4.6 超重和失重 同步练习-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.6超重和失重同步练习 重点知识讲解 一、基本概念 1、实重和视重 （1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关. （2）视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重. 2、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：物体具有向上的加速度. 3、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：物体具有向下的加速度. 4、完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象 (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下. 二、判断超重和失重的方法 1、从受力的角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态. 2、从加速度的角度判断 当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态. 特征状态 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力示意图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 向上 由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg 向上加速或向下减速 失重 向下 由mg－F＝ma得F＝m(g－a)<mg 向下加速或向上减速 完全失重 向下且a＝g 由mg－F＝ma得F＝0 自由落体运动，抛体运动 三、对超重和失重现象的理解 1、发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了). 2、物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关，而与速度方向无关. 3、物体超重或失重多少由物体的质量 m 和竖直加速度 a 共同决定，其大小等于 ma. 4、在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等. A组基础训练题 一、单选题 1．人站在电梯中随电梯一起运动．下列过程中人处于超重状态的是（　　） A．电梯加速上升 B．电梯加速下降 C．电梯匀速上升 D．电梯匀速下降 2．下列说法正确的是（　　） A．物体在完全失重的状态下没有惯性 B．运动是绝对的，但运动的描述是相对的 C．质量有大小和方向，所以是矢量 D．研究月球绕地球运行轨迹时不能把月球看成质点 3．在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与力传感器相连，电梯先从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系（FN-t）图象，如图所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．电梯在启动阶段经历了4s的加速上升过程 B．电梯的最大加速度是m/s2 C．重物在0到4s的时间里，先超重后失重 D．在整个过程中，重物重力先变大，后不变，再变小，最后又不变 4．从飞机起飞后，攀升过程中，假设竖直方向向上先做加速运动后做减速运动，该过程飞行员(　　) A．一直处于失重状态 B．一直处于超重状态 C．先处于失重状态，后处于超重状态 D．先处于超重状态，后处于失重状态 5．下列实例属于超重现象的是（    ） A．汽车从斜坡上加速向下运动 B．冰雪落到地面 C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动 D．火箭点火后加速升空 6．如图是某同学站在压力传感器上做下蹲－起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（　　） A．1s时人处在下蹲的最低点 B．2s时人处于下蹲静止状态 C．0～4s内该同学做了2次下蹲－起立的动作 D．下蹲过程中人始终处于失重状态 7．某同学乘电梯从一楼到六楼，在电梯刚起动时（　　） A．该同学处于超重状态 B．该同学处于失重状态 C．该同学的重力变大 D．该同学的重力变小 8．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊时的位置，人在从p点下落到最低点c点的过程中，下列说法错误的是（  ） A．在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态 B．在ab段绳的拉力小于人的重力，处于失重状态 C．在bc段绳的拉力大于人的重力，处于超重状态 D．在c点，速度为零，处于平衡状态 二、多选题 9．小明家住26层，他放学后，乘坐电梯从1层直达26层．假设电梯刚起动时做加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做减速直线运动. 在电梯从1层直达26层的过程中，下列说法正确的是(       ) A．