4.6超重和失重-2024年新高一暑假初高中物理衔接（大单元版）

第四章 运动和力的关系 4.6超重和失重 在乘竖直升降电梯上下楼时，你是否有这样的感觉：在电梯里上楼时，开始时觉得自己有“向下坠”的感觉，好像自己变重了，快到楼顶时又觉得自己有“向上飘”的感觉，好像自己变轻了。在电梯里，下楼时，开始觉得有种“向上飘”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了，快到楼底时，觉得自己有种“向下坠”的感觉，背的书包也似乎变“重”了。 (1)电梯向上启动瞬间加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？ (2)电梯向上将要到达目的地减速运动时加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？ (3)若电梯下降启动的瞬间或到达楼梯底前减速运动时，人处于超重还是失重状态？ 提示：(1)竖直向上，超重。 (2)竖直向下，失重。 (3)向下启动瞬间，加速度向下，失重；向下减速运动时加速度向上，超重。 一、重力的测量 1．方法一：利用牛顿第二定律 先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量m，利用牛顿第二定律可得G＝mg. 2．方法二：利用力的平衡条件 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态．这时物体受到的重力的大小等于测力计对物体的拉力或支持力的大小． 二、超重和失重 1．视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力． 2．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度． 3．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度． 4．完全失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态． (2)产生条件：a＝g，方向竖直向下． 例题1. 在电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然绳子断了，由此可以判断电梯此时的运动情况是（　　） A．电梯可能是加速上升 B．电梯可能是减速上升 C．电梯可能是匀速上升 D．电梯的加速度方向一定向下 对点训练1. 如图是某物理兴趣小组从某时刻开始计时，取向上为位移正方向画出的无人机竖直上升时的位移一时间图象，则从图象中分析可知（    ） A．无人机前1s处于失重状态 B．前3s无人机速度不变 C．前4s内无人机处于超重状态 D．3~4s无人机加速下降 例题2. 如图所示是航天飞船返回舱返回地面的示意图，其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，距地面一定高度时，点燃返回舱的缓冲火箭，返回舱开始减速下降，落地速度恰好为零，返回舱安全着陆，则（    ） A．返回舱打开降落伞前处于超重状态 B．返回舱匀速运动过程中处于失重状态 C．火箭开始喷气返回舱获得向上的加速度 D．火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力发生变化 对点训练2. 人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a到c过程中人处于超重状态 B．c到e过程中人处于超重状态 C．a到e为“下蹲—起立”过程 D．a到e为“起立—下蹲”过程 一、超重和失重的判断 1．对视重的理解 当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了． 2．超重、失重的比较 特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 竖直向上或有竖直向上的分量 由F－mg＝ma得 F＝m(g＋a)>mg 向上加速 或向下减速 失重 竖直向下或有竖直向下的分量 由mg－F＝ma得 F＝m(g－a)<mg 向下加速或 向上减速 完全 失重 a＝g F＝0 自由落体运动、抛体运动 例题3. （多选）“蹦极”是一项体育运动。某人（视为质点）身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示。图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中（    ） A．在ab段，人处于失重状态 B．在a点人的速度最大 C．在bc段，人处于超重状态 D．在c点，人的速度为零，加速度也为零 对点训练3. （多选）电梯的顶部悬挂一个弹簧测力计，测力计下端挂一个重物。当电梯做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N。在某时刻，电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为8N，此时电梯运动的（　　） A．加速上升 B．加速下降 C．减速上升 D．