人教版高中物理精講精練-必修1第06講：超重和失重（解析版）

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)【答案】D【詳解】AB．判斷物體是否處于超重或失重狀態(tài)，就是看物體有沒有豎直方向上的加速度。若物體的加速度向下，則處于失重狀態(tài)。若物體的加速度向上，則處于超重狀態(tài)。A、B兩項均未指明加速度方向，無法判定是否發(fā)生超重和失重現(xiàn)象。故AB錯誤；C．做豎直上拋運動的物體，只受重力，加速度為g，豎直向下，處于完全失重狀態(tài)，C錯誤；D．物體斜向上做勻減速運動，加速度斜向下，有豎直向下的分量，故處于失重狀態(tài)。D正確。故選D。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)【答案】D【詳解】所謂超重是指“示重”大于物體的實際重力，對地面上的物體而言，其加速度的方向是向上的；而失重是指“示重”小于物體的實際重力，對地面上的物體而言，其加速度的方向是向下的。AB．物體都處于靜止狀態(tài)，故均不是超重和失重狀態(tài)，AB錯誤；C．運動員離開蹦床在空中上升的過程中加速度向下，處于失重狀態(tài)，C錯誤；D．蹦床運動員離開蹦床在空中上升和下落過程中，其加速度的方向都是向下的，故都處于失重狀態(tài)，D正確。故選D。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【答案】C【詳解】設(shè)小林重力為。AB．下蹲過程中，人先向下做加速運動，后向下做減速運動，所以先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，體重計的示數(shù)先小于后大于；體重秤示數(shù)先減小后增大。AB錯誤；CD．起身過程，先向上做加速運動，后向上做減速運動，最后回到靜止狀態(tài)，人先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)，體重計的示數(shù)先大于后小于；體重秤示數(shù)先增大后減小。C正確，D錯誤。故選C。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【答案】D【詳解】電梯靜止時，體重計示數(shù)為50kg，說明小強同學的質(zhì)量為50kg，某段時間內(nèi)小花發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)為40kg，根據(jù)牛頓第二定律可得解得方向豎直向下；這段時間電梯可能豎直向上減速或豎直向下加速，小花處于失重狀態(tài)，但重力保持不變。故選D。5．（2023春·山東濰坊·高一山東省高密市第一中學?？计谀┘铀俣葌鞲衅魇且恍┲悄苁謾C上配備的較為實用的軟件，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，將手機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．手機在時刻速度為0B．運行過程中手機有可能與升降機分離C．手機在時間內(nèi)，處于超重狀態(tài)D．在時間內(nèi)，升降機受到手機的壓力先減小再增大【答案】B【詳解】A．根據(jù)題意，由圖可知，之前加速度一直向上，時刻，則手機向上速度達到最大，故A錯誤；B．根據(jù)題意，由圖可知，手機有段時間豎直向下的加速度等于重力加速度，所以手機有可能離開過升降機，故B正確；C．根據(jù)題意，由圖可知，手機的加速度向下，手機處于失重狀態(tài)，故C錯誤；D．根據(jù)題意，由圖可知，手機加速度向上，由牛頓第二定律有由于減小，則減小，手機加速度向下，由牛頓第二定律有由于增大，則減小，即在時間內(nèi)，升降機對手機的支持了一直減小，由牛頓第三定律可知，機對升降機的壓力一直減小，故D錯誤。故選B。6．（2022秋·河北邯鄲·高一校考期中）如圖所示，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【答案】C【詳解】AB．根據(jù)題意可知，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，此時彈簧的彈力大于小鐵球的重力，處于超重狀態(tài)，則電梯具有向上的加速度，可能加速上升，也可能減速下降，故AB錯誤；CD．由AB分析可知，人處于超重狀態(tài)，則人對電梯的壓力大于重力，故D錯誤，C正確。故選C。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【答案】A【詳解】對A、B組成的系統(tǒng)分析可知，系統(tǒng)只受重力作用，由牛頓第二定律可知，整個系統(tǒng)加速度為g，方向豎直向下，處于完全失重，所以A、B之間無相互作用力，所以在上升和下降過程中A對B的壓力大小都一定等于零。故選A。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)【答案】B【詳解】運動員離開地面后做斜上拋運動，越過橫桿前、后在空中運動的過程中，加速度為重力加速度，方向豎直向下，所以運動員始終處于完全失重狀態(tài)。