衔接点19 超重和失重-2025年初升高物理无忧衔接（通用版）

衔接点19 超重和失重 初中阶段 高中阶段 对超重和失重现象有初步感性认识。通过生活实例，如乘坐电梯时感受加速上升时的 “变重”、减速下降时的 “变轻”，理解超重和失重并非物体实际重力改变，而是人对支持物压力或对悬挂物拉力感觉上的变化。能简单判断常见运动状态下是否存在超重、失重现象，例如知道加速上升的电梯里人处于超重状态，加速下降的电梯里人处于失重状态，为高中深入学习奠定基础。 从本质上理解超重和失重。明确超重是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，此时物体具有竖直向上的加速度；失重是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，物体具有竖直向下的加速度。能够运用牛顿第二定律，通过对物体进行受力分析，定量计算超重和失重状态下支持力或拉力的大小。还要能分析复杂运动情境中的超重和失重问题，如在竖直面内做圆周运动的物体在不同位置的超重、失重情况，以及结合运动学知识，理解超重和失重与物体运动状态变化的关系，提升综合分析问题的能力。 衔接指引 初中阶段考查形式：多以选择题和简答题出现。 高中阶段考查形式：选择题、实验题和计算题。 知新高中知识 一、重力的测量 1.基本概念 （1）实重:物体 所受的重力。 （2）视重:弹簧测力计或台的示数叫物体的视重。 2.重力的两种常用测量方法 方法一：先测量 ，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得重力为G=mg 方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的 的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小这是测量重力最常用的方法。 二、超重和失重 1.视重 （1）视重：体重计的 ，反映的是人对体重计的 大小。依据： 。 （2）实重：物体 的重力大小。 （3）视重与实重相等的条件： 或 直线运动。 2.静止体重计上的超重和失重 （1）失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力） 物体所受重力的现象，叫作失重现象。 （2）超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力） 物体所受重力的现象，叫作超重现象。 （3）超重、失重和完全失重的比较 特征 状态 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a)>mg 向上加速或向下减速 失重 向下 F＝m(g－a)<mg(a<g) 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、沿圆轨道运行的卫星 3.电梯里的超重和失重 类型 v方向 a方向 现象 加速上升 向上 减速上升 向上 加速下降 向下 减速下降 向下 (1)当加速度方向 时，物体发生 现象， (2)当加速度方向 时，物体发生 现象。 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于 的情况称为 现象。 例1、北京时间2024年12月17日2时50分，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将航天宏图PIESAT-209~12星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，下列说法正确的是（　　） A．“2024年12月17日2时50分”指的是时间间隔 B．研究卫星进入预定轨道后的运动轨迹时，可将卫星看作质点 C．卫星从发射到进入预定轨道的过程中，位移大小等于路程 D．卫星直线加速升空的过程中，有可能处于失重状态 例2、跳伞运动已经成为全球最为普及的航空体育项目之一。跳伞运动员从高空悬停的直升机内跳下，运动员竖直向下运动，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．末运动员处于超重状态 B．末运动员的速度方向改变 C．运动员在内的平均速度大小大于 D．内运动员做加速度逐渐增大的减速运动 例3、2025年大火电影《哪吒之魔童闹海》中，哪吒驾驭风火轮飞行，如图所示，哪吒含装备在风火轮作用下竖直向上先加速再减速到最高点，然后再水平向右匀加速移动一段距离，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（　　） A．加速上升过程中，哪吒处于失重状态 B．减速上升过程中，哪吒处于超重状态 C．水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力斜向右上方 D．水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力竖直向上 对超重、失重的理解 1.物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。 2.发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化。 3.发生完全失重现象时，与重力有关的一切现象都将消失．比如物体对支持物无压力、摆钟将停止摆动……，靠重力使用的仪器也不能再使用(如天平)．只受重力作用的一切抛体运动，都处于完全失重状态。 例4、快递员手拿快递乘电梯送货上楼，快递员进入电梯后，电梯向上运行的图像如图所示，则在乘坐电梯过程中，快递员感觉货物“最轻”的时间段是（    ） A． B． C． D． 例5、许多商场安装了智能化的自动扶梯，无人乘行时扶梯运转得很慢，乘客站上扶梯时，扶梯会和乘客一起先慢慢加速一段时间，再匀速运行，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．在加速阶段，乘客对扶梯的压力小于乘客自己的重力 B．在加速阶段，乘客对扶梯的压力大于乘客自己的重力 C．在加速阶段，乘客对扶梯的压力等于乘客自己的重力 D．在加速阶段，乘客对扶梯的压力小于扶梯对乘客的支持力 例6、一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（段图像为直线）。乘客的速度大小用v表示，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A．乘客上升全过程中，v一直增大 B．时间内，v增大，乘客处于失重状态 C．时间内，v减小，乘客处于超重状态 D．时间内，v减小，乘客处于失重状态 例7、小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重计上，小明质量为55 kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知电梯此时一定处于静止状态 B．由图乙可知小明此时一定向下加速运动 C．由图乙可知电梯此时一定处于加速上升状态 D．由图乙可知电梯此时的加速度约为0.7 m/s2 判断超重、失重状态的方法 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，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态． 2.从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态． 3.从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态． 例8、起重机吊着货物在竖直方向做直线运动，货物的位移随时间变化的关系图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．若货物在时间内处于超重状态，则货物一定是向下运动的 B．若货物在时间内处于失重状态，则货物一定是向下运动的 C．在时间内，起重机对货物的拉力一定越来越小 D．货物在时间内的平均速度小于时间内的平均速度 例9、2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭成功发射，并与空间站完成自主对接，对接过程历时约6.5小时。下列说法正确的是（　　） A．6.5小时是指时刻 B．在空间站无法用弹簧测力计测量物体重力 C．研究飞船对接时姿势调整，可以将其视为质点 D．运载火箭刚离开地面的瞬间，速度和加速度大小均为0 例10、如图（a）中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图（b）为建筑材料被吊车竖直提升过程的运动图像（竖直向上为正方向），根据图像可知下列判断正确的是（　　） A．在钢索最容易发生断裂 B．材料处于完全失重状态 C．材料处于超重状态 D．36s时材料离地面的距离最大 例11、一学习小组在教室里取一个旧矿泉水瓶，在其底部侧面开一个小孔，如图所示，用手指按住小孔并装满水，放开按住的手指后，立即释放瓶子让其自由下落，不计空气阻力。关于瓶子中的水，下列说法中正确的是（    ） A．下落的加速度变大 B．处于完全失重状态，不会喷出来 C．仍会从小孔喷出来，且喷射的速度与释放前一样大 D．仍会从小孔喷出来，但喷射的速度比释放前的小些 例12、图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。图乙是根据力传感器采集到的数据画出的力—时间图像。