减速下降 二、超重、失重的有关计算 解决超重和失重问题的一般思路 超重和失重现象的实质就是牛顿第二定律的应用，解答有关问题时： (1)分析物体运动的加速度方向； (2)判断物体处于超重状态还是失重状态； (3)对物体进行受力分析； (4)利用牛顿第二定律分析和求解． 例题4. 无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞机，目前正得到越来越广泛的应用。某无人机的质量为15kg，从地面由静止开始匀加速向上起飞，经过4s离地高度h=40m，g取10m/s2。 （1）求无人机匀加速上升时加速度的大小。 （2）上升过程中无人机是超重还是失重？若无人机恒受到15N的空气阻力，则无人机提供的升力是多少？ （3）若无人机离地40m时开始悬停，此时发动机突然停止提供升力，忽略空气阻力，2s后无人机离地面多高？ 对点训练4. 小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得其体重为500N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t=0时由静止开始运动到t=11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图像如图所示，g取10m/s2。求： （1）小明在0~2s内加速度a1的大小，并判断在这段时间内他处于超重还是失重状态； （2）在10~11s内，台秤的示数F3； （3）小明运动的总位移大小。 一、单选题 1．跳楼机是一种可以让人体验超重和失重的游乐设施，开始时环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落，下落一定高度后，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列判断中正确的是（　　） A．游客在自由下落的过程中处于超重状态，人所受重力增大 B．游客在自由下落的过程中处于失重状态，人所受重力不变 C．游客在减速运动的过程中处于失重状态，人所受重力减小 D．游客在减速运动的过程中处于超重状态，人所受重力增大 2．热气球内的定位装置能把相同时间间隔内热气球的位置变化记录下来，下图记录的是在一定高度上正在竖直上升的热气球每隔2秒热气球的高度变化，记录单位是米。下列同学对热气球在记录时间内的运动判断正确的是（    ） A．记录竖直上升的高度变化，热气球不能被视为质点 B．热气球正处在超重状态 C．我们可以用来计算出热气球的上升加速度 D．记录时间内热气球的平均速度大小为1.78 3．超级高铁是一种以磁悬浮和“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，因其胶囊形外表，被称为胶囊高铁。2017年8月29日，中国航天科工公司在武汉宣布，已启动时速1000公里“高速飞行列车”的研发项目，如果研制成功的“高速飞行列车”最高时速为1080km/h，其加速与减速时加速度大小恒为2，据此可以推测（　　） A．“高速飞行列车”加速时间为540s B．“高速飞行列车”的加速位移为22.5km C．“高速飞行列车”在真空管道中处于完全失重状态 D．北京到上海的距离约为1080km，假设轨道为直线，“高速飞行列车”一个小时即可到达 4．一同学乘电梯上楼，从静止开始出发，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为加速度的正方向，则（    ）    A．时地板对该同学的支持力最小 B．时电梯对该同学的支持力为零 C．6~8s内电梯上升的高度约为4m D．6~8s内电梯上升的高度约为9m 5．杂技表演一直深受人民群众喜爱，在2024年春晚杂技《跃龙门》中的一段表演是演员从蹦床上沿竖直方向弹起后在空中旋转360°。已知演员刚要离开蹦床瞬间竖直向上的速度大小为v，在上升到最高点之前就已经完成了旋转动作，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．演员在离开蹦床后的上升过程中不受重力作用 B．演员在离开蹦床后的上升过程中处于超重状态 C．演员上升的最大高度为 D．演员在空中旋转的时间不超过 6．如图所示，升降机内的水平桌面上，用轻弹簧连接一个质量为m的物体，当升降机以速度v向下做匀速运动，把弹簧拉长x时，物体恰好能在桌面上静止，若突然发现物体向右运动，则升降机的运动可能是（　　） A．保持原来匀速运动 B．向下做加速运动 C．向上做加速运动 D．已停止不动 7．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示。在这段时间内下列说法正确的是（　　） A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力大于体重计对晓敏的支持力 C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 8．如图所示，跳伞运动员打开伞后竖直向下运动。则图示时刻（　　） A．运动员一定处于失重状态 B．伞对运动员的作用力大于运动员对伞的作用力 C．运动员对伞的作用力与空气对伞的作用力可能大小相等 D．空气对运动员和伞的作用力可能大于运动员和伞的总重力 二、多选题 9．