故選B。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)【答案】D【詳解】A．隨環(huán)繞器繞火星運行階段，著陸器處于失重狀態(tài)，故A錯誤；B．減速下降階段，加速度方向向上，著陸器處于超重狀態(tài)，故B錯誤；C．懸停階段，著陸器受火星對其的引力和反向推力，處于平衡狀態(tài)，故C錯誤；D．勻速下降階段，著陸器受力平衡，處于平衡狀態(tài)，故D正確。故選D。題型四：與F-t圖像問題10．（2023·全國·高一專題練習）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22m【答案】C【詳解】A．由圖像可知，小紅在內(nèi)處于超重狀態(tài)，但小紅的重力保持不變，故A錯誤；B．由題意可知在內(nèi)由靜止開始勻加速運動，小紅在這段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)，加速度方向向上，可知升降電梯在小明觀察的這段時間內(nèi)向上運動，故B錯誤；C．小紅在內(nèi)的加速度大小為可知小紅在時的速度為則小紅在內(nèi)勻速運動的速度為，故C正確；D．小紅在內(nèi)的位移為小紅在內(nèi)的位移為小紅在時停止，則的位移為小紅在內(nèi)位移為故D錯誤。故選C。11．（2023·全國·高一專題練習）圖甲是萊蕪一中尚清華同學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【答案】C【詳解】A．開始時人處于平衡狀態(tài)，人對傳感器的壓力為900N，人的重力也為900N，選項A錯誤；B．b到c過程中，人對板的壓力先小于人的真實重力，后大于人的真實重力，則人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，選項B錯誤；C．離開板后人只受重力的作用，處于完全失重狀態(tài)，選項C正確；D．b點對應(yīng)時刻彈力與重力的差值要小于c點對應(yīng)時刻彈力與重力的差值，則人在b點對應(yīng)時刻的加速度要小于在c點對應(yīng)時刻的加速度，選項D錯誤。故選C。12．（2021秋·高一課時練習）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【答案】C【詳解】A．升降機在勻速運行過程中突然停止，由于慣性，小球會繼續(xù)沿著原來的運動方向運動一段時間，彈簧處于伸長狀態(tài)，時間內(nèi)，小球處于失重狀態(tài)，彈簧彈力由mg減小為0，說明彈簧逐漸恢復(fù)原長，升降機停止前在向上運動，小球在繼續(xù)向上運動，A錯誤；B．時間內(nèi)，拉力小于重力，小球處于失重狀態(tài)，加速度的方向向下，與速度反向，則速度逐漸減小，B錯誤；CD．同理分析可得：時間內(nèi)，小球向上減速，加速度方向一直向下，小球處于失重狀態(tài)；時間內(nèi)，小球向下加速，加速度方向一直向下，小球處于失重狀態(tài)；時間內(nèi)，小球向下減速，加速度方向一直向上，小球處于超重狀態(tài)；時間內(nèi)，小球向上加速，加速度方向一直向上，小球處于超重狀態(tài)，C正確，D錯誤。故選C。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．該同學做了2次下蹲—起立的動作【答案】C【詳解】A．人處在下蹲的最低點時應(yīng)該有向上的最大加速度，由圖可知在時人有向下的加速度最大，故A錯誤；B．時傳感器示數(shù)等于人的重力，故此時處于下蹲靜止狀態(tài)，故B錯誤；C．人在下蹲的過程中，先加速向下運動，此時加速度方向向下，故人處于失重狀態(tài)，最后人靜止，故后半段是人減速向下的過程，此時加速度方向向上，人處于超重狀態(tài)，故下蹲過程中人先失重后超重，故C正確；D．該同學在前時是下蹲過程，后是起立的過程，所以共做了1次下蹲—起立的動作，故D錯誤。故選C。14．（2023春·云南紅河·高一?？计谥校┠橙苏驹趬毫鞲衅魃希觥跋露灼鹆ⅰ钡膭幼鲿r，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【答案】B【詳解】A．人下蹲過程中，先向下加速后向下減速，加速度方向先向下后向上，先失重后超重，故A錯誤；B．人起立過程中，先向上加速后向上減速，加速度方向先向上后向下，先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，故B正確；C．由圖像可知，內(nèi)完成了1次“下蹲—起立”的動作，故C錯誤；D．由圖像可知，當時，加速度最大，則有解得故D錯誤。故選B。題型六：超重、失重的有關(guān)計算15．（2023秋·河北石家莊·高一河北靈壽中學校考期末）如圖是某同學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)該同學做了2次下蹲～起立的動作【答案】C【詳解】A．