两图中a~g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。根据图像可知（　　） A．d点位置对应人处于跳起的最高点 B．c点位置对应人处于失重状态 C．b点位置对应人处于下蹲过程的最低点 D．b点位置对应人处于失重状态 例13、小红和小明用体重计研究人在观光升降电梯中的超重和失重现象。在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时小红站在体重计上。在升降电梯运动过程中，小明观察到体重计的示数随时间变化的图像如图所示。已知升降电梯从时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速运动和匀减速运动，在时停止，。下列说法正确的是（　　） A．小红在内重力增加了，小红处于超重状态 B．升降电梯在小明观察的这段时间内向下运动 C．小红在内匀速运动的速度为 D．小红在内位移为22m 例14、（多选）如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧测力计，其下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时测力计的示数为。在某时刻测力计的示数变为，关于电梯的运动，下列说法正确的是（g取）（　　） A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为 B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为 C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为 D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为 例15、（多选）2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。若一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来如图所示。运动过程中不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．6.6s时运动员的运动方向向下 B．运动员在6～6.6s内处于超重状态 C．运动员在0～12s内的最大加速度大小为30m/s2 D．运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为3.2m 例16、（多选）纵跳是体育运动的基本动作之一，可以分为原地纵跳和助跑纵跳。如图甲所示，人光脚在原地纵跳时，快速下蹲后立即蹬伸，在起跳过程中，人受到地面的支持力随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．地面对人的支持力是由于地面发生微小形变引起的 B．人能够原地纵跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力 C．在点人达到最大速度 D．曲线上的A点表示人下蹲至最低点 1．北京时间2024年7月27日，巴黎奥运会女子双人三米跳板决赛，陈艺文和昌雅妮夺得金牌，中国跳水梦之队迎来开门红。运动员站在跳板上下蹲起跳，跳板的形变示意图如图所示，其中位置为平衡位置，则运动员处于失重状态的过程是（　　） A．由位置到位置 B．由位置到位置 C．由位置到位置 D．由位置到位置 2．如图所示，在春晚节目《秧BOT》中，机器人在舞台上载歌载舞，最后将高速旋转的手绢抛向空中送给观众。下列说法正确的是（　　） A．欣赏机器人的舞蹈，可将其视作质点 B．机器人在跳舞时重心位置始终不变 C．手绢被抛出后始终处于超重状态 D．手对手绢的力的大小始终等于手绢对手的力的大小 3．如图甲所示为春节期间某个小朋友释放的火箭炮，其运动过程中的图像如图乙所示，其中Oa、bc、cd段均为直线。假设火箭炮运动过程中受到的空气阻力大小保持不变，在t3时刻燃料耗尽，t5时刻落回到地面，火箭炮燃料消耗对质量的影响不能忽略，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（　　） A．火箭炮在时刻上升到最高点 B．火箭炮在bc、cd段均做匀变速直线运动，加速度方向相反 C．时间内，火箭炮受到的推力在逐渐减小 D．时间内，火箭炮处于超重状态 4．2024年是我国探月工程中关键性的一年，5月3日，嫦娥六号由“长征五号”运载火箭发射升空，成功从月球背面采样后返回地球。火箭点火后，燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，下列说法正确的是（　　） A．火箭飞离地面后，将不受重力作用 B．加速上升过程中嫦娥六号处于失重状态 C．喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对平衡力 D．火箭对喷出的燃气的作用力与喷出的燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力 5．如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知（　　） A．小球正在上升 B．小球正在做加速运动 C．小球处于失重状态 D．小球加速度逐渐增大 6．近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，此时力传感器示数为1200N．打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知人与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（    ） A．打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为 B．从A到B过程，体验者做加速度增大的加速运动 C．在B点，体验者所受合力最大 D．在C点，体验者处于超重状态 7．奥运冠军全红婵在巴黎奥运会上再次上演“水花消失术”夺冠。在女子10 m跳台的决赛中（下面研究过程将全红婵视为质点），全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5 m/s，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为35 kg，重力加速度大小取g=10 m/s2，则（　　） A．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态 B．入水后全红婵处于失重状态 C．全红婵在空中运动的时间为1.5s D．入水后全红婵受到水的阻力为612.5 N 8．如图1所示，某同学做引体向上中，两手正单杠，两脚离地，两臂自然下垂伸直，用背阔肌的收缩力量将身体往上拉起，当下巴超过单杠时稍作停顿（时间可忽略），然后逐渐放松背阔肌，让身体下降，直到回到初始位置，此后重复进行。图2是该同学在做第一个完整动作的过程中其重心速度随时间变化的图像，规定竖直向上为正方向，则图像中单杠对该同学支持力最大的时刻为（   ） A．t1时刻 B．t2时刻 C．t3时刻 D．t4时刻 9．如图所示，“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，a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊时的平衡位置，且。假设弹性绳产生的弹力与伸长量之间的关系遵循胡克定律，空气阻力不计。人从P点落下运动到c点的过程中，下列说法错误的是（　　） A．在Pa段，人做自由落体运动 B．从a点开始，人做减速运动 C．在bc段，人处于超重状态 D．在c点，人的速度为0 10．近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，此时力传感器示数为1200N。打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知人与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为 B．从A到B过程，体验者做加速度增大的加速运动 C．在B点，体验者所受合力最大 D．在C点，体验者处于超重状态 11．春风和煦，义乌市民广场上有许多人在放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中。乙图是甲图的情境模型，OL代表风筝线，MN代表风筝截面，截面与水平面夹角θ保持不变。假设风向水平，风速稳定，保持筝线拉力大小保持不变，则下列同学的判断正确的是（　　） A．若持线人在地上向左移动些许，风筝将呈现失重状态 B．若持线人在地上向右移动些许，风筝高度将下降 C．图示情境下，风筝不可能静止在空中 D．图示情境下，风筝受到四个力的作用 12．自动扶梯是一种用于运送乘客的固定电力驱动设备，广泛应用于商场、车站等公共场所。如图甲所示，某乘客乘坐自动扶梯时双手没有接触扶梯，乘客与自动扶梯始终保持相对静止，乘客速度为v，乘客的位移x随时间t变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．若v方向斜向上，则0~时间内，乘客处于失重状态 B．若v方向斜向上，则时间内，乘客处于超重状态 C．若v方向斜向下，则0~时间内，乘客处于失重状态 D．若v方向斜向下，则时间内，乘客处于失重状态 13．