2023年10月3日，在杭州亚运会跳水项目女子10米跳台决赛中，全红婵凭借“水花消失术”征服了评委和观众并获得冠军。如图所示为全红婵上升和下降的两个精彩瞬间，不计空气阻力，全红婵从离开跳台至入水前，下列说法正确的是（　　） A．全红婵运动到最高点时加速度为0 B．全红婵的速率先变小后变大 C．全红婵在下降阶段处于失重状态 D．全红婵离开跳台后上升阶段处于超重状态 10．在加速度大小为a的匀减速下降的电梯中，有一个质量为m的人，下列说法正确的是（　　） A．此人对地球的吸引力大小为 B．此人受到的重力为mg C．此人超重 D．此人对电梯的压力大小为 11．如图所示，质量为M、倾角的斜面体始终静止在水平桌面上，质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑，重力加速度大小为g。下列结论正确的是（　　） A．斜面体处于失重状态 B．木块对斜面体的压力大小为 C．桌面对斜面体的摩擦力大小为 D．桌面对斜面体的支持力大小为 12．图1是消防员用于观测高楼火灾的马丁飞行背包，在某次演练时，消防员背着马丁飞行背包从地面开始竖直飞行，其v-t图像如图2所示，下列说法正确的是（    ） A．消防员上升的最大高度为 B．消防员在30~90s内处于失重状态 C．消防员在210~225s内处于超重状态 D．消防员在150~255s内的平均速度大小为零 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 运动和力的关系 4.6超重和失重 在乘竖直升降电梯上下楼时，你是否有这样的感觉：在电梯里上楼时，开始时觉得自己有“向下坠”的感觉，好像自己变重了，快到楼顶时又觉得自己有“向上飘”的感觉，好像自己变轻了。在电梯里，下楼时，开始觉得有种“向上飘”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了，快到楼底时，觉得自己有种“向下坠”的感觉，背的书包也似乎变“重”了。 (1)电梯向上启动瞬间加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？ (2)电梯向上将要到达目的地减速运动时加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？ (3)若电梯下降启动的瞬间或到达楼梯底前减速运动时，人处于超重还是失重状态？ 提示：(1)竖直向上，超重。 (2)竖直向下，失重。 (3)向下启动瞬间，加速度向下，失重；向下减速运动时加速度向上，超重。 一、重力的测量 1．方法一：利用牛顿第二定律 先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量m，利用牛顿第二定律可得G＝mg. 2．方法二：利用力的平衡条件 将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态．这时物体受到的重力的大小等于测力计对物体的拉力或支持力的大小． 二、超重和失重 1．视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力． 2．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度． 3．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度． 4．完全失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态． (2)产生条件：a＝g，方向竖直向下． 例题1. 在电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然绳子断了，由此可以判断电梯此时的运动情况是（　　） A．电梯可能是加速上升 B．电梯可能是减速上升 C．电梯可能是匀速上升 D．电梯的加速度方向一定向下 【答案】A 【解析】D．突然绳子断了，表明细绳的弹力突然增大，即细绳的弹力大于重力，即电梯的加速度方向向上故D错误； ABC．由于电梯的初速度为0，加速度方向向上，可知，电梯可能是加速上升，故A正确，BC错误。 故选A。 对点训练1. 如图是某物理兴趣小组从某时刻开始计时，取向上为位移正方向画出的无人机竖直上升时的位移一时间图象，则从图象中分析可知（    ） A．无人机前1s处于失重状态 B．前3s无人机速度不变 C．前4s内无人机处于超重状态 D．3~4s无人机加速下降 【答案】A 【解析】ABC．前1s无人机速度减小，加速度向下，处于失重状态，故A正确，BC错误； D．1~3s无人机悬停，速度为0；3~4s无人机匀速下降，故D错误。 故选A。 例题2. 如图所示是航天飞船返回舱返回地面的示意图，其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，距地面一定高度时，点燃返回舱的缓冲火箭，返回舱开始减速下降，落地速度恰好为零，返回舱安全着陆，则（    ） A．返回舱打开降落伞前处于超重状态 B．返回舱匀速运动过程中处于失重状态 C．火箭开始喷气返回舱获得向上的加速度 D．火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力发生变化 【答案】C 【解析】A．