第06講超重和失重（原卷版）

第06講：超重和失重一：知識精講歸納考點一、超重和失重1．視重：體重計的示數(shù)稱為視重，反映了人對體重計的壓力．2．失重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有豎直向下(選填“豎直向上”或“豎直向下”)的加速度．3．超重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有豎直向上(選填“豎直向上”或“豎直向下”)的加速度．4．完全失重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的狀態(tài)．(2)產(chǎn)生條件：a＝g，方向豎直向下．大重難點規(guī)律總結(jié)：1．對視重的理解當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上相對靜止時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力．當物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力并未變化，只是視重變了．2．超重、失重的比較特征狀態(tài)加速度視重(F)與重力的關(guān)系運動情況受力圖平衡a＝0F＝mg靜止或勻速直線運動超重豎直向上或有豎直向上分量由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg向上加速或向下減速失重豎直向下或有豎直向下分量由mg－F＝ma得F＝m(g－a)<mg向下加速或向上減速完全失重a＝gF＝0自由落體運動、拋體運動二：考點題型歸納題型一：超重和失重的概念1．（2023秋·高一）下列關(guān)于超重與失重的判斷，正確的是（）A．物體做變速運動時，必處于超重或失重狀態(tài)B．物體向下運動時，必處于失重狀態(tài)C．做豎直上拋運動的物體，處于超重狀態(tài)D．物體斜向上做勻減速運動，處于失重狀態(tài)2．（2023秋·山東泰安·高一統(tǒng)考期末）下列說法正確的是（

）A．體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)B．游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)C．跳高運動員離開地面在空中上升的過程中處于超重狀態(tài)D．蹦床運動員離開蹦床在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)3．（2023秋·陜西渭南·高一統(tǒng)考期末）隨著生活水平的提高，肥胖問題日漸突出，控制體重逐漸引起人們的重視。如圖所示，小林正站在體重秤上測量他的體重，下列說法中正確的是（

）A．下蹲過程，體重秤示數(shù)一直增大B．下蹲過程，體重秤示數(shù)一直減小C．起身過程，體重秤示數(shù)先增大后減小D．起身過程，體重秤示數(shù)先減小后增大題型二：電梯中的超失重問題分析4．（2023秋·全國·高一期中）在電梯內(nèi)放一體重計，電梯靜止時，小花站在體重計上示數(shù)為50kg，電梯運動過程中，某段時間內(nèi)小花發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖所示，在這段時間內(nèi)下列說法正確的是（