如图所示，一个质量为3m的箱子放在台秤的托盘上，箱内有一质量为m的圆环A，A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接，A的下端用细线系在箱子的底部，细线绷紧，拉力大小为mg，整个系统处于静止状态。现将细线剪断，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．剪断细线前，台秤读数为3mg B．剪断细线的瞬间，台秤读数不变 C．剪断细线后，圆环A向上运动至最高点的过程中，台秤读数将一直增大 D．剪断细线后，圆环A向上运动至最高点的过程中，圆环A将先超重后失重 14．如图所示，质量为M、倾角为的斜面体置于水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点P和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为m、2m，A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中（物体A未碰到滑轮），斜面体静止不动。下列说法正确的是（　　） A．轻绳对P点的拉力大小为 B．物体A的加速度大小为 C．物体A处于失重状态 D．地面对斜面体的支持力大小为 15．图甲为弹簧高跷，当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力 B．人向上弹起过程中，先处于超重状态后处于失重状态 C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力等于人的重力 D．从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动 16．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 17．某人站在压力传感器上做“下蹲一起立”的动作时，记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为力（单位为N），横坐标为时间（单位为s），由图线可知，该人的体重约为650N。除此之外，还可以得到的信息是（　　） A．该人做了一次“下蹲一起立”的动作 B．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态 C．5s末人正在向下匀速运动 D．下蹲过程中人的最大加速度约为5m/s2 18．（多选）“神舟十三号”飞船采用“快速返回技术”。在距离地面处时，反推发动机点火，返回舱速度由减至软着陆，此阶段的运动可看作匀减速直线运动。则此阶段（　　） A．航天员处于超重状态 B．航天员处于失重状态 C．航天员的加速度大小为 D．返回舱运动的时间为 19．（多选）如图甲所示是创造了中国载人深潜新纪录的“奋斗者号”潜水器，当前“奋斗者号”完成下潜任务后，要沿竖直方向上浮返回水面，其上浮的图像如图乙所示。已知“奋斗者号”在内的总质量为，下潜时通过吸入或排出海水改变自身总重，但艇身体积不变，且海水密度均匀，则下列说法正确的是（　　） A．内，“奋斗者号”处于超重状态 B．内，“奋斗者号”的加速度大小为 C．内，“奋斗者号”的总质量大于 D．内，“奋斗者号”上浮的深度为 20．（多选）人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像（F-t图像）如图所示，重力加速度，则（　　） A．人的体重为50kg B．人在下蹲过程中，力的示数先变小后变大 C．人在站起过程中，先失重后超重 D．人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作 21．如图甲所示，某物理兴趣小组利用低成本实验材料制作了一个便携力学传感器，能实时显示压力F—时间t图像，并能够进行数据分析。研究小组使用它在课堂上模拟电梯的上升和下降过程，把砝码水平放置在传感器上面，拉住细绳使传感器从静止开始，在竖直方向上运动。一段时间后得到的图像如下图乙所示，从图像上选取的点的力学数据如下表1所示，重力加速度g取。 表1 点 A B C E F G H I 力/N 0.50 0.81 0.21 0.03 0.15 0.74 0.08 0.98 请你分析以上图像和表格信息，回答下列问题： (1)该小组使用的钩码质量为______ A．0.5g B．5g C．50g D．500g (2)在A至I点中，钩码处于失重状态且加速度小于的点有 (3)从D点到E点，钩码的加速度变化情况是______ A．先向上减小  后向下减小 B．先向上减小  后向下增大 C．先向下增大  后向下增大 D．先向上增大  后向下减小 22．举重运动员在地面上能举起120 kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100 kg的重物，求： （1）升降机运动的加速度大小； （2）若在以2.5 m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？（g取10 m/s2） 23．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？ 24．关于超重与失重，下列说法中正确的是（   ） A．物体在水平桌面上，给物体一个向下的压力，物体对水平桌面的压力将大于重力，因此，物体处于超重状态 B．物体静止在倾角为的斜面上，物体对斜面的压力大小为，并小于物体的重力，所以物体处于失重状态 C．物体处于失重状态时，所受的重力仍然不变 D．物体在月球时受到的重力小于在地球时受到的重力，因此处于失重状态 25．2024年8月6日，在巴黎奥运会女子10米跳台决赛中，17岁的中国选手全红婵卫冕成功夺得了该项目的金牌。若将10米跳台跳水简化为竖直方向的直线运动，以全红婵离开跳台时作为计时起点，取竖直向下为正方向，其运动的v-t图像如图所示，0~1.8s、2.1~2.7s内图线为直线，1.8~2.1s内图线为曲线，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则（　　） A．在0~0.4s和0.4~1.8s时间内，加速度方向相反 B．t=1.8s时，速度大小为14m/s C．t=1.9s时，全红婵重心到达最高点 D．2.1~2.7s内全红婵处于失重状态 26．某同学在力传感器上完成“下蹲”或“起立”动作，力传感器的示数随时间变化的情况如图，下列说法中不正确的是（　　） A．该同学体重约为50kg B．无论是“起立”或“下蹲”，重力并未改变 C．0~2s内该同学完成的动作是先“下蹲”后“起立” D．4~6s内该同学完成的动作是“起立” 27．（多选）国家规定民用电梯的加速度应在至之间，如图所示为某国产品牌电梯竖直向上运行时的关系图像，下列说法正确的是（　　） A．该电梯所设置的加速度不符合国家规定 B．0-3s内电梯处于超重状态 C．电梯在2s时与7s时的加速度大小之比为4：3 D．电梯10s内上升的总高度为20m 28．（多选）现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（    ） A．在时间内手机先加速后减速 B．在时刻手机到达最高点 C．在时间内，手机处于失重状态 D．在时间内手机受到的支持力逐渐减小 29．（多选）2024年9月11日12时，我国自主研发的朱雀三号VTVL-1在酒泉卫星发射中心圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验，假设火箭从最高点自由下落2s后遥控打开降落伞减速，开伞后最初一段距离内火箭速度v与开伞后下降的距离x之间满足关系式： ，其中C为特定常数，开伞下降距离d后以5m/s的速度匀速下降直到落地，为了简便计算，忽略在开伞前受到的空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则下列判断正确的是（　　） A．常数C的值为0.5 B．开伞后下降距离 C．开伞后火箭处于失重状态 D．从开伞到匀速过程平均速度大小为12.5m/s 30．（多选）国家粮食储备仓库工人利用传送带从车上卸粮食。如图1所示，以某一恒定速率运行的传送带与水平面的夹角，转轴间距。工人沿传送方向以速度从传送带顶端推下粮袋（视为质点），4.5s时粮袋运动到传送带底端，粮袋在传送带上运动的图像如图2所示。已知，，重力加速度g取，则（　　） A．在t=0.5s时刻，粮袋所受摩擦力方向改变 B．粮袋与传送带间的动摩擦因数为0.8 C．传送带运行的速度大小为 D．在内粮袋处于失重状态 31．如图，倾斜的光滑杆与水平方向的夹角为37°，一质量为m=1kg的小环套在杆上位于底端，现施加一个竖直向上的拉力F作用在小环上，作用时间t1=1s后撤掉该力，小环再经时间t2=1s恰好返回杆的底端（最初出发处）。（g=10m/s2），下列说法正确的是（　　） A．恒力F的大小为12N B．滑块返回斜面底端时的速度为6m/s C．滑块撤掉F前后的加速度分别2m/s2和6m/s2 D．撤掉F之前，小环处于超重状态；撤掉F之后到返回出发点之前，小环处于失重状态 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、单选题（4分/题，共32分） 1．神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆，在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速，返回舱速度大大减小，在减速过程中（　　） A．