电梯刚起动时，小明处于失重状态 B．电梯刚起动时，小明处于超重状态 C．电梯运动的加速度方向始终不变 D．电梯运动的加速度方向发生了变化 10．在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内，下列仪器中可正常使用的有 A．摆钟 B．天平 C．弹簧测力计 D．水银温度计 11．在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图象如图乙所示，根据图象分析得出的结论中正确的是(  ) A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态 B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态 C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层 D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层 12．在学习了超重失重后，一同学用手机软件测量乘电梯下楼过程中的加速度，得到如图所示的图线．已知时电梯处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A．时电梯内的乘客处于超重状态 B．时电梯内的乘客处于超重状态 C．时间内电梯匀速运动 D．电梯下行的最大速度大于 三、填空题 13．某宇宙飞船中的宇航员的质量是60kg，起飞阶段向上的加速度是30m/s2，宇航员对坐椅向下的压力为 N；重返大气层阶段飞船向下做减速运动，则宇航员处于 （填“超重”或“失重”）状态。（g=10m/s2） 14．两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动。 a.现将AB突然竖直向上平移（平板与磁铁之间始终接触），并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起。 b.如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题： (1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是 力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向 。 (2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答： 。 (3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答： 。 15．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示。重力加速度取10m/s2，当升降机以2m/s2的加速度加速上升时，示数为 N；以3m/s2的加速度加速下降时，示数为 N。 16．电梯中有一个弹簧测力计上悬挂质量为1kg的物体，当电梯以的加速度匀减速上升时，弹簧测力计的示数为 N．若下降过程中弹簧测力计的示数是12N，则此时物体的加速度大小为 ． 四、实验题 17．小明同学热爱科学，喜欢自己做一些小实验，并利用学过的知识进行解释．他把两个完全相同的条形磁铁放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板和磁铁均处于水平位置，且静止不动． a．若将AB突然竖直向上平移（平板与磁铁之间始终接触）并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起． b．若将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两个条形磁铁也吸在了一起 （1）开始时两磁铁静止不动的原因是 ；左侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向 （填“左”或“右”） （2）在a过程中，磁铁开始滑动时，平板在向上做 （填“加速”或“减速”） （3）在b过程中，磁铁开始滑动时，平板在向下做 （填“加速”或“减速”） 五、解答题 18．弹簧秤下挂一个物体，在地面上弹簧秤示数为80N，而在一个加速下降的电梯中弹簧秤的示数为60N，若g取10m/s2，求： （1）电梯的加速度多大？ （2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数又是多少？ 19．升降机中有一弹簧磅秤，一个人站在磅秤上，当升降机静止时磅秤的示数为600N，若g取，问当磅秤的示数为720N时，升降机的运动情况如何？ 20．文博同学每天上学都要乘垂直电梯下楼．在电梯下楼时，开始他觉得背的书包变轻了，快到楼底时他觉得书包又似乎变重了。这是为什么？    21．一种矩形娱乐器械可以使人体验超重和失重，一个可乘十多人的环形座舱套装在竖直柱上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下，已知座舱开始下落时的高度为75m，当落到离地面30m的位置时开始制动，座舱匀减速。（） （1）座舱里的人体验失重和超重各多长时间？ （2）若座舱中某人用手托着重50N的铅球，当座舱落到离地面20m的位置时，手要用多大的力才能托住铅球？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 B组能力提升训练题 一、单选题 1．