）A．電梯一定豎直向上加速運動 B．電梯一定豎直向下加速運動C．小花所受的重力變小了 D．電梯的加速度大小為，方向豎直向下5．（2023春·山東濰坊·高一山東省高密市第一中學(xué)?？计谀┘铀俣葌鞲衅魇且恍┲悄苌吓鋫涞妮^為實用的軟件，能顯示物體運動過程中的加速度變化情況?，F(xiàn)出于安全角度，需要分析某升降機在實際運行過程中的加速度，將放置于升降機地面上并打開加速度傳感器，使升降機從靜止開始迅速上下運動，得到如圖所示的豎直方向上加速度隨時間變化的圖像，該圖像以豎直向上為正方向。由此可判斷出（）A．在時刻速度為0 B．運行過程中有可能與升降機分離C．在時間內(nèi)，處于超重狀態(tài) D．在時間內(nèi)，升降機受到的壓力先減小再增大6．（2022秋·河北邯鄲·高一?？计谥校┤鐖D所示，彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小鐵球，在電梯運行時，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量大了，這一現(xiàn)象表明（）A．電梯在加速上升B．電梯在加速下降C．人對電梯的壓力大于重力D．人對電梯的壓力小于重力題型三：完全失重問題7．（2023·全國·高一）如圖所示，將物體A放在容器B中，以某一速度把容器B豎直上拋，不計空氣阻力，運動過程中容器B的底面始終保持水平，下列說法正確的是（）A．在上升和下降過程中A對B的壓力大小都一定等于零B．上升過程中A對B的壓力大小大于物體A受到的重力大小C．下降過程中A對B的壓力大小大于物體A受到的重力大小D．在上升和下降過程中A對B的壓力大小都等于物體A受到的重力大小8．（2022秋·高一?？紗卧獪y試）如圖所示，跳高運動員起跳后向上運動，越過橫桿后開始向下運動，則運動員越過橫桿前、后在空中運動的過程中，下列說法正確的是（）A．一直處于超重狀態(tài)B．一直處于失重狀態(tài)C．先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)D．先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)9．（2022秋·安徽蕪湖·高一統(tǒng)考期末）2021年5月15日，我國天問一號著陸器成功著陸火星表面，其運動過程可以簡化為：脫離環(huán)繞器后分別經(jīng)歷氣動減速、降落傘減速和動力減速三個階段，接著在距離火星表面約100米處懸停，經(jīng)過對著陸點的探測，最后勻速平穩(wěn)著陸。若著陸全程可視為豎直方向的運動，則下列說法正確的是（）A．隨環(huán)繞器繞火星運行階段，著陸器處于超重狀態(tài)B．減速下降階段，著陸器處于完全失重狀態(tài)C．懸停階段，著陸器不受力D．勻速下降階段，著陸器處于平衡狀態(tài)題型四：與Ft圖像問題10．（2023·全國·高一專題練習(xí)）小紅和小明用體重計研究人在觀光升降電梯中的超重和失重現(xiàn)象。在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計，電梯靜止時小紅站在體重計上。在升降電梯運動過程中，小明觀察到體重計的示數(shù)隨時間變化的圖像如圖所示。已知升降電梯從時經(jīng)歷了三個階段：由靜止開始勻加速運動、勻速運動和勻減速運動，在時停止，。下列說法正確的是（）A．小紅在內(nèi)重力增加了，小紅處于超重狀態(tài)B．升降電梯在小明觀察的這段時間內(nèi)向下運動C．小紅在內(nèi)勻速運動的速度為D．小紅在內(nèi)位移為22m11．（2023·全國·高一專題練習(xí)）圖甲是萊蕪一中尚清華同學(xué)站在接有力傳感器的板上做下蹲、起跳動作的示意圖，圖中的O點表示他的重心。圖乙是傳感器所受壓力隨時間變化的圖像，圖像上a、b兩點的縱坐標分別為900N和300N，重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力。根據(jù)圖像分析可知（）A．尚清華的重力可由b點讀出，為300NB．尚清華在b到c的過程中先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)C．尚清華在雙腳與板不接觸的過程中處于完全失重狀態(tài)D．尚清華在b點對應(yīng)時刻的加速度大于在c點對應(yīng)時刻的加速度12．（2021秋·高一課時練習(xí)）如圖甲所示，在升降機的頂部裝了一個能夠顯示拉力大小的傳感器，傳感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一個質(zhì)量為m的小球，若升降機在勻速運行過程中突然停止，并以此時為零時刻，在后面一段時間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力F隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，g為重力加速度，則（）A．升降機停止前在向下運動B．0~t1時間內(nèi)小球處于失重狀態(tài)，速率不斷增大C．t2~t3時間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)，速率不斷減小D．t3~t4時間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)，速率不斷減小題型五：超重失重問題分析物體運動狀態(tài)13．（2023秋·安徽滁州·高一校聯(lián)考期末）如圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲——起立的動作時傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖線，縱坐標為壓力，橫坐標為時間。由圖線可知，該同學(xué)的體重約為，除此以外，還可以得到以下信息（）A．時人處在下蹲的最低點 B．時人處于起立靜止狀態(tài)C．下蹲過程中人處于先失重后超重的狀態(tài) D．該同學(xué)做了2次下蹲—起立的動作14．（2023春·云南紅河·高一校考期中）某人站在壓力傳感器上，做“下蹲起立”的動作時，計算機記錄壓力隨時間變化的圖像如圖所示。已知該人質(zhì)量為，重力加速度g取，則由圖線可知該人（）A．下蹲過程中一直處于失重狀態(tài)B．起立過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)C．內(nèi)完成了兩次“下蹲—起立”的動作D．內(nèi)加速度的最大值約為15．（2023秋·河北石家莊·高一河北靈壽中學(xué)校考期末）如圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲～起立的動作時傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖線，縱坐標為壓力，橫坐標為時間，g取10m/s2.，下列說法正確的是（）A．從a到b過程，人的加速度方向向上B．從a到b過程，人的重力先減小后增大C．下蹲過程中人先失重后超重D．6s內(nèi)該同學(xué)做了2次下蹲～起立的動作題型六：超重、失重的有關(guān)計算16．（2022秋·湖南株洲·高一株洲二中?？计谀┤鐖D所示，質(zhì)量的人站在升降機中的體重計上。重力加速度g取，當升降機做下列各種運動時，求體重計的示數(shù)。（1）勻速上升；（2）以的加速度加速上升；（3）以的加速度加速下降。17．（2018秋·浙江溫州·高一?？计谀┮毁|(zhì)量為m=40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計上。電梯從t=0時刻由靜止開始上升，在0s到6s內(nèi)體重計示數(shù)F的變化如圖所示。試問：(1)在0到2s內(nèi)電梯上升的加速度大??？(2)在0到6s內(nèi)電梯上升的高度是多少？（取重力加速度g=10m/s2）18．（2023·全國·高一課堂例題）在某游樂場有一巨型娛樂器械，將座艙用升降機送到離地面75m的高處，然后讓其自由落下，座艙落到離地面25m高時，制動系統(tǒng)開始啟動，座艙做勻減速運動，到達地面時剛好停止。若座艙中某人用手托料重50N的鉛球，取g=10m/s2，不計空氣阻力。求：（1）座艙離地面35m時，手對球的支持力；（2）從開始下落到著地經(jīng)歷的總時間；（3）座艙離地面15m時，球?qū)κ值膲毫?。三：課堂過關(guān)精練一、單選題19．（2023秋·廣東深圳·高一統(tǒng)考期末）如圖，用手托住幾本教材，下列哪種情況下教材對手的作用力比教材的重力大（）A．使書本勻速向上運動 B．使書本勻速向下運動C．使書本勻減速向下運動 D．使書本勻減速向上運動20．（2023秋·江蘇連云港·高一統(tǒng)考期末）如圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲一起立的動作時，傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖像，縱坐標為壓力F，橫坐標為時間t。由圖像可知（）A．t1~t2時間內(nèi)人處于起立過程 B．t3出時刻人處于超重狀態(tài)C．人的重力大小為F2 D．t1時刻人處在下蹲的最低點21．（2023春·河南濮陽·高一濮陽一高?？计谥校┠橙苏驹趬毫鞲衅魃献觥跋露滓黄鹆ⅰ钡膭幼鲿r，記錄的壓力隨時間變化的圖線如圖所示，縱坐標為力（單位為N），橫坐標為時間（單位為s），由圖線可知，該人的體重約為650N。除此之外，還可以得到的信息是（）A．該人做了一次“下蹲一起立”的動作B．下蹲過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)C．5s末人正在向下勻速運動D．下蹲過程中人的最大加速度約為5m/s222．（2023秋·河北唐山·高一開灤第二中學(xué)校考期末）如圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲和起立動作時傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖線，縱坐標為壓力，橫坐標為時間，g取10m/s2.，下列說法正確的是（）A．從a到c過程，人的加速度方向先向下后向上B．從d到e過程，人的重力先增大后減小C．a(chǎn)b為下蹲過程，bc為起立過程D．6s內(nèi)該同學(xué)做了2次下蹲～起立的動作23．（2023春·山西朔州·高一懷仁市第一中學(xué)校校聯(lián)考期中）搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心按照預(yù)定時間精準點火發(fā)射，載人飛船在發(fā)射升空、在軌運行、返回著陸的過程中，飛船中的宇航員會經(jīng)歷一系列超重和失重的過程，下列說法正確的是（