根據(jù)圖像可知，人在壓力傳感器上的實重為500N，從a到b過程中，壓力傳感器的視重小于實重，則可知人的加速度方向向下，故A錯誤；B．從a到b過程，人的重力不發(fā)生改變，改變的是壓力傳感器的視重，故B錯誤；C．下蹲過程中人的速度先從0開始增大，后又減小為零，即下蹲過程中人先向下做加速度運動后做減速度運動，因此人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，故C正確；D．下蹲過程中視重先小于實重，再大于實重，當人完全蹲下后視重等于實重；起立過程中視重先大于實重，再小于實重，當完全起立后視重等于實重，因此根據(jù)圖像可知，6s內(nèi)該同學做了1次下蹲～起立的動作，故D錯誤。故選C。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。【答案】（1）500N；（2）700N；（3）250N【詳解】（1）勻速上升時，由平衡條件得：FN1＝mg＝500N由牛頓第三定律得：人對體重計壓力為500N，即體重計示數(shù)為500N；（2）加速上升時，由牛頓第二定律得：FN2－mg＝ma1解得FN2＝mg＋ma1＝700N由牛頓第三定律得：人對體重計壓力為700N，即體重計示數(shù)為700N；（3）加速下降時，由牛頓第二定律得：mg－FN3＝ma3解得FN3＝mg－ma3＝250N由牛頓第三定律得：人對體重計壓力為250N，即體重計示數(shù)為250N。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）【答案】(1)1m/s2；(2)9m【詳解】(1)對小孩進行受力分析，列出牛頓第二定律有a1==1m/s2則在0到2s時間內(nèi)的加速度為1m/s2。(2)由F—t圖像可知在0到2s內(nèi)電梯做勻加速直線運動，根據(jù)勻變速直線運動公式有x1=a1t12，v1=a1t1代入數(shù)據(jù)有x1=2m，v1=2m/s在2到5s內(nèi)電梯做勻速直線運動，根據(jù)勻速直線運動的公式有x2=v1t2=6m5到6s內(nèi)電梯做勻減速直線運動，根據(jù)勻變速直線運動公式a3==-2m/s2，x3=v1t3+a3t32=1m則電梯上升的總位移為x=x1+x2+x3=9m則0到6s內(nèi)電梯上升了9m。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??！敬鸢浮浚?）0；（2）；（3）150N【詳解】（1）座艙離地面35m時，座艙處于完全失重狀態(tài)，所以手對球的支持力為零；（2）座艙自由落體的時間s座艙自由落體的末速度m/s座艙勻減速的加速度為m/s2座艙勻減速的時間為s座艙從開始下落到著地經(jīng)歷的總時間s（3）座艙離地面15m時，座艙做勻減速直線運動，以球為研究對象，據(jù)牛頓第二定律可得得N據(jù)牛頓第三定律，球?qū)κ值膲毫?50N。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【答案】C【詳解】AB．使教材勻速向上、向下運動均處于平衡狀態(tài)，支持力等于重力大小，由牛頓第三定律可知壓力大小等于支持力大小，說明教材對手的作用力與教材的重力大小相同，AB錯誤；C．使教材勻減速向下運動，合力向上，支持力大于重力大小，教材對手的作用力比教材的重力大，C正確；D．使書本勻減速向上運動，合力向下，支持力小于重力大小，則教材對手的作用力比教材的重力小，D錯誤；故選C。20．（2023秋·江蘇連云港·高一統(tǒng)考期末）如圖是某同學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F2D．t1時刻人處在下蹲的最低點【答案】B【詳解】AD．t1~t2時間內(nèi)人先失重后超重，加速度先向下后向上，可知處于下蹲過程，t1時刻人處在下蹲的過程中，不在最低點，選項AD錯誤；B．t3出時刻人對傳感器的壓力大于重力，則人處于超重狀態(tài)，選項B正確；C．由圖可知，人的重力大小為F1，選項C錯誤；故選B。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/s2【答案】A【詳解】AB．下蹲過程中人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，起立過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，完成下蹲或者起立后人對傳感器的壓力等于自身重量，對照圖中曲線的變化可知，該人做了一次“下蹲一起立”的動作，故A正確、B錯誤；C．由圖可知5s末時人完成了下蹲動作，并且對傳感器的壓力等于自身重量，說明此時人靜止的蹲在傳感器上，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可知，下蹲過程中人的加速度為所以人的加速度最大時候就是傳感器提供的支持力最小的時候，由圖可知最小的支持力約為180N，所以人的最大加速度約為故D錯誤。故選A。22．（2023秋·河北唐山·高一開灤第二中學?？