如图所示，质量为m的游客乘坐环形座舱（套装在竖直柱子），由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下．已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动做匀减速运动．不计空气阻力，重力加速度为g，则此过程中下列说法中正确的是（　　） A．当座舱落到离地面50m时，座舱对游客的作用力大小等于mg B．当座舱落到离地面50m时，座舱对游客的作用力大小大于mg C．当座舱落到离地面20m时，座舱对游客的作用力大小大于mg D．当座舱落到离地面20m时，座舱对游客的作用力大小小于mg 2．某人乘电梯从10楼到1楼，从电梯启动到停在1楼的过程，经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段。电梯在这三个连续的运动阶段中，该人所受的重力和他对电梯地板的压力相比较，其大小关系分别是（　　） A．重力大于压力，重力等于压力，重力小于压力 B．重力小于压力，重力等于压力，重力大于压力 C．重力大于压力，重力小于压力，重力小于压力 D．重力小于压力，重力小于压力，重力大于压力 3．如图所示，一人站在电梯中的体重计上随电梯一起运动。用W表示电梯匀速上升时体重计的示数，和分别表示电梯以大小为a的加速度加速上升和减速上升时体重计的示数，则（　　）    A． B． C． D． 4．如图是某同学站在压力传感器上做下蹲－起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（　　） A．1s时人处在下蹲的最低点 B．2s时人处于下蹲静止状态 C．0～4s内该同学做了2次下蹲－起立的动作 D．下蹲过程中人始终处于失重状态 5．如图所示，质量m1=2kg的物块P与质量m2=1kg的木板Q静止叠放在竖直的轻弹簧上，弹簧下端固定在水平地面上，弹簧上端、物块P与木板Q间均不拴接。现对P施加向下的压力，使整体缓慢下移，当弹簧的弹力（弹性限度内）增大到60N时立即撤去压力，下列说法正确的是（　　） A．施加压力之前，物块P对木板Q的压力大小为30N B．撤去压力瞬间，物块P的加速度大小为10m/s2 C．撤去压力瞬间，物块P处于失重状态 D．撤去压力瞬间，木板Q对物块P的支持力大小为20N 6．如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，不计空气对人的阻力，下列说法正确的是（　　）      A．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零 B．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力 C．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力 D．在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力 7．静止的电梯中有一盛水容器，水中浮着一木块，如图所示。当电梯向上做匀加速运动时，木块浸入水中的深度怎样变化（　　） A．变浅 B．变深 C．不变 D．无法判断 8．图甲是我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律，如图乙所示。g取10m/s2，不计空气阻力，根据F—t图像可知，以下说法错误的是（   ） A．运动员在4.8s ~ 5.4s内处于超重状态 B．运动员在11s ~ 12s内先处于失重状态再处于超重状态再处于失重状态 C．跳跃节奏稳定后，处于完全失重状态持续的最长时间为1.6s D．运动员重心离开蹦床上升的最大高度是12.8m 9．如图甲所示，质量为m=2kg的物块挂在弹簧秤的下端，在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向，物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示，弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度。下列说法正确的是（　　）    A．0~4s内物块先超重后失重，弹簧秤的示数先增大后减小 B．2s~6s内物块先超重后失重，速度变化量为零 C．0~6s内物块先失重后超重，6s时物块的运动方向向下 D．弹簧秤在2s末和6s末的示数相同，物块在2s末和6s末速度等大反向 二、多选题 10．如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，则运动员（　　） A．在第一过程中始终处于失重状态 B．在第二过程中始终处于超重状态 C．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态 D．在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态 11．2023年“五一”假期，张家界大山夹谷景区准备精彩纷呈的主题活动和项目，玻璃桥处的蹦极吸引众多游客体验。“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。