）A．飛船加速升空時，宇航員處于失重狀態(tài)B．飛船在重力作用下加速返回地球時，宇航員處于超重狀態(tài)C．飛船打開減速傘減速下降時，宇航員處于失重狀態(tài)D．飛船在軌道上繞地球做勻速圓周運動時，宇航員處于失重狀態(tài)24．（2023春·云南昆明·高一統(tǒng)考期末）人站在力傳感器上完成下蹲、起立動作。計算機采集到力傳感器的示數(shù)隨時間變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．到過程中人處于超重狀態(tài)B．到d過程中人處于超重狀態(tài)C．到d為“下蹲—起立”過程D．到d為“起立—下蹲”過程25．（2023·全國·高一隨堂練習(xí)）將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱子中，如圖所示，在箱子的上頂板和下底板裝有壓力傳感器，箱子可以沿豎直軌道運動。當箱子以加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的壓力傳感器顯示的壓力N=7.2N，下底板的壓力傳感器顯示的壓力F=12.0N。（g取10m/s2）（1）金屬塊的質(zhì)量m為多少?（2）若上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下底板的壓力傳感器示數(shù)的一半，試判斷箱子的運動情況。（3）要使上頂板的壓力傳感器的示數(shù)為零，箱子沿豎直方向運動的情況可能是怎樣的?26．（2023秋·全國·高一專題練習(xí)）一木箱靜止在地面上，木箱連同固定在箱子上的桿總質(zhì)量為M，有一質(zhì)量為m的環(huán)套在桿上，給環(huán)一初速度，使其沿桿向上減速運動，試求環(huán)向上運動的加速度多大時，才使箱子對地面的壓力為零？四：高分突破精練一、單選題27．（2023·全國·高一）一位蹦床運動員僅在豎直方向上運動，蹦床對運動員的彈力F隨時間t的變化規(guī)律通過傳感器用計算機繪制出來如圖所示。設(shè)運動過程中不計空氣阻力，g取。則下列說法中正確的是（