计谀┤鐖D是某同學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)該同學做了2次下蹲～起立的動作【答案】A【詳解】A．從a到b過程，某同學對傳感器的壓力小于重力，處于失重狀態(tài)，人的加速度方向向下，從b到c過程，某同學對傳感器的壓力大于重力，處于超重狀態(tài)，人的加速度方向向上，故A正確；B．從d到e過程，人的重力一直保持不變，故B錯誤；C．人下蹲動作分別有失重和超重兩個過程，先是加速下降失重，到達一個最大速度后再減速下降超重，對應(yīng)先失重再超重，故C錯誤；D．人下蹲動作分別有失重和超重兩個過程，先是加速下降失重，到達一個最大速度后再減速下降超重，對應(yīng)先失重再超重，起立對應(yīng)先超重再失重，對應(yīng)圖象可知，6s內(nèi)該同學做了一次下蹲—起立的動作，故D錯誤。故選A。23．（2023春·山西朔州·高一懷仁市第一中學校校聯(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)【答案】D【詳解】A．飛船加速升空時，宇航員具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．飛船在重力作用下加速返回地球時，宇航員具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故B錯誤；C．飛船打開減速傘減速下降時，宇航員具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故C錯誤；D．飛船在軌道上繞地球做勻速圓周運動時，引力使宇航員具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故D正確．故選D。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【答案】A【詳解】A．根據(jù)圖像可知，人的重力（實重）為，在到過程中，力傳感器的示數(shù)大于，即視重大于實重，人處于超重狀態(tài)，故A正確；B．在到d過程中，根據(jù)圖像可知，力傳感器的示數(shù)小于，即視重小于實重，人處于失重狀態(tài)，故B錯誤；CD．人從蹲姿起立的過程中，先向上加速，再向上減速，所以起立的整個過程中先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)，因此可知到d為“起立”過程，故CD錯誤。故選A。25．（2023·全國·高一隨堂練習）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?

【答案】（1）0.6kg；（2）箱子做勻速直線運動；（3）箱子向上加速或向下減速，加速度大小為10m/s2【詳解】（1）由題意可知，金屬塊所受豎直向下的壓力值即為上底板壓力傳感器示數(shù)（設(shè)為F1），金屬塊所受豎直向上的彈力值即為下底板壓力傳感器示數(shù)（設(shè)為F2）。當a=2m/s2（豎直向下）、F1=7.2N、F2=12N時，對金屬塊有F1+mg-F2=ma代入數(shù)據(jù)解得m=0.6kg（2）若上底板壓力傳感器示數(shù)為下底板壓力傳感器示數(shù)的一半，因為彈簧形變量沒有改變，所以下底板壓力傳感器示數(shù)不變，根據(jù)牛頓第二定律得F1′+mg-F2=ma′代入數(shù)據(jù)解得a′=0知箱子做勻速直線運動；（3）設(shè)上底板壓力傳感器示數(shù)恰好為零（即上底板與金屬塊接觸但不擠壓），此時下底板壓力傳感器示數(shù)仍然不變，有解得加速度的方向向上；故要使上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零，則箱子沿豎直軌道運動向上加速或向下減速，加速度大小為10m/s2。26．（2023秋·全國·高一專題練習）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？【答案】【詳解】解法一：如圖所示，以小環(huán)為研究對象，設(shè)其與桿間作用力為f，加速度大小為a，則：mg＋f＝ma再對箱子分析受力列平衡方程：FN＋f′＝Mgf＝f′令FN＝0，由以上各式解得。解法二：利用超重、失重法小環(huán)有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，若失重部分恰等于整體重力，則箱子對地面壓力為零，則：ma＝(M＋m)g，得：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)【答案】D【詳解】A.由圖知，運動員所受的重力為500N，到，運動員處在超重狀態(tài)，所以在向下壓彈床，故A錯誤；B.由圖可知，運動員離開蹦床后做豎直上拋運動，離開蹦床的時刻為6.8s或9.4s，再下落到蹦床上的時刻為8.4s或11s，時間間隔均為1.6s，故B錯誤；C.時，蹦床彈力小于運動員的重力，運動員處于失重狀態(tài)，故C錯誤；D.時，蹦床彈力為零，運動員處于完全失重狀態(tài)，故D正確。故選D。28．