返回舱打开降落伞前加速下降，加速度向下，处于失重状态，故A错误； B．返回舱匀速运动过程中处于平衡状态，故B错误； C．返回舱在喷气过程中，减速下降，加速度竖直向上，故C正确； D．根据G=mg可知火箭开始喷气瞬间返回舱所受重力不变，故D错误。 故选C。 对点训练2. 人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a到c过程中人处于超重状态 B．c到e过程中人处于超重状态 C．a到e为“下蹲—起立”过程 D．a到e为“起立—下蹲”过程 【答案】A 【解析】A．a到c过程中压力大于重力，则人处于超重状态，选项A正确； B．c到e过程中压力小于重力，人处于失重状态，选项B错误； CD．a到e先超重后失重，加速度先向上后向下，则为“起立”过程，选项CD错误。 故选A。 一、超重和失重的判断 1．对视重的理解 当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了． 2．超重、失重的比较 特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 竖直向上或有竖直向上的分量 由F－mg＝ma得 F＝m(g＋a)>mg 向上加速 或向下减速 失重 竖直向下或有竖直向下的分量 由mg－F＝ma得 F＝m(g－a)<mg 向下加速或 向上减速 完全 失重 a＝g F＝0 自由落体运动、抛体运动 例题3. （多选）“蹦极”是一项体育运动。某人（视为质点）身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示。图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中（    ） A．在ab段，人处于失重状态 B．在a点人的速度最大 C．在bc段，人处于超重状态 D．在c点，人的速度为零，加速度也为零 【答案】AC 【解析】ABC．在ab段绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，人向下做加速运动，处于失重状态，随绳子的拉力的增大，向下的合外力减小，所以向下的加速度逐渐减小，在bc段绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，人向下做减速运动，处于超重状态，而且加速度随绳子的拉力的增大而增大，所以在段人的速度先增加后减小，加速度先减小后增加，在b点人的速度最大，故AC正确，B错误； D．在c点，绳的形变量最大，绳的拉力最大，人具有向上的加速度，人的速度为零，故D错误。 故选AC。 对点训练3. （多选）电梯的顶部悬挂一个弹簧测力计，测力计下端挂一个重物。当电梯做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N。在某时刻，电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为8N，此时电梯运动的（　　） A．加速上升 B．加速下降 C．减速上升 D．减速下降 【答案】BC 【解析】当电梯做匀速直线运动时，有 若电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为8N，即弹簧拉力小于重力，此时电梯的加速度向下，所以电梯可能向下加速，也可能向上减速。 故选BC。 二、超重、失重的有关计算 解决超重和失重问题的一般思路 超重和失重现象的实质就是牛顿第二定律的应用，解答有关问题时： (1)分析物体运动的加速度方向； (2)判断物体处于超重状态还是失重状态； (3)对物体进行受力分析； (4)利用牛顿第二定律分析和求解． 例题4. 无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞机，目前正得到越来越广泛的应用。某无人机的质量为15kg，从地面由静止开始匀加速向上起飞，经过4s离地高度h=40m，g取10m/s2。 （1）求无人机匀加速上升时加速度的大小。 （2）上升过程中无人机是超重还是失重？若无人机恒受到15N的空气阻力，则无人机提供的升力是多少？ （3）若无人机离地40m时开始悬停，此时发动机突然停止提供升力，忽略空气阻力，2s后无人机离地面多高？ 【答案】（1）5m/s2；（2）超重，240N；（3） 【解析】（1）根据运动学公式可得 解得无人机匀加速上升时加速度的大小为 （2）上升过程中，无人机的加速度向上，处于超重状态；根据牛顿第二定律可得 解得无人机提供的升力为 （3）无人机离地40m时开始悬停，发动机突然停止提供升力，则无人机做自由落体运动，则有 可知2s后无人机离地面高为 对点训练4. 小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得其体重为500N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t=0时由静止开始运动到t=11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图像如图所示，g取10m/s2。