返回舱受到的合力向下 B．返回舱处于平衡状态 C．返回舱处于失重状态 D．返回舱处于超重状态 2．如图所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感觉。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下（　　） A．自由下落阶段，人处于超重状态 B．自由下落阶段，人所受合外力为零 C．制动系统启动后，人处于失重状态 D．制动系统启动后，人所受合外力向上 3．如图所示为商场中常见的两种电梯，甲是扶梯，乙是直梯。某乘客分别乘坐不同的电梯上楼（乘客相对电梯静止），则当电梯都加速上升时（加速度方向如图所示），下列说法正确的是（　　） A．甲电梯上的乘客处于超重状态 B．乙电梯中的乘客处于失重状态 C．甲电梯上的乘客受到的支持力与重力平衡 D．甲、乙电梯中的乘客都受到重力、支持力和摩擦力的作用 4．2025年哈尔滨亚洲冬季运动会即将于2月7日到2月14日举行。自由式滑雪空中技巧双人同步项目是亚冬会的新增项目，如图所示为运动员某次训练赛过程中的精彩瞬间，下列说法正确的是（　　） A．技术裁判可以把在空中下落的运动员看作质点 B．运动员下落过程中他感觉地面在上升 C．运动员在下落过程中处于超重状态 D．下落过程中运动员速度增大，惯性也增大 5．2024年巴黎奥运会中国体育代表团获得40金，创下参加境外奥运会金牌数最多的纪录，金牌总数第一。其中，全红婵获10米跳台跳水冠军，樊振东获乒乓球男子单打冠军，郑钦文获网球女子单打冠军，杨家玉获田径女子20公里竞走冠军，下列关于运动和力的说法，正确的是（　　） A．全红婵跳水下落时看到水面迎面扑来是选择水面为参考系 B．研究樊振东在乒乓球比赛中乒乓球的旋转时，可以将乒乓球视为质点 C．郑钦文击出的网球在空中运动到最高点时，网球处于失重状态 D．杨家玉竞走过程中所受地面的摩擦力为滑动摩擦力 6．一部电梯在竖直方向上运行，其简化模型如图甲所示。某学习小组利用智能手机在此运行的电梯中进行实验探究。实验过程中，手机水平放置，屏幕朝上，以竖直向上为正方向，手机软件记录下了电梯运行过程中的速度随时间变化的关系，如图乙所示，关于记录时间内电梯的运动，下列说法正确的是（　　） A．35s时，电梯处于静止阶段 B．35s时，电梯处于超重状态 C．50s时，电梯向上运动到最高点 D．50s时，电梯回到了最初位置 7．某无人机研制单位测试无人机的试飞状态，他们测得无人机的加速度与时间的关系图像如图所示，竖直向上为正方向。已知时刻无人机从地面起飞，时刻无人机的速度为0.下列说法中正确的是（　　） A．时间内，无人机先处于超重状态后处于失重状态 B．时间内，时刻无人机的动能最大 C．时间内，无人机始终向上运动 D．时刻无人机的升力一定是时刻无人机升力的2倍 8．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，已知重力加速度g=10m/s2，由此可判断（　　） A．乘客处于超重状态 B．电梯可能加速下降，加速度大小为5m/s2 C．电梯可能减速上升，加速度大小为2.5m/s2 D．乘客对电梯地板的压力为625N 二、多选题（漏选得3分，全对得5分，错选得0分，共25分） 9．如图甲所示，快递公司利用无人机配送快递。某次快递员操作无人机竖直向上配送快递，由地面送至了10楼阳台，该过程中无人机飞行的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时间内，无人机做匀加速直线运动 B．时间内，无人机的平均速度小于 C．时刻，无人机上升到10楼阳台 D．时间内，无人机处于超重状态 10．很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（　　） A．手机在时刻改变运动方向 B．手机在时刻对手的压力最大 C．手机在时刻运动到最高点 D．手机在时间内，手机先超重后失重 11．某高层住宅楼层高为3m，小明从一楼乘电梯回家，用智能手机记录了电梯运行的速度随时间变化关系，如图所示。取竖直向上为正方向，根据图像可知（　　） A．2s末电梯速度方向与8s末速度方向相反 B．2s末电梯加速度方向与8s末加速度方向相反 C．0~3s内，小明处于超重状态 D．小明家所在楼层为14层 12．2025年亚冬会期间无人机高速巡检情境如图甲所示，若两架无人机甲、乙从地面由静止开始竖直向上飞行，其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．无人机甲在时处于超重状态 B．无人机甲在时飞到了最高点 C．两架无人机在内的平均速度大小相等 D．无人机甲在内的位移小于无人机乙在内的位移 13．如图，物块A通过细绳悬挂于电梯侧壁的O点，A与侧壁间夹有薄木板B，绳与侧壁夹角为θ，已知A、B质量分别为M、m，A、B间摩擦忽略不计。当电梯静止时，B恰好不滑落，重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．电梯竖直加速上升时，木板B会滑落 B．电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，木板B会滑落 C．当电梯以加速度a竖直加速上升时，绳子拉力 D．当电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，A对B的压力 三、实验题（2分/空，共16分） 14．某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。 (1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车 。（选填正确答案标号） a.能在轨道上保持静止 b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 (2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。 ①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。时，物体处于 （选填“超重”或“失重”）状态；以为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、 ②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其图像为图丁中的图线 。（选填“b”“c”或“d”） 15．为了研究失重与超重现象，某同学将一质量为的小球用拉力传感器悬挂在升降机内，如图1所示，升降机启动后，通过电脑描绘出某段时间内拉力F随着时间t变化的关系图像如图2所示。已知重力加速度g取，不计空气阻力。回答下列问题：（计算结果均保留2位有效数字） (1)在传感器有示数的时间内，升降机的最大加速度大小为 ，此时加速度的方向为 （选填“向上”或“向下”）。 (2)时小球处于 （选填“失重”或“超重”）状态，此时加速度的大小为 ，升降机的运动可能是 。 A．向上加速运动    B．向上减速运动 C．向下加速运动    D．向下减速运动 四、解答题（16题6分，17题6分，18题6分，19题9分，共27分） 16．小明将重物静止悬挂在力传感器下如图（a）所示，从t时刻起，小明手持力传感器沿竖直方向运动，如图（b）为得到的力传感器示数F随时间t的变化图像，忽略空气阻力。请解答下列问题： (1)指出重物在时间内超重和失重的情况； (2)推断重物在时间内的运动方向，并分析其原因； (3)指出重物在时间内，何时速度最大？ 17．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？ 18．2020年1月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。如图所示为长征五号系列运载火箭，其箭体长度56.97米，火箭起飞质量为860吨，初始的推力是10524千牛（忽略空气阻力）。求: （1）火箭竖直向上起动时的加速度为多少？这一过程中，火箭处于超重还是失重状态？ （2）观察到火箭飞离发射塔用时8秒钟，估算发射塔的高度。 （3）随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，假设其推力大小不变，则其加速度大小将如何变化？ 19．上海中心大厦是由美国Gensler建筑设计事务所设计，总高度632 m，是世界第二高建筑，游客乘坐世界最快观光电梯从观景台下行开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达地面只需70 s，运行的最大速度为10 m/s。东东同学将一台秤静置于观光电梯地板上，将质量为2.4 kg的物体放置于台秤上，在电梯加速阶段台秤示数为22.8 N，电梯减速运动到地面的时间为10 s，若电梯加速、减速过程可视为匀变速直线运动，匀速运动时的速度达到最大值，求: （1）电梯在加速下降过程中，电梯中乘客处于超重还是失重状态； （2）观景台的高度； （3）电梯减速阶段物体对台秤的压力。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 衔接点19 超重和失重 初中阶段 高中阶段 对超重和失重现象有初步感性认识。通过生活实例，如乘坐电梯时感受加速上升时的 “变重”、减速下降时的 “变轻”，理解超重和失重并非物体实际重力改变，而是人对支持物压力或对悬挂物拉力感觉上的变化。