游客身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是游客所到达的最低点，b是游客静止地悬吊着时的平衡位置，不计空气阻力，游客在从P点落下到最低点c的过程中（　　）    A．游客在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态 B．在b点，游客的速度最大，其加速度为零 C．在bc段绳的拉力大于人的重力，游客处于超重状态 D．在c点，游客的速度为零，其加速度为零 12．某人在地面上用体重计称得其体重为490N，他将体重计移至电梯内称量，至时间段内，体重计的示数如图所示。若取竖直向上为正方向，则电梯运行的和图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 13．图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度。根据图像分析可知（　　）    A．到的过程中，人先处于失重状态再处于超重状态 B．人的重力可由点读出，约为 C．点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点 D．人上升的最大高度约为 三、填空题 14．如图所示，两个物体A、B叠放在一起，接触面粗糙。 （1）若将它们同时自由释放，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B （填选项前的字母）。 （2）若将它们同时竖直向上抛出，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B （填选项前的字母）。 （3）若将它们同时水平抛出，不计空气阻力，在空中运动的过程中，两个物体始终保持图中位置关系没有分离，则物体B （填选项前的字母）。 A．只受重力 B．受重力和A对它的压力 C．受重力和A对它的摩擦力 D．受重力、A对它的压力和摩擦力 15．如图所示，固定在电梯顶部的弹簧测力计下端挂着的钩码取（g取10m/s2），电梯运行时人观察到测力计的示数，这种对悬挂物的拉力大于重力的现象是 （填“超重”或“失重”）现象；此时钩码的加速度大小为    四、解答题 16．质量为M的物体放在光滑水平桌面上，通过水平轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接质量为m的物体，如图所示，重力加速度为g，将它们由静止释放，求： （1）物体的加速度大小； （2）绳对M的拉力大小。 17．某人在地面上最多能举起的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起的物体。（g取） （1）求电梯的加速度。 （2）若电梯以此加速度上升，此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？ 18．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？ （1）升降机匀速上升； （2）升降机以4m/s2的加速度匀加速上升； （3）升降机以5m/s2的加速度匀加速下降。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 A组基础训练题答案 1．A 【详解】A．电梯加速上升时，加速度向上，故人超重，故A正确； B．电梯加速下降时，加速度向下，故人失重，故B错误； C．电梯匀速上升时，加速度为零；人不超重也不失重；故C错误； D．电梯匀速下降时，加速度为零；人不超重也不失重；故D错误； 故选A。 2．B 【详解】A．物体在完全失重的状态下因为质量不变，则惯性不变，A错误； B．运动是绝对的，但运动的描述是相对的，B正确； C．质量只有大小，没有方向，所以是标量，C错误； D．研究月球绕地球运行轨迹时，月球的大小和形状可忽略不计，则可把月球看成质点，D错误。 故选B。 3．A 【详解】AC．0~4s，压力大于重力，电梯加速度竖直向上，处于超重状态，做加速上升。故A正确；C错误； B．根据图像信息可得，压力保持不变时，根据二力平衡有 解得 压力即支持力最大为50N，此时加速度最大，由牛顿第二定律有 代入数据，得 故B错误； D．在整个过程中，重物重力保持不变。故D错误。 故选A。 4．D 【详解】飞机攀升过程中，假设竖直方向向上先做加速运动后做减速运动，飞机向上加速的过程中加速度的方向向上，处于超重状态；飞机向上减速的过程中加速度的方向向下，处于失重状态． 故选D 5．D 【详解】超重现象的本质是物体具有向上的加速度 A．汽车的加速度沿斜面向下，有向下的分量，错误 B．冰雪在下落的过程中，先向下做加速，再做匀速，错误 C．跳水运动员离开跳板后虽然速度向上，但是加速度仍然向下，错误 D．火箭加速上升，加速度向上，正确 6．B 【详解】D．人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故后半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中人先失重后超重，故D错误； A．在1s时人向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹲的最低点，故A错误； B．2s时人已经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，故B正确； C．该同学在前2s时是下蹲过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲－起立的动作，故C错误。 