（2023·全國·高一專題練習）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)【答案】B【詳解】A．游泳高手可以靜躺在水面上時加速度為零，處于平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．跳水運動員在入水前加速度向下，處于失重狀態(tài)，入水后短時間內(nèi)加速度向上，處于超重狀態(tài)，故B正確；C．飛船利用火箭發(fā)射后，加速上升過程中處于超重狀態(tài)，減速上升過程中處于失重狀態(tài)，返回地面過程中加速下降時處于失重狀態(tài)，減速下降時處于超重狀態(tài)，故C錯誤；D．給物塊一個初速度沿斜面上滑，上滑的過程中物塊減速，有沿斜面向下的加速度，處于失重狀態(tài)，到最高點后下滑，下滑的過程中物塊加速下滑，處于失重狀態(tài)，故D錯誤。故選B。29．（2022秋·江蘇南京·高一江蘇省溧水高級中學?？茧A段練習）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【答案】C【詳解】A．根據(jù)題意可知，B到C過程，體驗者向上做減速運動，在最高位置C點時，速度為零，加速度向下，處于失重狀態(tài)，故A正確；B．在點時人的速度最大，加速度為零，此時人所受合力為零，故B正確；C．傳感器示數(shù)為設(shè)此時彈性繩的彈力為F，由平衡條件得打開扣環(huán)瞬間，對人由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得故C錯誤；D．人從A點到B點過程，彈性繩的拉力大于人的重力，隨著人向上運動，彈性繩的伸長量減小，彈性繩的彈力F減小，人所受合力減小，加速度減小。故D正確。本題選錯誤的，故選C。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【答案】A【詳解】A．由圖可知，傳感器的最小壓力約為200N，則根據(jù)牛頓第二定律得最大加速度為故A正確；B．人在下蹲過程中，先加速下降再減速下降，所以力的示數(shù)先變小，后變大，故B錯誤；C．人在站起過程中，先加速起立再減速起立，所以先超重后失重，故C錯誤；D．人在下蹲過程中，力的示數(shù)先變小，后變大，人在站起過程中，力的示數(shù)先變大，后變小，所以動作人在8s內(nèi)完成了一次下蹲和一次站起動作，故D錯誤。故選A。31．（2022秋·河南安陽·高一統(tǒng)考期末）體驗式學習是一種很有效的學習方式。如圖所示，課堂上老師借助體重計讓學生體驗“超失重現(xiàn)象”，體驗過程中，學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．學生下蹲的過程中，體重計的示數(shù)減小，小于其體重B．學生起立的過程中，體重計的示數(shù)增大，大于其體重C．學生下蹲的過程中，體重計的示數(shù)先減小后不變D．學生起立的過程中，體重計的示數(shù)先大于其體重后小于其體重【答案】D【詳解】AC．學生下蹲的過程中，先向下加速后向下減速，加速度先向下后向上，先失重后超重，所以體重計的示數(shù)先小于其體重后大于其體重即先變小后變大，故AC錯誤；BD．學生起立的過程中，先向上加速后向上減速，加速度先向上后向下，先超重后失重，體重計的示數(shù)先大于其體重后小于其體重，故B錯誤D正確。故選D。32．（2023秋·浙江寧波·高一寧波市北侖中學?？奸_學考試）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（

）A．運動員在4.8s~5.4s內(nèi)處于超重狀態(tài)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)C．跳躍節(jié)奏穩(wěn)定后，處于完全失重狀態(tài)持續(xù)的最長時間為1.6sD．運動員重心離開蹦床上升的最大高度是12.8m【答案】D【詳解】A．由圖像可知，0~3.6s內(nèi)，彈力等于重力，運動員在4.8s~5.4s內(nèi)，彈力大于重力，故運動員處于超重狀態(tài)，故A正確，不符合題意；B．由圖乙可知，運動員在11s~12s內(nèi)，運動員受到的彈力先小于重力，再大于重力，然后再小于重力，故運動員先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)，故B正確，不符合題意；C．由圖像可知運動員離開蹦床后做豎直上拋運動，離開蹦床的時刻為6.8s或9.4s，再下落到蹦床上的時刻為8.4s或11s，它們的時間間隔均為1.6s，故處于完全失重狀態(tài)的最長時間為1.6s，故C正確，不符合題意；D．由圖像可知，離開蹦床的最長時間為1.6s，由對稱性可知，上升時間為0.8s，則上升的最大高度為故D錯誤，符合題意。故選D。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)【答案】AC【詳解】A．0到時間內(nèi)，張同學對傳感器的壓力一直等于自身的重力不變，說明張同學處于平衡狀態(tài)，結(jié)合題意可以判斷出他處于靜止狀態(tài)，故A正確；B．