求： （1）小明在0~2s内加速度a1的大小，并判断在这段时间内他处于超重还是失重状态； （2）在10~11s内，台秤的示数F3； （3）小明运动的总位移大小。 【答案】（1）1m/s2，失重；（2）600N；（3）19m 【解析】（1）由题图可知，在0~2s内，台秤对小明的支持力为 由牛顿第二定律有 解得 加速度方向竖直向下，故小明处于失重状态； （2）设在10~11s内小明的加速度为a3，时间为t3，0~2s的时间为t1，则 解得 由牛顿第二定律有 解得 （3）0~2s内位移为 2~10s内位移为 10~11s内位移为 小明运动的总位移大小为 一、单选题 1．跳楼机是一种可以让人体验超重和失重的游乐设施，开始时环形座舱套在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落，下落一定高度后，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列判断中正确的是（　　） A．游客在自由下落的过程中处于超重状态，人所受重力增大 B．游客在自由下落的过程中处于失重状态，人所受重力不变 C．游客在减速运动的过程中处于失重状态，人所受重力减小 D．游客在减速运动的过程中处于超重状态，人所受重力增大 【答案】B 【解析】AB．游客在自由下落的过程中，加速度方向向下，人处于失重状态，但人所受重力不变，故A错误，B正确； CD．游客在减速运动的过程中，加速度方向向上，人处于超重状态，但人所受重力不变，故CD错误。 故选B。 2．热气球内的定位装置能把相同时间间隔内热气球的位置变化记录下来，下图记录的是在一定高度上正在竖直上升的热气球每隔2秒热气球的高度变化，记录单位是米。下列同学对热气球在记录时间内的运动判断正确的是（    ） A．记录竖直上升的高度变化，热气球不能被视为质点 B．热气球正处在超重状态 C．我们可以用来计算出热气球的上升加速度 D．记录时间内热气球的平均速度大小为1.78 【答案】D 【解析】A．记录竖直上升的高度变化，热气球能被视为质点，故A错误； B．由图可见气球在上升过程，相等的时间间隔的位移越来越小，说明气球在向上减速运动，处于失重状态，故B错误； C．由图可见在相邻的2s内的位移差不是一恒量，说明气球不是向上做匀减速直线运动，所以不能用 来计算出热气球的上升加速度，故C错误； D．记录时间内热气球的平均速度大小为 故D正确。 故选D。 3．超级高铁是一种以磁悬浮和“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，因其胶囊形外表，被称为胶囊高铁。2017年8月29日，中国航天科工公司在武汉宣布，已启动时速1000公里“高速飞行列车”的研发项目，如果研制成功的“高速飞行列车”最高时速为1080km/h，其加速与减速时加速度大小恒为2，据此可以推测（　　） A．“高速飞行列车”加速时间为540s B．“高速飞行列车”的加速位移为22.5km C．“高速飞行列车”在真空管道中处于完全失重状态 D．北京到上海的距离约为1080km，假设轨道为直线，“高速飞行列车”一个小时即可到达 【答案】B 【解析】A．根据题意 所以加速时间为 故A错误； B．加速位移为 故B正确； C．“高速飞行列车”在真空管道中，竖直方向受磁铁作用，处于悬浮状态，故竖直加速度不可能为重力加速度，不处于完全失重状态，故C错误； D．北京到上海的距离约为1080km，因为有加速和减速过程，“高速飞行列车”一个小时不可能到达，故D错误｡ 故选B。 4．一同学乘电梯上楼，从静止开始出发，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为加速度的正方向，则（    ）    A．时地板对该同学的支持力最小 B．时电梯对该同学的支持力为零 C．6~8s内电梯上升的高度约为4m D．6~8s内电梯上升的高度约为9m 【答案】C 【解析】A．时，加速度向上且最大，则该同学处于超重状态，根据牛顿第二定律可得 可知地板对该同学的支持力最大，故A错误； B．时，加速度为0，根据受力平衡可知，电梯对该同学的支持力等于同学的重力，故B错误； CD．根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，由图可知，内围成的面积大约有4个小方格，则时的速度为 由图像可知，6~8s内电梯的加速度为0，做匀速运动，上升的高度约为 故C正确，D错误。 故选C。 5．杂技表演一直深受人民群众喜爱，在2024年春晚杂技《跃龙门》中的一段表演是演员从蹦床上沿竖直方向弹起后在空中旋转360°。已知演员刚要离开蹦床瞬间竖直向上的速度大小为v，在上升到最高点之前就已经完成了旋转动作，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．演员在离开蹦床后的上升过程中不受重力作用 B．演员在离开蹦床后的上升过程中处于超重状态 C．演员上升的最大高度为 D．演员在空中旋转的时间不超过 【答案】D 【解析】AB．演员在离开蹦床后的上升和下降的过程中，都只受重力作用，处于完全失重状态，故AB错误； C．演员上升的最大高度为 故C错误； D．演员上升过程中用时为 则在空中旋转的时间不超过，故D正确。 故选D。 6．