故选B。 7．A 【详解】AB．某同学乘电梯从一楼到六楼，在电梯刚起动时，向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态。故A正确，B错误； CD．无论是超重或失重状态，物体所受到的重力并没有发生变化，只是对接触面的压力不和重力相等了，故CD错误； 故选A。 8．D 【详解】A．a点是弹性绳的原长位置，故在pa段人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确； B．b是人静止悬吊着时的位置，则b点 在ab段 加速度方向向下，人向下做加速度减小的加速运动，处于失重状态，故B正确； C．在bc段 加速度方向向上，人向下做加速度增大的减速运动，人处于超重状态，故C正确； D．c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受向上的合力不为零，有向上的加速度，处于处于超重状态，故D不正确。 故选D。 9．BD 【详解】AB．电梯刚起动时，小明有向上的加速度，则小明处于超重状态，故A错误，B正确； CD．电梯启动和向上加速时加速度向上，而减速运动时加速度向下，故加速度方向发生了变化，故C错误，D正确. 10．CD 【详解】摆钟是利用重力作用摆动的，在太空中无法使用，故A错误；天平是利用杠杆的原理，天平平衡需要物体的重力，所以天平不能在失重状态下有效使用，故B错误；弹簧测力计根据胡克定律制成，与重力无关，故太空中可以使用，故C正确；水银温度计采用热胀冷缩原理，与重力无关，故在太空中可以使用，故D正确．所以CD正确，AB错误． 11．BC 【详解】由F－t图象可以看出，0～t1 F＝mg 物块可能处于静止状态或匀速运动状态，t1～t2 F>mg 电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上或减速向下运动，t2～t3 F＝mg 物块可能静止或匀速运动，t3～t4 F<mg 电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能加速向下或减速向上运动，综上分析可知，故BC正确。 故选BC。 12．BCD 【详解】A．下楼过程，有 由图可知，时加速度大于零，乘客的重力大于支持力。处于失重状态。时间内加速度为零，电梯匀速运动，时加速度小于零，电梯内的乘客处于超重状态。故A错误；BC正确； D．由图可知，在t=9s时，加速度减小为零，此时电梯速度最大，图中图线与坐标轴所围面积表示电梯的速度变化，即 故D正确。 故选BCD。 13． 2400 超重 【详解】[1]设座椅对宇航员的支持力为FN，由牛顿第二定律可知 代入数据解得FN=2400N，根据牛顿第三定律可知宇航员对坐椅向下的压力为2400N； [2]当飞船向下做减速运动时，加速度方向向上，故宇航员处于超重状态。 14． 吸引 右 减速 加速 【详解】(1)[1][2]磁铁静止时，二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左，静摩擦力向右。 (2)[3]当平板向上运动而磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，磁铁所受支持力减小，磁铁应处于失重状态，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下。 (3)[4]当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍向下，故是向下加速运动。 、 15． 720 420 【详解】[1]升降机以2m/s2的加速度匀加速上升时，根据牛顿第二定律可得 由牛顿第三定律得人对体重计的压力为720n，即体重计示数为720N； [2]升降机以3m/s2的加速度匀加速下降时，根据牛顿第二定律可得 由牛顿第三定律得人对体重计的压力为420N，即体重计示数为420N。 16． 8 2 【详解】以竖直向上为正方向，物体受到重力和弹簧弹力，根据牛顿运动定律可知， [1]代入数据可得，F=8N [2]代入数据可得，，方向竖直向上 17． 磁铁所受的吸引力小于最大静摩擦力 左 减速 加速 【详解】（1）开始时两磁铁静止不动的原因是磁铁所受的吸引力小于最大静摩擦力，左侧磁铁受到的吸引力向右，因为磁铁处于平衡状态，则左侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向左； （2）在a过程中，由于支持力减小，最大静摩擦力减小，吸引力大于最大静摩擦力，磁铁会开始运动，可知平板处于失重状态，正在向上做减速运动； （3）在b过程中，由于支持力减小，最大静摩擦力减小，当吸引力大于最大静摩擦力，磁铁会开始运动，可知平板处于失重状态，正在向下做加速运动． 【点睛】 18．（1）2.5m/s2；（2）100N 【详解】（1）在地面上时，弹簧秤的示数为    ① 设电梯的加速度大小为a，在电梯上时，弹簧秤的示数为    ② 联立①②解得 （2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数为    ③ 19．以方向竖直向上、大小为的加速度匀加速上升或匀减速下降运动 【详解】根据题意可得人的加速度为，方向竖直向上，所以由于升降机的速度放向不明，因此升降机的运动为以方向竖直向上、大小为的加速度匀加速上升或匀减速下降运动． 