在整個過程中，變化的是張同學對傳感器的壓力，重力是不變的，故B錯誤；C．從圖像上可以看出，時刻張同學對傳感器的壓力最大，故C正確；D．到整個過程中，張同學對傳感器的壓力都是小于自身的重力，處于失重狀態(tài)，故D錯誤。故選AC。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【答案】AD【詳解】AB．人的重力從a點讀出約為1000N，質(zhì)量約為100kg；b到c的過程中，壓力從400N增加到2000N，壓力先小于重力后大于重力，所以人先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài)，故A正確，B錯誤；C．從d點到e點壓力等于零，表明在d點是人雙腳離開地板的一瞬間，從d點到e點人在空中運動，e點是人落回地板的一瞬間，故C錯誤；D．從d點到e點人在空中運動，人在空中運動的時間人上升的最大高度約為故D正確。故選AD。35．（2022秋·河南省直轄縣級單位·高一濟源高中?？计谀﹫D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【答案】BD【詳解】A．b點壓力最小，加速度方向向下，處于減速階段，不是重心最低點，A錯誤；B．c點位置時，人受重力與支持力相等，加速度為零，則速度最大，B正確；C．e點位置，人受重力小于支持力，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，C錯誤；D．e點支持力為1000N，g點支持力為0，而重力為500N，根據(jù)牛頓第二定律可知，e點的加速度大小等于g點的加速度大小，D正確。故選BD。36．（2023春·廣東廣州·高一統(tǒng)考開學考試）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【答案】BD【詳解】A．火箭加速上升時，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)。故A錯誤。B．火箭加速下落時，加速度方向向下，宇航員處于失重狀態(tài)，故B正確；C．火箭加速上升時，加速度方向向上，宇航員對座椅的壓力大于其重力，但壓力與支持力是一對相互作用力，大小始終相等，故C錯誤。D．火箭在落地前減速，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，宇航員對座椅的壓力大于其重力，故D正確。故選BD。37．（2023秋·河南鄭州·高一統(tǒng)考期末）很多智能手機都有加速度傳感器，能通過圖像顯示加速度情況。用手掌托著智能手機，打開加速度傳感器，把手機向上拋出，然后又在拋出點接住手機，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．時刻手機處于失重狀態(tài)B．時刻手機的速度最大C．時刻手機離開手掌D．手機離開手掌后上升的高度為0.45m【答案】BD【詳解】A．時刻手機的加速度向上最大，處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．時刻之前，加速度為正，速度為正，做加速運動，時刻之后，加速度為負，開始減速，所以時刻手機的速度最大，故B正確；C．離開手掌只受重力，加速度為-10.0m/s2，所以時刻手機離開手掌，故C錯誤；D．由圖知時刻手機離開手掌，時刻手機回到手掌，手機離開手掌后上升的高度為故D正確。故選BD。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【答案】CD【詳解】A．火箭加速上升時，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．飛船加速下落時，加速度方向向下，宇航員處于失重狀態(tài)，故B錯誤；C．飛船在落地前減速，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，宇航員對座椅的壓力大于其重力，故C正確；D．火箭加速上升的加速度逐漸減小時，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，宇航員對座椅的壓力大于其重力，故D正確。故選CD。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【答案】AD【詳解】A．勻加速過程，水箱具有向上的加速度，水箱處于超重狀態(tài)，故A正確；B．勻減速過程，水箱具有向下的加速度，水箱處于失重狀態(tài)，故B錯誤；C．勻速過程，拉力大小等于水箱及水的重力大小，故C錯誤；D．根據(jù)勻變速直線運動平均速度等于速度的平均值可知在勻加速和勻減速過程水箱的平均速度相同，故D正確。故選AD。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【答案】BC【詳解】ABC．運動員在空中上升過程中，不計空氣阻力，則只受重力，具有向下的加速度，處于完全失重狀態(tài)，故A錯誤，BC正確；D．入水過程中，水對運動員的