）A．蹦床運動員在時離開蹦床 B．運動員在空中運動的時間為C．時運動員處于超重狀態(tài) D．時運動員處于完全失重狀態(tài)28．（2023·全國·高一專題練習(xí)）下列關(guān)于超重和失重的說法正確的是（）A．游泳高手可以靜躺在水面上，那時的人處于完全失重狀態(tài)B．跳水運動員在入水前處于失重狀態(tài)，入水后短時間內(nèi)處于超重狀態(tài)C．飛船利用火箭發(fā)射后，上升過程中處于超重狀態(tài)，返回地面過程中處于失重狀態(tài)D．給物塊一個初速度沿斜面上滑，上滑的過程中物塊處于超重狀態(tài)，到最高點后下滑，下滑的過程中物塊處于失重狀態(tài)29．（2022秋·江蘇南京·高一江蘇省溧水高級中學(xué)?？茧A段練習(xí)）近幾年，極限運動越來越受到年輕人的喜歡，其中“反向蹦極”是一項比蹦極更刺激的運動。如圖所示，彈性輕繩的上端固定在O點，并與力傳感器相連，拉長后將下端固定在體驗者的身上，并與固定在地面上的扣環(huán)相連。穩(wěn)定時力傳感器示數(shù)為2100N，打開扣環(huán)，從A點由靜止釋放，體驗者（連同裝備）像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，經(jīng)B點上升到最高位置C點，在B點時速度最大。人與裝備的總質(zhì)量為70kg（可視為質(zhì)點），不計空氣阻力，則下列說法不正確的是（）A．在C點，人處于失重狀態(tài)B．在B點，人所受合力為零C．打開扣環(huán)瞬間，人的加速度大小為10m/s2D．從A點到B點上升過程中，人的加速度不斷減小30．（2023春·浙江杭州·高一校聯(lián)考期中）人站在力傳感器上完成下蹲和站起動作，傳感器記錄的力隨時間變化圖像（圖）如圖所示，則（

）A．下蹲過程中最大加速度為6m/s2 B．人在下蹲過程中，力的示數(shù)先變大，后變小C．人在站起過程中，先失重后超重 D．人在8s內(nèi)完成了兩次下蹲和兩次站起動作31．（2022秋·河南安陽·高一統(tǒng)考期末）體驗式學(xué)習(xí)是一種很有效的學(xué)習(xí)方式。如圖所示，課堂上老師借助體重計讓學(xué)生體驗“超失重現(xiàn)象”，體驗過程中，學(xué)生立于體重計上完成一次下蹲起立，則下列判斷中正確的是（）A．學(xué)生下蹲的過程中，體重計的示數(shù)減小，小于其體重B．學(xué)生起立的過程中，體重計的示數(shù)增大，大于其體重C．學(xué)生下蹲的過程中，體重計的示數(shù)先減小后不變D．學(xué)生起立的過程中，體重計的示數(shù)先大于其體重后小于其體重32．（2023秋·浙江寧波·高一寧波市北侖中學(xué)?？奸_學(xué)考試）圖甲是我國運動員在倫敦奧運會上蹦床比賽的一個情景。設(shè)這位蹦床運動員僅在豎直方向上運動，運動員的腳在接觸蹦床過程中，蹦床對運動員的彈力F隨時間t的變化規(guī)律，如圖乙所示。g取10m/s2，不計空氣阻力，根據(jù)F—t圖像可知，以下說法錯誤的是（