20．见解析 【详解】开始时电梯从静止做加速运动，使文博同学及书包和电梯一起处于失重状态，使得书包对他的压力变小，小于书包的重力，从而感觉书包变轻了；快到楼底时，电梯有一个减速过程，该过程中文博同学及书包和电梯一起处于超重状态，使得书包对他的压力增大，大于书包的重力，从而感觉书包变重了。 21．（1），；（2） 【详解】（1）根据题意可知，座舱自由落体的距离为 设自由落体时间为，则有 解得 此时的速度为 设制动时的加速度为a，制动距离为，则有 解得 则减速下降时间 故人体验失重时间为3s，体验超重时间为2s。 （2）设手对球的作用力为F，由牛顿第二定律可得 同时 联立解得 F=125N 【点睛】当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态，当物体有向下的加速度时物体处于失重状态，要准确的判断什么是超重什么是失重。 B组能力提升训练题答案 1．C 【详解】AB．当座舱落到离地面50m时，座舱处于自由落体过程中，所以座舱对游客的作用力大小等于0，故AB错误； CD．当座舱落到离地面20m时，制动系统已启动，座舱匀减速下落，游客处于超重状态，所以座舱对游客的作用力大小大于mg，C正确，故D错误。 故选C。 2．A 【详解】某人乘电梯从10楼到1楼，速度方向向下。电梯启动做加速运动阶段，加速度方向向下，由牛顿第二定律可知重力大于电梯地板对他的支持力，由牛顿第三定律可知，他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力，即重力大于压力，处于失重状态；在匀速运动阶段，处于平衡状态，重力等于压力；在减速运动阶段，加速度方向向上，由牛顿第二定律可知重力小于电梯地板对他的支持力，由牛顿第三定律可知，他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力，即重力小于压力，处于超重状态；故选项A正确，选项BCD错误。 故选A。 3．A 【详解】当电梯匀速运动时，有 当电梯以大小为a的加速度加速上升时，根据牛顿第二定律有 得 当电梯以大小为a的加速度减速上升时，根据牛顿第二定律有 得 综上可得 故选 A。 4．B 【详解】D．人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故后半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中人先失重后超重，故D错误； A．在1s时人向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹲的最低点，故A错误； B．2s时人已经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，故B正确； C．该同学在前2s时是下蹲过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲－起立的动作，故C错误。 故选B。 5．B 【详解】A．施加压力之前，物块P对木板Q的压力大小等于Q对P的支持力大小，而对P，受竖直向下的重力和Q的支持力，二者平衡，所以物块P对木板Q的压力大小等于P的重力的大小，即为20N，故A错误； B．撤去压力瞬间，PQ以相同的加速度向上加速，对PQ整体，根据牛顿第二定律有 解得 故B正确； CD．对P，根据牛顿第二定律有 解得 由此可知，物块P处于超重状态，故CD错误。 故选B。 6．A 【详解】ABC．降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，BC错误； D．降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有 FT-mg=ma 整理得 FT=mg+ma>mg D错误。 故选A。 7．C 【详解】当电梯静止时，木块受到浮力、重力作用。设木块的质量为m，它排开水的体积为V排，由平衡条件得 F浮=ρ水gV排=mg 解得 ρ水V排=m 当电梯匀加速上升时，木块仍受到浮力、重力作用，设此时木块排开水的体积为V排'，由牛顿第二定律得 F浮'-mg=ma 又由于 F浮'=ρ水（g+a）V排' 所以 ρ水V排'=m 可知 V排'=V排 即电梯加速上升时木块相对于水面的位置不变。 故选C。 8．D 【详解】A．由图像可知，0 ~ 3.6s内，弹力等于重力，运动员在4.8s ~ 5.4s内，弹力大于重力，故运动员处于超重状态，故A正确，不符合题意； B．由图乙可知，运动员在11s ~ 12s内，运动员受到的弹力先小于重力，再大于重力，然后再小于重力，故运动员先处于失重状态再处于超重状态再处于失重状态，故B正确，不符合题意； C．由图像可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8s或9.4s，再下落到蹦床上的时刻为8.4s或11s，它们的时间间隔均为1.6s，故处于完全失重状态的最长时间为1.6s，故C正确，不符合题意； D．由图像可知，离开蹦床的最长时间为1.6s，由对称性可知，上升时间为0.8s，则上升的最大高度为 故D错误，符合题意。 故选D。 9．B 【详解】A．由题意可知，在0~4s，加速度为正值，方向向上，由牛顿第二定律得 得 视重F大于物块的实际重力mg，物块一直处于超重状态。因加速度先增大后减小，弹簧秤的示数先增大后减小。故A错误； B．2s~4s，加速度为正值，方向向上，物块处于超重状态。