如图所示，升降机内的水平桌面上，用轻弹簧连接一个质量为m的物体，当升降机以速度v向下做匀速运动，把弹簧拉长x时，物体恰好能在桌面上静止，若突然发现物体向右运动，则升降机的运动可能是（　　） A．保持原来匀速运动 B．向下做加速运动 C．向上做加速运动 D．已停止不动 【答案】B 【解析】当升降机以速度v向下做匀速运动时，物体在水平方向受弹簧的拉力及摩擦力而处于静止状态，弹簧伸长，故拉力向右，摩擦力向左；因物体处于平衡状态，故拉力等于摩擦力；物体向右运动，而在动的瞬间弹力不变，故最大静摩擦力应减小，物体对接触面的压力应减小，即物体应处于失重状态，故升降机加速度应向下，即物体应向下做加速运动或向上做减速运动。 故选B。 7．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示。在这段时间内下列说法正确的是（　　） A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力大于体重计对晓敏的支持力 C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 【答案】D 【解析】A．重力加速度不变时，物体的重力不变，与运动状态无关，故A错误； B．根据牛顿第三定律，相互作用力大小相等、方向相反，晓敏对体重计的压力等于体重计对晓敏的支持力，故B错误； C．体重计的示数小于晓敏的真实重力，属于失重现象，电梯的加速度方向竖直向下，电梯的运动方向不确定，有可能是向下的加速运动或者向上的减速运动，故C错误； D．由体重计的示数可得，体重计对晓敏的支持力大小为 根据牛顿第二定律 解得 方向竖直向下，故D正确。 故选D。 8．如图所示，跳伞运动员打开伞后竖直向下运动。则图示时刻（　　） A．运动员一定处于失重状态 B．伞对运动员的作用力大于运动员对伞的作用力 C．运动员对伞的作用力与空气对伞的作用力可能大小相等 D．空气对运动员和伞的作用力可能大于运动员和伞的总重力 【答案】D 【解析】A．图示时刻运动员的加速度无法确定，则运动员不一定处于失重状态，故A错误； B．伞对运动员的作用力和运动员对伞的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，故B错误； C．运动员对伞的作用力与空气对伞的作用力如果大小相等，伞和运动员的合力向下，做加速运动，与实际不符，故C错误； D．空气对运动员和伞的作用力可能大于运动员和伞的总重力，伞和运动员的合力向上，做减速运动，与实际相符，故D正确。 故选D。 二、多选题 9．2023年10月3日，在杭州亚运会跳水项目女子10米跳台决赛中，全红婵凭借“水花消失术”征服了评委和观众并获得冠军。如图所示为全红婵上升和下降的两个精彩瞬间，不计空气阻力，全红婵从离开跳台至入水前，下列说法正确的是（　　） A．全红婵运动到最高点时加速度为0 B．全红婵的速率先变小后变大 C．全红婵在下降阶段处于失重状态 D．全红婵离开跳台后上升阶段处于超重状态 【答案】BC 【解析】A．全红婵运动到最高点时，只受重力作用，加速度为重力加速度，故A错误； B．全红婵做竖直上抛运动，先向上减速再向下加速，故B正确； CD．全红婵离开跳台后，无论是上升状态还是下降状态，都具有向下的加速度，均处于失重状态，故C正确，D错误。 故选BC。 10．在加速度大小为a的匀减速下降的电梯中，有一个质量为m的人，下列说法正确的是（　　） A．此人对地球的吸引力大小为 B．此人受到的重力为mg C．此人超重 D．此人对电梯的压力大小为 【答案】BCD 【解析】AB．人处于超重和失重时，人受到地球的吸引力不变，人的重力仍然为mg，故A错误，B正确； C．电梯减速下降，人具有向上的加速度，故人处于超重，故C正确； D．人受到重力和电梯的支持力，根据牛顿第二定律有 解得 人对电梯的压力为 方向表示竖直向下，故D正确。 故选BCD。 11．如图所示，质量为M、倾角的斜面体始终静止在水平桌面上，质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑，重力加速度大小为g。下列结论正确的是（　　） A．斜面体处于失重状态 B．木块对斜面体的压力大小为 C．桌面对斜面体的摩擦力大小为 D．桌面对斜面体的支持力大小为 【答案】BC 【解析】A．由题意可知，斜面体处于平衡状态，故A错误； B．木块对斜面体的压力为 故B正确； CD．对斜面体，桌面对斜面体的摩擦力大小为 桌面对斜面体的支持力大小为 故C正确，D错误。 故选BC。 12．图1是消防员用于观测高楼火灾的马丁飞行背包，在某次演练时，消防员背着马丁飞行背包从地面开始竖直飞行，其v-t图像如图2所示，下列说法正确的是（    ） A．消防员上升的最大高度为 B．消防员在30~90s内处于失重状态 C．消防员在210~225s内处于超重状态 D．消防员在150~255s内的平均速度大小为零 【答案】BC 【解析】A．图像面积表示物体运动的位移大小，可知上升的高度为 故选项A错误； B．在内，消防员减速上升，加速度方向竖直向下，处于失重状态，故选项B正确； C．在内，消防员减速下降，加速度方向向上，处于超重状态，故选项C正确； D．内，平均速度大小等于位移与时间的比值，由图像可知 选项D错误。 故选BC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$