能简单判断常见运动状态下是否存在超重、失重现象，例如知道加速上升的电梯里人处于超重状态，加速下降的电梯里人处于失重状态，为高中深入学习奠定基础。 从本质上理解超重和失重。明确超重是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，此时物体具有竖直向上的加速度；失重是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，物体具有竖直向下的加速度。能够运用牛顿第二定律，通过对物体进行受力分析，定量计算超重和失重状态下支持力或拉力的大小。还要能分析复杂运动情境中的超重和失重问题，如在竖直面内做圆周运动的物体在不同位置的超重、失重情况，以及结合运动学知识，理解超重和失重与物体运动状态变化的关系，提升综合分析问题的能力。 衔接指引 初中阶段考查形式：多以选择题和简答题出现。 高中阶段考查形式：选择题、实验题和计算题。 知新高中知识 一、重力的测量 1.基本概念 （1）实重:物体 实际 所受的重力。 （2）视重:弹簧测力计或台的示数叫物体的视重。 2.重力的两种常用测量方法 方法一：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，利用牛顿第二定律可得重力为G=mg 方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的 拉力或支持力 的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小这是测量重力最常用的方法。 二、超重和失重 1.视重 （1）视重：体重计的 示数 ，反映的是人对体重计的 压力 大小。依据： 牛顿第三定律 。 （2）实重：物体 实际 的重力大小。 （3）视重与实重相等的条件： 静止 或 匀速 直线运动。 2.静止体重计上的超重和失重 （1）失重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力） 小于 物体所受重力的现象，叫作失重现象。 （2）超重：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力） 大于 物体所受重力的现象，叫作超重现象。 （3）超重、失重和完全失重的比较 特征 状态 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a)>mg 向上加速或向下减速 失重 向下 F＝m(g－a)<mg(a<g) 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、沿圆轨道运行的卫星 3.电梯里的超重和失重 类型 v方向 a方向 现象 加速上升 向上 向上 超重 减速上升 向上 向下 失重 加速下降 向下 向下 失重 减速下降 向下 向上 超重 (1)当加速度方向 向上 时，物体发生 超重 现象， (2)当加速度方向 向下 时，物体发生 失重 现象。 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于 零 的情况称为 完全失重 现象。 例1、北京时间2024年12月17日2时50分，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将航天宏图PIESAT-209~12星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，下列说法正确的是（　　） A．“2024年12月17日2时50分”指的是时间间隔 B．研究卫星进入预定轨道后的运动轨迹时，可将卫星看作质点 C．卫星从发射到进入预定轨道的过程中，位移大小等于路程 D．卫星直线加速升空的过程中，有可能处于失重状态 【答案】B 【解析】A．“2024年12月17日2时50分”是一个特定的瞬间，在时间轴上对应的是一个点，指的是时刻，而不是时间间隔，故A错误； B．研究卫星进入预定轨道后的运动轨迹时，卫星的大小和形状相对于其运动轨迹来说可以忽略不计，不会影响对其运动轨迹的研究，因此可将卫星看作质点，故B正确； C．卫星从发射到进入预定轨道的过程中，其运动轨迹不是直线，位移大小是从发射点到预定轨道位置的有向线段的长度，而路程是其运动轨迹的长度，二者不相等，故C错误； D．卫星直线加速升空的过程中，加速度方向竖直向上，不可能处于失重状态，故D错误。 故选B。 例2、跳伞运动已经成为全球最为普及的航空体育项目之一。跳伞运动员从高空悬停的直升机内跳下，运动员竖直向下运动，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．末运动员处于超重状态 B．末运动员的速度方向改变 C．运动员在内的平均速度大小大于 D．内运动员做加速度逐渐增大的减速运动 【答案】C 【解析】A．末运动员的加速度向下，运动员处于失重状态，故A错误； B．末，运动员的速度方向仍然为正方向，故B错误； C．内，如果物体做匀加速直线运动，平均速度 而运动员在内的位移大于做匀加速直线运动的位移，由知，时间相同，位移越大，平均速度就越大，所以运动员在的平均速度大于，故C正确； D．图像的斜率表示加速度，斜率绝对值逐渐减小，说明运动员做加速度逐渐减小的减速运动，故D错误。 故选C。 例3、2025年大火电影《哪吒之魔童闹海》中，哪吒驾驭风火轮飞行，如图所示，哪吒含装备在风火轮作用下竖直向上先加速再减速到最高点，然后再水平向右匀加速移动一段距离，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（　　） A．加速上升过程中，哪吒处于失重状态 B．减速上升过程中，哪吒处于超重状态 C．水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力斜向右上方 D．水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力竖直向上 【答案】C 【解析】AB．加速上升过程中，加速度向上，哪吒处于超重状态，减速上升过程中，加速度向下，哪吒处于失重状态，故AB错误； CD．水平匀加速移动过程中，根据受力分析和牛顿第二定律知，哪吒受到重力、风火轮的作用力以及水平向左的阻力，合力水平向右，所以风火轮对哪吒作用力应斜向右上方，故C正确、D错误。 故选C。 对超重、失重的理解 1.物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。 2.发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化。 3.发生完全失重现象时，与重力有关的一切现象都将消失．比如物体对支持物无压力、摆钟将停止摆动……，靠重力使用的仪器也不能再使用(如天平)．只受重力作用的一切抛体运动，都处于完全失重状态。 例4、快递员手拿快递乘电梯送货上楼，快递员进入电梯后，电梯向上运行的图像如图所示，则在乘坐电梯过程中，快递员感觉货物“最轻”的时间段是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】感觉“最轻”是指货物对手的压力最小时，由牛顿第二定律可知，当电梯向上减速时，加速度向下，货物失重，此时货物对手的压力最小，由图可知为阶段。 故选B。 例5、许多商场安装了智能化的自动扶梯，无人乘行时扶梯运转得很慢，乘客站上扶梯时，扶梯会和乘客一起先慢慢加速一段时间，再匀速运行，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．在加速阶段，乘客对扶梯的压力小于乘客自己的重力 B．在加速阶段，乘客对扶梯的压力大于乘客自己的重力 C．在加速阶段，乘客对扶梯的压力等于乘客自己的重力 D．在加速阶段，乘客对扶梯的压力小于扶梯对乘客的支持力 【答案】B 【解析】ABC．在加速阶段，加速度有向上的分量，可知乘客超重，即乘客对扶梯的压力大于乘客自己的重力，选项AC错误，B正确； D．乘客对扶梯的压力与扶梯对乘客的支持力是相互作用力，总是等大反向，选项D错误。 故选B。 例6、一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（段图像为直线）。乘客的速度大小用v表示，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A．乘客上升全过程中，v一直增大 B．时间内，v增大，乘客处于失重状态 C．时间内，v减小，乘客处于超重状态 D．时间内，v减小，乘客处于失重状态 【答案】D 【解析】A．根据x-t图像的斜率表示速度，乘客向上先加速，再匀速，最后减速，故A错误； B．由图可知在时间内，v增大，该时间段内乘客加速上升，加速度方向向上，处于超重状态，故B错误； C．在时间内，x-t图像的斜率保持不变，乘客的速度不变，乘客向上做匀速直线运动，处于平衡状态，故C错误； D．在时间内，x-t图像的斜率变小，v减小，乘客向上做减速运动，加速度方向向下，处于失重状态，故D正确。 故选D。 例7、小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重计上，小明质量为55 kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知电梯此时一定处于静止状态 B．由图乙可知小明此时一定向下加速运动 C．由图乙可知电梯此时一定处于加速上升状态 D．由图乙可知电梯此时的加速度约为0.7 m/s2 【答案】D 【解析】A．由题图甲可知小明处于平衡状态，电梯此时处于静止或匀速运动状态，A错误； BC．