4s~6s，加速度为负值，方向向下，物块处于失重状态。 a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量， t轴上方面积为正值，t轴下方面积为负值，2s~6s，图像中图线下的“面积”代数和为零。2s~6s内物块先超重后失重，速度变化量为零。故B正确； C．0~6s内物块先超重后失重。设2s末速度为 2s~4s物块竖直向上做加速度逐渐减小的变加速直线运动，弹簧秤的示数逐渐减小，4s时物块速度最大 4s~6s，物块向上做加速度向下逐渐增大的变减速直线运动，速度变化量为 6s时物块的速度 速度方向沿正方向。故C错误； D．由 又2s和6s两时刻加速度分别为和，弹簧秤在2s末和6s末的示数不相同。 a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量，物块在2s~6s速度变化量为零，因此 物块在2s末和6s末速度等大同向。 故选B。 10．CD 【详解】AC．运动员刚接触床面时，重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态；当弹力增大到等于重力时速度最大；继续下降，弹力大于重力，做向下减速运动，运动员处于超重状态，即在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态，A错误，C正确； BD．在第二过程中运动员先向上加速运动，处于超重状态，后向上减速运动，处于失重状态，B错误，D正确。 故选CD。 11．ABC 【详解】A．游客在Pa段只受重力作用，做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确； B．b是游客静止地悬吊着时的平衡位置，所以在b点，游客的速度最大，其加速度为零，故B正确； C．在bc段绳的拉力大于人的重力，游客的加速度方向向上，游客处于超重状态，故C正确； D．在c点，游客的速度为零，但绳的拉力大于人的重力，游客的加速度方向向上，不为零，故D错误。 故选ABC。 12．AC 【详解】由题图可知，在时间内，人的视重小于重力，处于失重状态，则加速度方向向下，大小不变；可知电梯向上做匀减速运行，或向下做匀加速运行；在时间内，视重恰好等于重力，处于平衡状态，加速度是零；电梯向上或向下做匀速运行，在时间内，视重大于重力，处于超重状态，加速度方向向上，大小不变，电梯向上做匀加速运行，或向下做匀减速运行，由取竖直向上为正方向，可知电梯运行的图像可能正确的是A；图像可能正确的是C，BD错误。 故选AC 13．AD 【详解】AB．人的重力从a点读出约为1000N，质量约为100kg；b到c的过程中，压力从400N增加到2000N，压力先小于重力后大于重力，所以人先处于失重状态再处于超重状态，故A正确，B错误； C．从d点到e点压力等于零，表明在d点是人双脚离开地板的一瞬间，从d点到e点人在空中运动，e点是人落回地板的一瞬间，故C错误； D．从d点到e点人在空中运动，人在空中运动的时间 人上升的最大高度约为 故D正确。 故选AD。 14． A A A 【详解】（1）[1]以两物体整体为研究对象，两个物体A、B同时由静止释放，由于不计空气阻力，两个物体都只受重力作用，根据牛顿第二定律，它们的加速度等于重力加速度，方向竖直向下，两物体都处于完全失重状态，故在空中运动的过程中，物体A、B都只受到重力，故选A。 （2）[2]以两物体整体为研究对象，两个物体A、B同时竖直上抛，由于不计空气阻力，两个物体都只受重力作用，根据牛顿第二定律，它们的加速度等于重力加速度，方向竖直向下，两物体都处于完全失重状态，故在空中运动的过程中，物体A、B都只受到重力，故选A。 （3）[3]以两物体整体为研究对象，两个物体A、B同时以相同的速度水平抛出，由于不计空气阻力，两个物体都只受重力作用，根据牛顿第二定律，它们的加速度等于重力加速度，方向竖直向下，两物体都处于完全失重状态，故在空中运动的过程中，物体A、B都只受到重力，故选A。 15． 超重 5 【详解】[1]由题意可知，其人观察到的测力计示数为钩码的视重，而钩码本身的重力为实重，由题意可知，视重大于实重，所以这种对悬挂物的拉力大于重力的现象为超重现象。 [2]对钩码受力分析，有 解得 16．（1）；（2） 【详解】（1）以m为研究对象 以M为研究对象 联立上式可得 （2）由（1）可知，拉力大小为 17．（1）2.5m/s2；（2）48kg 【详解】（1）人给重物的最大作用力 F=mg=600N 则在一个加速下降的电梯里对重物 解得 a=2.5m/s2 （2）若电梯以此加速度上升，则对重物 解得 m2=48kg 18．（1）600N；（2）840N；（3）300N 【详解】（1）当升降机匀速上升时，a=0，由牛顿第二定律知 FN﹣mg=0 所以 FN=mg=600 N 由牛顿第三定律，人对体重计的压力，即体重计的示数为600N； （2）当升降机以4m/s2 的加速度加速上升时，有 FN﹣mg=ma 所以 FN=m（g+a)=60×（10+4）N=840 N 由牛顿第三定律，人对体重计的压力，即体重计的示数为840 N（超重状态）； （3）当升降机以5m/s2 的加速度加速下降时，此时a的方向向下，有 mg﹣FN=ma 所以 FN=m（g﹣a)=60×（10﹣5）N=300N 由牛顿第三定律，人对体重计的压力，即体重计的示数为300N（失重状态）。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$