 A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态 C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态 D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态 答案:BC 解析:在自由下落的过程中人只受重力作用,做自由落体运动,处于失重状态,选项 A 错误,B 正确;在减 速下落的过程中人受重力和座位对人向上的支持力,做减速运动,所以加速度向上,人处于超重状态, 选项 C 正确,D 错误。 6.在田径运动会上,小红同学成功地跳过了 1.50 m 的高度,如图所示。若忽略空气阻力,g 取 10 m/s2 ,则 下列说法正确的是( ) A.小红起跳以后在上升过程中处于超重状态 B.小红下降过程中处于失重状态 C.小红起跳时地面对她的支持力大于她的重力 D.小红起跳以后在下降过程中重力消失了 答案:BC 解析:当加速度向上时,物体处于超重状态,当加速度向下时,物体处于失重状态。起跳以后,小红向上 做减速运动,加速度向下,处于失重状态,选项 A 错误。下降过程中,小红做加速运动,加速度向下,处于 失重状态,失重状态是视重小于重力,不是重力消失了,选项 B 正确,D 错误。起跳时由于向上加速,加 速度向上,处于超重状态,所以支持力大于重力,选项 C 正确。 7.电梯内有一物体,质量为 m,用细绳挂在电梯的天花板上,当电梯以1 6 g 的加速度沿竖直方向运动时,细 绳对物体的拉力是( ) A. 1 6 mg B. 5 6 mg
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org C.mg D.ng 答案BD 解析根据牛顿第二定律，加速上升或减速下降时F-mg=ma,解得F=mg+ma名mg,加逸下降或减速上 升时mg-F=ma,解得F名g。故选项B、D正确。 二、计算题 8.一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75m的高处，然后让座舱自由落下。落到离地面30m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=5kg的铅球，g 取10m/s。 (1)求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35m的位置时，手对球的支持力是多大？ (3)当座舱落到离地面15m的位置时，球对手的压力是多大？ 答案1)5s (2)0 (3)125N 解析1)由题意可知，座舱先自由下落h1=75m-30m=45m 由h1之9t12得1= ≥3S g 下落45m时的速度v1=gt=30m/s 减速过程中的平均速度元2=之=l5m/5 减速时间h 2=2s,总时间1=1+h=5s。 (2)离地面35m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零。 (3)由v12=2ah2,得减速过程中加速度的大小 a=15m/s(或a--15m/S) t? 根据牛顿第二定律有FN-1g=ma 解得FN=125N 根据牛顿第三定律可知，球对手的压力大小为125N。 等级考拓展提高 选择题（第1~4题为单选题，第5~7题为多选题） 4
4 C.mg D. 7 6 mg 答案:BD 解析:根据牛顿第二定律,加速上升或减速下降时 F-mg=ma,解得 F=mg+ma=7 6 mg;加速下降或减速上 升时 mg-F=ma,解得 F=5 6 mg。故选项 B、D 正确。 二、计算题 8.一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。 (1)求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,手对球的支持力是多大? (3)当座舱落到离地面 15 m 的位置时,球对手的压力是多大? 答案:(1)5 s (2)0 (3)125 N 解析:(1)由题意可知,座舱先自由下落 h1=75 m-30 m=45 m 由 h1= 1 2 𝑔𝑡1 2得 t1=√ 2ℎ1 𝑔 =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 = 𝑣1 2 =15 m/s 减速时间 t2= ℎ2 𝑣2 =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零。 (3)由𝑣1 2=2ah2,得减速过程中加速度的大小 a=15 m/s2 (或 a= 𝑣1 𝑡2 =15 m/s2 ) 根据牛顿第二定律有 FN-mg=ma 解得 FN=125 N 根据牛顿第三定律可知,球对手的压力大小为 125 N。 等级考拓展提高 选择题(第 1~4 题为单选题,第 5~7 题为多选题)
志鸿优化系列丛书 志鸿优化网，永远提供更新的！ 丛书主编任志湖。 http://www.zhyh.org 1.在神舟七号载人飞船顺利进入环绕轨道后，人们注意到这样一个画面：航天员翟志刚放开了手中的 飞行手册，绿色的封面和白色的书页在失重的太空中飘浮起来。假设这时航天员手中有一铅球，下面 说法不正确的是(） A航天员可以毫不费力地拿着铅球 B.快速运动的铅球撞到航天员，航天员可以毫不费力地将其抓住 C快速运动的铅球撞到航天员，航天员仍然能感受到很大的撞击力 D.投出铅球，航天员可以观察到铅球做匀速直线运动 含案B 解析在太空中物体处于完全失重状态，航天员可以毫不费力地拿着铅球，选项A正确；快速运动的铅 球撞到航天员时，铅球的运动状态会改变，这时航天员与铅球之间会产生一个很大的相互作用力，选项 B错误，C正确：铅球被扔出后将做匀速直线运动，选项D正确。 2.如图所示，质量为m1=2kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为m'=5kg的箱子B相连，箱子底 板上放一质量为m=1kg的物体C。不计定滑轮的质量和一切阻力，g取10m/s2,在箱子加速下落的 过程中，下列说法正确的是() A.物体A处于失重状态，加速度大小为10m/s B.物体A处于超重状态，加速度大小为20m/s C.物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5N D.轻绳对定滑轮的作用力大小为80N 含案c 解析以A为研究对象，由牛顿第二定律得FTmg=m1a,以B、C整体为研究对象得(m'+m)g FT'=(m'+)a,又F'=Fm,a'=a,由以上几式得(m'+m)g-mg=(m'+m+m)a,则加速度为a=5m/s2,A处 于超重状态，选项A、B错误；隔离C有m2g-FN=m2a,即FN=5N,C处于失重状态，选项C正确；隔离A 有Fr-mg=m1a,得F=30N,所以轻绳对定滑轮的作用力大小为2Fr=60N,选项D错误。 3.应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如伸平手掌托起物体 由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是() A.手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态 B.手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态 C.在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度 D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度 5
5 1.在神舟七号载人飞船顺利进入环绕轨道后,人们注意到这样一个画面:航天员翟志刚放开了手中的 飞行手册,绿色的封面和白色的书页在失重的太空中飘浮起来。假设这时航天员手中有一铅球,下面 说法不正确的是( ) A.航天员可以毫不费力地拿着铅球 B.快速运动的铅球撞到航天员,航天员可以毫不费力地将其抓住 C.快速运动的铅球撞到航天员,航天员仍然能感受到很大的撞击力 D.投出铅球,航天员可以观察到铅球做匀速直线运动 答案:B 解析:在太空中物体处于完全失重状态,航天员可以毫不费力地拿着铅球,选项 A 正确;快速运动的铅 球撞到航天员时,铅球的运动状态会改变,这时航天员与铅球之间会产生一个很大的相互作用力,选项 B 错误,C 正确;铅球被扔出后将做匀速直线运动,选项 D 正确。 2.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,g 取 10 m/s2 ,在箱子加速下落的 过程中,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 答案:C 解析: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)gFT'=(m'+m2)a',又 FT'=FT,a'=a,由以上几式得(m'+m2)g-m1g=(m'+m1+m2)a,则加速度为 a=5 m/s2 ,A 处 于超重状态,选项 A、B 错误;隔离 C 有 m2g-FN=m2a,即 FN=5 N,C 处于失重状态,选项 C 正确;隔离 A 有 FT-m1g=m1a,得 FT=30 N,所以轻绳对定滑轮的作用力大小为 2FT=60 N,选项 D 错误。 3.应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如伸平手掌托起物体, 由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是( ) A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态 B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态 C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度 D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度