5.5超重与失重（同步练习）
一、单选题
1．电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯加速上升的时段是( )
A.从20.0 s到30.0 s B.从30.0 s到40.0 s
C.从40.0 s到50.0 s D.从50.0 s到60.0 s
2．下列关于超重与失重的判断正确的是( )
A.物体做变速运动时，必处于超重或失重状态
B.物体向下运动时，必处于失重状态
C.做竖直上抛运动的物体，处于失重状态
D.物体向上做匀加速直线运动，处于失重状态
3．如图所示，小球密度小于烧杯中水的密度，球固定在弹簧上，弹簧下端固定在杯底。当装置静止时，弹簧伸长，当整个装置在自由下落的过程中弹簧的伸长将( )
A.仍为 B.大于 C.小于 D.等于零
4．如图所示，杭州亚运会上利用机器狗来驮运铁饼，机器狗水平背部有个凹槽，铁饼放入凹槽后就可以被机器狗平稳移送到相应地方，下列说法正确的是
A.机器狗对铁饼的弹力是由铁饼的形变产生的
B.水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力大于机器狗对它的支持力
C.水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力大于铁饼重力
D.机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于超重状态
5．一质量为40 kg的同学站在电梯内，若电梯以的加速度匀加速上升，设竖直向上为正方向，则该同学对电梯的压力为( )
A.-410 N B.-390 N C.410 N D.390 N
6．如图所示，在玻璃的蒸发皿中，较小的水银滴接近球形，较大的水银呈扁平形。那么在处于完全失重的宇宙飞船中，一大滴水银呈现的形状可能是( )
A. B. C. D.
7．如图所示，某同学站在体重计上由静止开始下蹲，发现体重计的示数发生了变化。结合所学的知识，对该过程中示数变化的描述正确的是( )
A.先变小后不变再变大 B.先变大后不变再变小
C.先变小后变大再变小 D.先变大后变小再变大
8．如图甲，一个同学站在地秤上做了一次起立和下蹲，地秤上的力传感器采集的图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.该同学的质量约为600kg
B.图示段为下蹲过程
C.过程中B时刻，速度最大
D.过程中B时刻，加速度最大
二、多选题
9．如图所示，升降机里的物体被轻弹簧悬挂，整个系统刚开始做匀速运动，某时刻升降机的运动状态变化导致弹簧突然缩短了，则此时升降机的运动状态可能为( )
A.加速上升 B.减速下降 C.加速下降 D.减速上升
10．关于电梯地板上的物体，其受力分析正确的是( )
A.电梯加速向上运动时，物体所受支持力大于重力
B.电梯减速向上运动时，物体所受支持力大于重力
C.电梯加速向下运动时，物体所受支持力小于重力
D.电梯减速向下运动时，物体所受支持力小于重力
11．如图所示，人站在力传感器上完成“下蹲”、“站起”动作，下图是计算机显示的力传感器的示数随时间变化的情况。下列说法正确的是( )
A.此人的重力为500N
B.“下蹲”过程中，人先超重后失重
C.“站起”过程中，人先超重后失重
D.此人完成了两次“下蹲”、“站起”动作
三、填空题
12．完全失重。
（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）______的状态。
（2）产生条件：，方向______。
13．一位质量为的同学从8楼乘电梯下降到1楼，在此过程中利用手机内置的加速度传感器测得电梯运行的加速度a随时间t的变化关系如图所示(重力加速度g取)。
当时，，该同学处于状态_____（填“超重”或“失重”），此时他对电梯地板的压力大小_____N。若每层楼高3米，则整个过程中电梯运行的平均速度为_____。(计算结果保留两位有效数字)。
14．小丽在地面上加速下蹲的过程中，小丽对地面的压力为，地面对小丽的支持力为，小丽受到的重力为G，则_______，_________G。（均填“>”“<”或“=”）
四、计算题
15．当在盛水的塑料瓶壁上扎一个小孔时，水会从小孔喷出，但释放水瓶，让水瓶自由下落，水却不会从小孔流出。这是为什么？