由题图乙可知小明处于超重状态，有向上的加速度，则电梯向上加速或向下减速，B错误；C错误； D．此时小明受到的支持力大小为 则加速度大小为，D正确。 故选D。 判断超重、失重状态的方法 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，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态． 2.从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态． 3.从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态． 例8、起重机吊着货物在竖直方向做直线运动，货物的位移随时间变化的关系图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．若货物在时间内处于超重状态，则货物一定是向下运动的 B．若货物在时间内处于失重状态，则货物一定是向下运动的 C．在时间内，起重机对货物的拉力一定越来越小 D．货物在时间内的平均速度小于时间内的平均速度 【答案】A 【解析】A．若货物在0∼t3时间内处于超重状态，加速度向上，位移随时间变化图像的斜率越来越小，则速度越来越小，则货物一定是向下做减速运动，故A正确； B．若货物在时间内处于失重状态，则加速度向下，再由速度减小，则货物一定向上减速运动，故B错误； C． 仅由图像无法判断出货物是否做匀变速直线运动，起重机对货物的拉力可能是恒力，也可能是变力，故C错误； D．根据，两端时间内位移相同，t1∼t2的时间小于t2∼t3的时间，货物在时间内的平均速度大于时间内的平均速度，故D错误。 故选 A。 例9、2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭成功发射，并与空间站完成自主对接，对接过程历时约6.5小时。下列说法正确的是（　　） A．6.5小时是指时刻 B．在空间站无法用弹簧测力计测量物体重力 C．研究飞船对接时姿势调整，可以将其视为质点 D．运载火箭刚离开地面的瞬间，速度和加速度大小均为0 【答案】B 【解析】A．6.5小时指的是时间间隔，故A错误； B．在飞船内处于完全失重状态，无法用弹簧测力计测量物体重力，故B正确； C．研究飞船的姿态调整问题时，飞船的形状、大小不能忽略不计，不可以将其视为质点，故C错误； D．运载火箭刚离开地面的瞬间，速度为0，加速度大小不为0，故D错误。 故选B。 例10、如图（a）中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图（b）为建筑材料被吊车竖直提升过程的运动图像（竖直向上为正方向），根据图像可知下列判断正确的是（　　） A．在钢索最容易发生断裂 B．材料处于完全失重状态 C．材料处于超重状态 D．36s时材料离地面的距离最大 【答案】D 【解析】D．由图像可知，内材料一直向上运动，后材料向下运动，所以36s时材料离地面的距离最大，故D正确； AC．由图像可知，内材料向上加速运动，处于超重状态，内材料向上匀速运动，处于平衡状态；内材料向上减速运动，处于失重状态；内材料向下加速运动，处于失重状态；则内钢索的张力最大，钢索最容易发生断裂，故AC错误； B．根据图像的斜率表示加速度，可知内材料的加速度为 可知材料处于失重状态，但不是处于完全失重状态，故B错误。 故选D。 例11、一学习小组在教室里取一个旧矿泉水瓶，在其底部侧面开一个小孔，如图所示，用手指按住小孔并装满水，放开按住的手指后，立即释放瓶子让其自由下落，不计空气阻力。关于瓶子中的水，下列说法中正确的是（    ） A．下落的加速度变大 B．处于完全失重状态，不会喷出来 C．仍会从小孔喷出来，且喷射的速度与释放前一样大 D．仍会从小孔喷出来，但喷射的速度比释放前的小些 【答案】B 【解析】瓶子和水在空中做自由落体运动，都具有同样的加速度g，都处于完全失重状态，此时瓶子和水之间没有作用力，故水不会喷出来。 故选B。 例12、图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。图乙是根据力传感器采集到的数据画出的力—时间图像。两图中a~g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。根据图像可知（　　） A．d点位置对应人处于跳起的最高点 B．c点位置对应人处于失重状态 C．b点位置对应人处于下蹲过程的最低点 D．b点位置对应人处于失重状态 【答案】D 【解析】AB．由题图乙可知，人的重力约为500 N，d、c点位置人所受支持力大于重力，尚未离地，且人的加速度向上，处于超重状态，A、B错误； CD．b点位置人所受支持力小于重力，人的加速度向下，处于失重状态，且b点位置对应人处于下蹲过程，加速度方向向下，处于减速阶段，还没有到达最低点，C错误，D正确。 故选D。 例13、小红和小明用体重计研究人在观光升降电梯中的超重和失重现象。在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时小红站在体重计上。在升降电梯运动过程中，小明观察到体重计的示数随时间变化的图像如图所示。已知升降电梯从时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速运动和匀减速运动，在时停止，。下列说法正确的是（　　） A．小红在内重力增加了，小红处于超重状态 B．升降电梯在小明观察的这段时间内向下运动 C．小红在内匀速运动的速度为 D．小红在内位移为22m 【答案】C 【解析】A．由图像可知，小红在内处于超重状态，但小红的重力保持不变，故A错误； B．由题意可知在内由静止开始匀加速运动，小红在这段时间内处于超重状态，加速度方向向上，可知升降电梯在小明观察的这段时间内向上运动，故B错误； C．小红在内的加速度大小为 可知小红在时的速度为 则小红在内匀速运动的速度为，故C正确； D．小红在内的位移为 小红在内的位移为 小红在时停止，则的位移为 小红在内位移为 故D错误。 故选C。 例14、（多选）如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧测力计，其下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时测力计的示数为。在某时刻测力计的示数变为，关于电梯的运动，下列说法正确的是（g取）（　　） A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为 B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为 C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为 D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为 【答案】BC 【解析】电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为，知重物的重力等于，当示数变为时，对重物有，解得，方向竖直向下，则电梯的加速度大小为，方向竖直向下，电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动，故B、C正确。 例15、（多选）2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。若一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来如图所示。运动过程中不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．6.6s时运动员的运动方向向下 B．运动员在6～6.6s内处于超重状态 C．运动员在0～12s内的最大加速度大小为30m/s2 D．运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为3.2m 【答案】BC 【解析】A．6.6秒到6.8秒传感器压力小于500N，6.8-8.4做竖直上抛运动，由此可知 6.6秒运动员运动方向向上，故A错误； B．6秒到6.6秒内所受弹力大于500N大于自身重力处于超重状态，故B正确； C．0到12秒内所受弹力最大为2000N，加速度最大 解得 a=30m/s2 故C正确； D．由图可知从6.8秒到8.4秒做竖直上抛运动，即上升、下降的过程一共是1.6s，所以单程的时间为0.8s，根据位移-时间公式 根据对称性可得运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为6.4m，故D错误。 故选BC。 例16、（多选）纵跳是体育运动的基本动作之一，可以分为原地纵跳和助跑纵跳。如图甲所示，人光脚在原地纵跳时，快速下蹲后立即蹬伸，在起跳过程中，人受到地面的支持力随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．地面对人的支持力是由于地面发生微小形变引起的 B．人能够原地纵跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力 C．在点人达到最大速度 D．曲线上的A点表示人下蹲至最低点 【答案】AC 【解析】A．地面对人的支持力是由于地面发生微小形变引起的，A正确； B．根据牛顿第三定律知，地面对人的支持力大小等于人对地面的压力大小，B错误； C．人处于C点时，加速起立结束，加速度为零，速度最大，C正确； D．