）B．運動員在11s~12s內(nèi)先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)二、多選題33．（2023秋·云南昆明·高一統(tǒng)考期末）在家上網(wǎng)課期間，張明同學(xué)利用力傳感器探究下蹲過程中的超重失重現(xiàn)象。他站在壓力傳感器上，做下蹲動作的過程中傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖線如圖所示，已知該同學(xué)的體重為500N，由圖線還可以得到的信息是（）A．在0到時間內(nèi)他處于靜止狀態(tài)B．時刻他所受的重力最小C．時刻他對傳感器的壓力最大D．在到時間內(nèi)他處于失重狀態(tài)，在到時間內(nèi)他處于超重狀態(tài)34．（2023秋·云南保山·高一統(tǒng)考期末）圖甲是某人站在接有傳感器的地板上做下蹲、起跳和回落動作的示意圖，圖中的小黑點表示人的重心，圖乙是地板所受壓力隨時間變化的圖像，取重力加速度。根據(jù)圖像分析可知（）A．到的過程中，人先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài)B．人的重力可由點讀出，約為C．點是人在雙腳離開地板的過程中上升最高的點D．人上升的最大高度約為35．（2022秋·河南省直轄縣級單位·高一濟源高中校考期末）圖甲是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動作的示意圖，傳感器表面水平，F(xiàn)表示人對傳感器的壓力，中間的“●”表示人的重心，圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫出的圖像，兩圖中各點均對應(yīng)，其中有幾個點在圖甲中沒有畫出。取，根據(jù)圖像分析可知（

）A．a(chǎn)到b的過程為下蹲過程，b點為重心最低點位置B．c點位置時，人下蹲的速度達到最大C．e點位置人處于失重狀態(tài)D．e點的加速度大小等于g點的加速度大小36．（2023春·廣東廣州·高一統(tǒng)考開學(xué)考試）如圖所示是我國長征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景。宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程均要經(jīng)受超重與失重的考驗，下列說法正確的是（）A．火箭加速上升時，宇航員處于失重狀態(tài)B．飛船加速下落時，宇航員處于失重狀態(tài)C．火箭加速上升時，宇航員對座椅的壓力小于其所受支持力D．飛船落地前減速，宇航員對座椅的壓力大于其重力37．（2023秋·河南鄭州·高一統(tǒng)考期末）很多智能都有加速度傳感器，能通過圖像顯示加速度情況。用手掌托著智能，打開加速度傳感器，把向上拋出，然后又在拋出點接住，得到如圖所示的加速度隨時間變化的圖像，圖中，取重力加速度，由此可判斷出（）A．時刻處于失重狀態(tài)B．時刻的速度最大C．時刻離開手掌38．（2023秋·青海西寧·高一統(tǒng)考期末）如圖所示是我國長征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景．宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗，下列說法正確的是（）A．火箭加速上升時，宇航員處于失重狀態(tài)B．飛船加速下落時，宇航員處于超重狀態(tài)C．飛船落地前減速下落時，宇航員對座椅的壓力大于其重力D．火箭加速上升時的加速度逐漸減小時，宇航員對座椅的壓力大于其重力39．（2023秋·湖南衡陽·高一統(tǒng)考期末）2022年長江流域夏秋連旱，各地森林火災(zāi)時有發(fā)生，某地消防使用無人機參與滅火作業(yè)，如圖所示，無人機帶著消防水箱豎直升空，先從靜止開始向上做勻加速，再繼續(xù)勻速，最后勻減速運動至懸停，若水箱受到的空氣阻力忽略不計，則（

）A．勻加速過程，水箱處于超重狀態(tài)B．勻減速過程，水箱處于超重狀態(tài)C．勻速過程，拉力大小大于水箱及水的重力大小D．在勻加速和勻減速過程水箱的平均速度相同40．（2023秋·湖南張家界·高一統(tǒng)考期末）跳臺跳水可簡化為如下的運動過程，運動員從跳臺上斜向上跳起，一段時間后落入水中，如圖所示，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．運動員在空中上升過程中處于超重狀態(tài)B．運動員在空中運動到最高點時加速度為gC．運動員在空中上升過程中處于失重狀態(tài)D．入水過程中，水對運動員的作用力大于運動員對水的作用力三、解答題41．（2023·全國·高一課堂例題）如圖所示為一種巨型娛樂器械，可以使人體驗超重和失重狀態(tài)。一個可乘坐二十多人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下。落到一定位