16．什么情况下会产生超重、失重、完全失重现象？这些情况下物体的质量改变了吗？物体所受的重力改变了吗？
参考答案
1．答案：A
解析：电梯上升
2．答案：C
解析：判断一个物体处于超重状态还是失重状态，不是看物体的运动方向或运动状态，而是看物体运动的加速度方向。物体有竖直向上的加速度时，处于超重状态，有竖直向下的加速度时，处于失重状态。
A.物体做变速运动时,无法判断加速度的方向，故无法判断物体是超重还是失重，故A错误；
B.物体向下运动，也无法判断加速度的方向，故无法判断物体是超重还是失重，故B错误；
C.竖直上抛的物体，加速度向下，处于失重状态，故C正确；
D.物体向上做匀加速直线运动，有向上的加速度，处于超重状态，故D错误。
3．答案：D
解析：小球静止时受重力、浮力和弹簧的拉力处于平衡，当自由下落时，处于完全失重状态，系统的加速度为g，则最终弹簧的拉力为零，形变量为零；
故选D。
4．答案：C
解析：A.机器狗对铁饼的弹力是由施力物体凹槽的形变产生的，故A错误;
B.水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力等于机器狗对它的支持力，故B错误;
C.水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力方向为斜向上，该作用力在竖直方向的分力等于铁饼的重力，水平方向的分力为ma，故机器狗对铁饼的作用力为，故C正确;
D.机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于失重状态，故D错误。
故选C。
5．答案：C
解析：电梯以的加速度匀加速上升，由牛顿第二定律得，解得，由牛顿第三定律得该同学对电梯的压力为410N，故C正确，ABD错误。
6．答案：D
解析：处于失重状态的宇宙飞船中，重力的作用减弱，液体表面张力的作用会增强，在表面张力作用下，液体表面积减小，在相同的体积下，球的表面积最小，所以在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球形。
故选D。
7．答案：C
解析：某同学站在体重计上由静止开始下蹲，人先是加速下降，有向下的加速度，此时人处于失重状态，人对体重计的压力减小，然后是减速下降，有向上的加速度，此时人处于超重状态，人对体重计的压力增加，最后静止等于他的重力。所以体重计的示数先变小后变大再变小。
故选C。
8．答案：C
9．答案：CD
解析：弹簧缩短，弹力方向向下，重力方向向下，加速度方向向下，则物体可能加速下降，也可能减速上升。
故选CD。
10．答案：AC
解析：若物体加速向上运动，加速度向上；则由牛顿第二定律可知：；故；支持力大于重力，故A正确；若减速向上运动，则加速度向下，则由牛顿第二定律可知：；故；支持力小于重力，故B错误；电梯加速向下时，加速度向下，则由牛顿第二定律可知：；故；支持力小于重力，故C正确；电梯减速向下运动时，加速度向上，则由牛顿第二定律可知：；故；支持力大于重力，故D错误.所以AC正确，BD错误.
11．答案：AC
解析：A.由图可知，当人静止时，力传感器的示数为500N，即人的重力为500N，故A正确；
BCD.下蹲的过程中，先向下加速运动，再向下减速到停止，加速度先向下再向上，人先失重后超重；起立的过程中，先向上加速度运动，再向上减速到停止，加速度先向上再向下，人先超重后失重，所以此人完成了一组“下蹲—起立”动作，故C正确，BD错误。
故选AC。
12．答案：（1）等于零（2）竖直向下
13．答案：超重；520；1.9
解析：当时，该同学向下减速运动，加速度竖直向上处于超重状态。时，根据牛顿第二定律，得
根据牛顿第三定律可得对电梯底的压力大小约。
14．答案：=；<
解析：小丽对地面的压力与地面对小丽的支持力是一对相互作用力，大小相等，则有；小丽在地面上加速下蹲的过程中，加速度方向向下，合力方向向下，则有。
15．解：因为当水瓶自由下落时，瓶和水均处于完全失重状态，瓶中各处的水（包括小孔处的水）对瓶壁没有力的作用，故水不能从小孔中流出。
16．解：当物体有向上的加速度时，会出现超重现象；
当物体有向下的加速度时，会出现失重现象；
当物体向下的加速度等于重力加速度时，会出现完全失重现象。
质量是物体的固有属性，物体是否处于超重、失重、完全失重状态时，不影响物体的质量。
物体所受重力等于质量与重力加速度之积，这些情况下质量和重力加速度都没有改变，则重力也没有改变。