人处于A点时，仍处于加速下蹲阶段，没有下蹲到最低点，D错误。 故选AC。 1．北京时间2024年7月27日，巴黎奥运会女子双人三米跳板决赛，陈艺文和昌雅妮夺得金牌，中国跳水梦之队迎来开门红。运动员站在跳板上下蹲起跳，跳板的形变示意图如图所示，其中位置为平衡位置，则运动员处于失重状态的过程是（　　） A．由位置到位置 B．由位置到位置 C．由位置到位置 D．由位置到位置 【答案】B 【解析】对运动员受力分析可知，由位置到位置，运动员具有向下的加速度，处于失重状态，而其余过程运动员具有向上的加速度，处于超重状态。 故选B。 2．如图所示，在春晚节目《秧BOT》中，机器人在舞台上载歌载舞，最后将高速旋转的手绢抛向空中送给观众。下列说法正确的是（　　） A．欣赏机器人的舞蹈，可将其视作质点 B．机器人在跳舞时重心位置始终不变 C．手绢被抛出后始终处于超重状态 D．手对手绢的力的大小始终等于手绢对手的力的大小 【答案】D 【解析】A．欣赏机器人的舞蹈，机器人的大小和形状不可以忽略不计，不可将其视作质点，故A错误； B．机器人在跳舞时重心位置可以发生变化，故B错误； C．手绢被抛出后只受重力，始终处于失重状态，故C错误； D．根据牛顿第三定律，手对手绢的力的大小始终等于手绢对手的力的大小，故D正确。 故选D。 3．如图甲所示为春节期间某个小朋友释放的火箭炮，其运动过程中的图像如图乙所示，其中Oa、bc、cd段均为直线。假设火箭炮运动过程中受到的空气阻力大小保持不变，在t3时刻燃料耗尽，t5时刻落回到地面，火箭炮燃料消耗对质量的影响不能忽略，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（　　） A．火箭炮在时刻上升到最高点 B．火箭炮在bc、cd段均做匀变速直线运动，加速度方向相反 C．时间内，火箭炮受到的推力在逐渐减小 D．时间内，火箭炮处于超重状态 【答案】C 【解析】A．由图像可知，0-火箭炮先向上加速，再向上减速，故火箭炮在时刻上升到最高点，A答案错误； B．火箭炮在bc、cd段均做匀变速直线运动，加速度方向相同，B答案错误； C．时间内，对火箭炮有不变，在减小，也减小，C答案正确； D．时间内，火箭炮的加速度竖直向下，处于失重状态，D答案错误。 故选C。 4．2024年是我国探月工程中关键性的一年，5月3日，嫦娥六号由“长征五号”运载火箭发射升空，成功从月球背面采样后返回地球。火箭点火后，燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，下列说法正确的是（　　） A．火箭飞离地面后，将不受重力作用 B．加速上升过程中嫦娥六号处于失重状态 C．喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对平衡力 D．火箭对喷出的燃气的作用力与喷出的燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力 【答案】D 【解析】A．火箭飞离地面后仍然受重力作用，故A错误； B．加速上升过程中嫦娥六号的加速度向上，处于超重状态，故B错误； C．喷出的燃气对火箭的作用力比火箭的重力大，不是平衡力，故C错误； D．根据牛顿第三定律可知，火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力，故D正确。 故选D。 5．如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知（　　） A．小球正在上升 B．小球正在做加速运动 C．小球处于失重状态 D．小球加速度逐渐增大 【答案】C 【解析】AB．无论球是向上还是向下，只要加速度向下，即可以拍出如图所示照片，故小球可能加速向下或者减速向上，即无法确定小球的运动方向，故AB错误； CD．由图可知，无论小球是向上还是向下运动，加速度均应向下，故小球处于失重状态，加速度可能不变，故C正确，D错误。 故选C。 6．近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，此时力传感器示数为1200N．打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知人与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（    ） A．打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为 B．从A到B过程，体验者做加速度增大的加速运动 C．在B点，体验者所受合力最大 D．在C点，体验者处于超重状态 【答案】A 【解析】A．传感器示数，设此时弹性绳的弹力大小为F，由平衡条件有 解得 打开扣环瞬间，由牛顿第二定律有 解得，故A正确； B．体验者从A到B过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力减小，人所受合力减小，加速度减小，到达B点时弹性绳的弹力与重力相等，合力为零，故人做加速度不断减小的加速运动，故B错误； C．在B点时速度最大，故体验者所受合力为零，故C错误； D．在B点时速度最大，C点速度为0，可知B到C过程人做减速运动，加速度向下，故人处于失重状态，故D错误。 故选A。 7．奥运冠军全红婵在巴黎奥运会上再次上演“水花消失术”夺冠。在女子10 m跳台的决赛中（下面研究过程将全红婵视为质点），全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5 m/s，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为35 kg，重力加速度大小取g=10 m/s2，则（　　） A．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态 B．入水后全红婵处于失重状态 C．全红婵在空中运动的时间为1.5s D．入水后全红婵受到水的阻力为612.5 N 【答案】D 【解析】A．跳离跳台后上升阶段，加速度竖直向下，则全红婵处于失重状态，A错误； B．入水后全红婵的加速度竖直向上，处于超重状态，B错误； C．以竖直向上为正方向，则根据，可得t=2 s，即全红婵在空中运动的时间为2 s，C错误； D．入水时的速度v1=v0-gt=-15 m/s，在水中的加速度大小，方向竖直向上，根据牛顿第二定律可知F阻=mg＋ma=35×10 N＋35×7.5 N=612.5 N，D正确。 故选D。 8．如图1所示，某同学做引体向上中，两手正单杠，两脚离地，两臂自然下垂伸直，用背阔肌的收缩力量将身体往上拉起，当下巴超过单杠时稍作停顿（时间可忽略），然后逐渐放松背阔肌，让身体下降，直到回到初始位置，此后重复进行。图2是该同学在做第一个完整动作的过程中其重心速度随时间变化的图像，规定竖直向上为正方向，则图像中单杠对该同学支持力最大的时刻为（   ） A．t1时刻 B．t2时刻 C．t3时刻 D．t4时刻 【答案】D 【解析】速度随时间变化图像的斜率表示加速度，设单杠对该同学的支持力大小为FN，据牛顿第二定律有 当该同学竖直向上的加速度最大时，单杠对运动员的支持力FN最大，由v-t图像判断可知，图中0时刻和t4时刻单杠对该同学的支持力最大。 故选D。 9．如图所示，“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，a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊时的平衡位置，且。假设弹性绳产生的弹力与伸长量之间的关系遵循胡克定律，空气阻力不计。人从P点落下运动到c点的过程中，下列说法错误的是（　　） A．在Pa段，人做自由落体运动 B．从a点开始，人做减速运动 C．在bc段，人处于超重状态 D．在c点，人的速度为0 【答案】B 【解析】在Pa段，人只受重力作用，人做自由落体运动，A正确；在b点受力平衡，合力等于0，加速度等于0，速度最大，所以从a点到b点，人做加速运动，B错误；在b点速度最大，在bc段，向下减速运动，加速度向上，到c点时速度为0，人处于超重状态，C、D正确。 10．近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，此时力传感器示数为1200N。打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知人与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为 B．从A到B过程，体验者做加速度增大的加速运动 C．在B点，体验者所受合力最大 D．在C点，体验者处于超重状态 【答案】A 【解析】A．传感器示数，设此时弹性绳的弹力大小为F，由平衡条件有 解得 打开扣环瞬间，由牛顿第二定律有 解得 A正确； B．体验者从A到B过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力减小，人所受合力减小，加速度减小，到达B点时弹性绳的弹力与重力相等，合力为零，故人做加速度不断减小的加速运动，B错误； C．在B点时速度最大，故体验者所受合力为零，C错误； D．在B点时速度最大，C点速度为0，可知B到C过程人做减速运动，加速度向下，故人处于失重状态，D错误。 故选A。 11．春风和煦，义乌市民广场上有许多人在放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中。乙图是甲图的情境模型，OL代表风筝线，MN代表风筝截面，截面与水平面夹角θ保持不变。假设风向水平，风速稳定，保持筝线拉力大小保持不变，则下列同学的判断正确的是（　　） A．若持线人在地上向左移动些许，风筝将呈现失重状态 B．若持线人在地上向右移动些许，风筝高度将下降 C．图示情境下，风筝不可能静止在空中 D．图示情境下，风筝受到四个力的作用 【答案】A 【解析】A．对风筝受力分析，风筝受到竖直向下的重力G、风筝线的拉力T、风力F。若持线人在地上向左移动些许，风筝线拉力大小保持不变，风筝线与竖直方向的夹角减小，拉力的竖直分量增大，合力有竖直向下的分量，则风筝有竖直向下的分加速度，将呈现失重状态，故A正确； B．若持线人在地上向右移动些许，风筝线与竖直方向的夹角增大，拉力的竖直向下的分量减小，风筝高度将上升，故B错误； C．图示情境下，当风筝受到的向下的重力G、风筝线的拉力T、垂直风筝面的斜向上的风力F三力平衡时，风筝可以静止在空中，故C错误； D．图示情境下，当风筝受到的重力G、风筝线的拉力T、风力F共三个力，故D错误。 故选A。 12．自动扶梯是一种用于运送乘客的固定电力驱动设备，广泛应用于商场、车站等公共场所。如图甲所示，某乘客乘坐自动扶梯时双手没有接触扶梯，乘客与自动扶梯始终保持相对静止，乘客速度为v，乘客的位移x随时间t变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．若v方向斜向上，则0~时间内，乘客处于失重状态 B．若v方向斜向上，则时间内，乘客处于超重状态 C．若v方向斜向下，则0~时间内，乘客处于失重状态 D．若v方向斜向下，则时间内，乘客处于失重状态 【答案】C 【解析】AB．x-t图像的斜率表示速度，0~时间内，乘客做加速运动，若v方向斜向上，则加速度方向斜向上，乘客处于超重状态；时间内，乘客做减速运动，若v方向斜向上，则加速度方向斜向下，乘客处于失重状态，AB项错误。 CD．若v方向斜向下，0~时间内，乘客做加速运动，则加速度方向斜向下，乘客处于失重状态；时间内，乘客做减速运动，则加速度方向斜向上，乘客处于超重状态，C项正确、D项错误。 故选C。 13．如图所示，一个质量为3m的箱子放在台秤的托盘上，箱内有一质量为m的圆环A，A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接，A的下端用细线系在箱子的底部，细线绷紧，拉力大小为mg，整个系统处于静止状态。现将细线剪断，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．剪断细线前，台秤读数为3mg B．剪断细线的瞬间，台秤读数不变 C．剪断细线后，圆环A向上运动至最高点的过程中，台秤读数将一直增大 D．剪断细线后，圆环A向上运动至最高点的过程中，圆环A将先超重后失重 【答案】D 【解析】A．未剪断绳子前，对圆环和箱子整体分析，可知台秤示数，故A错误； B．剪断细线的瞬间，细线对箱子向上的拉力消失，弹簧弹力在瞬间不发生变化，导致箱子对台秤的压力增大，因此台秤的读数将突然变大，故B错误； CD．剪断细绳前，对圆环进行受力分析可知，圆环受到重力、细绳的拉力和弹簧的弹力的作用受力平衡，所以 剪断细线的瞬间，对圆环进行受力分析有 解得 且方向竖直向上，由此可知圆环向上先做加速运动后做减速运动，整个系统先处于超重后处于失重状态，所以台秤读数先变大后变小，故C错误，D正确。 故选D。 14．如图所示，质量为M、倾角为的斜面体置于水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点P和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为m、2m，A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中（物体A未碰到滑轮），斜面体静止不动。下列说法正确的是（　　） A．轻绳对P点的拉力大小为 B．物体A的加速度大小为 C．物体A处于失重状态 D．地面对斜面体的支持力大小为 【答案】B 【解析】AB．由于相同时间内物体B通过的位移是物体A通过的位移的两倍，则物体B的加速度是物体A的加速度的两倍；设物体A的加速度为a，则B的加速度为2a；设物体A、B释放瞬间，轻绳的拉力为T，根据牛顿第二定律得 代入数据，联立解得 故A错误，B正确； C．因为物体A的加速度是斜向上的，故物体A是超重状态，故C错误； D．物体B下降过程中，对斜面体、A、B整体，在竖直方向根据牛顿第二定律得 解得地面对斜面体的支持力为 D错误。 故选B。 15．图甲为弹簧高跷，当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力 B．人向上弹起过程中，先处于超重状态后处于失重状态 C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力等于人的重力 D．从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动 【答案】B 【解析】A． 踏板对人的作用力和人对踏板的作用力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，相互作用力大小相等，作用方向相反，故A错误； B．当人开始向上弹起时，高跷对人向上的支持力大于人的重力，人处于超重状态；当人向上运动并减速时，高跷对人向上的支持力小于人的重力，人处于失重状态，故B正确； C．当弹簧压缩到最低点时，人的速度已经为0，并要开始向上做加速运动，则高跷对人的作用力大于人的重力，故C错误； D．当人从最高点开始下落时，人处于完全失重状态，人做自由落体运动；当弹簧触地时，弹簧会向上产生弹力，并且弹力随着压缩量的增加而增大，所以人会先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，故D错误。 故选B。 16．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 【答案】B 【解析】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。 17．某人站在压力传感器上做“下蹲一起立”的动作时，记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为力（单位为N），横坐标为时间（单位为s），由图线可知，该人的体重约为650N。除此之外，还可以得到的信息是（　　） A．该人做了一次“下蹲一起立”的动作 B．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态 C．5s末人正在向下匀速运动 D．下蹲过程中人的最大加速度约为5m/s2 【答案】A 【解析】AB．下蹲过程中人先处于失重状态后处于超重状态，起立过程中先处于超重状态后处于失重状态，完成下蹲或者起立后人对传感器的压力等于自身重量，对照图中曲线的变化可知，该人做了一次“下蹲一起立”的动作，故A正确、B错误； C．由图可知5s末时人完成了下蹲动作，并且对传感器的压力等于自身重量，说明此时人静止的蹲在传感器上，故C错误； D．根据牛顿第二定律可知，下蹲过程中人的加速度为 所以人的加速度最大时候就是传感器提供的支持力最小的时候，由图可知最小的支持力约为180N，所以人的最大加速度约为 故D错误。 故选A。 18．（多选）“神舟十三号”飞船采用“快速返回技术”。在距离地面处时，反推发动机点火，返回舱速度由减至软着陆，此阶段的运动可看作匀减速直线运动。则此阶段（　　） A．航天员处于超重状态 B．航天员处于失重状态 C．航天员的加速度大小为 D．返回舱运动的时间为 【答案】AC 【解析】由题知，此阶段向下做匀减速运动，故加速度向上，则航天员处于超重状态，故A正确，B错误；根据速度位移公式有，故C正确；根据速度时间公式有，故D错误。 19．（多选）如图甲所示是创造了中国载人深潜新纪录的“奋斗者号”潜水器，当前“奋斗者号”完成下潜任务后，要沿竖直方向上浮返回水面，其上浮的图像如图乙所示。已知“奋斗者号”在内的总质量为，下潜时通过吸入或排出海水改变自身总重，但艇身体积不变，且海水密度均匀，则下列说法正确的是（　　） A．内，“奋斗者号”处于超重状态 B．内，“奋斗者号”的加速度大小为 C．内，“奋斗者号”的总质量大于 D．内，“奋斗者号”上浮的深度为 【答案】AC 【解析】A．内，“奋斗者号”加速向上运动，则处于超重状态，选项A正确； B．内，“奋斗者号”的加速度大小为 选项B错误； C．内加速上升，浮力大于重力；内，“奋斗者号”匀速运动，浮力等于重力；因浮力不变，可知内的总质量大于，选项C正确； D．内，“奋斗者号”上浮的深度为 选项D错误。 故选AC。 20．（多选）人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像（F-t图像）如图所示，重力加速度，则（　　） A．人的体重为50kg B．人在下蹲过程中，力的示数先变小后变大 C．人在站起过程中，先失重后超重 D．人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作 【答案】AB 【解析】A．在最开始时人静止不动，可知人的重力为500N，则人的质量为 故A正确； B．人在下蹲过程中，先向下加速，再向下减速，故人先失重再超重，故力的示数先变小后变大，故B正确； C．人在站起过程中，先向上加速，再向上减速，故人先超重再失重，故C错误； D．人在下蹲过程中，力的示数先变小后变大，人在站起过程中，力的示数先变大后变小，可知人在8s内完成了一次下蹲和一次站起动作，故D错误。 故选AB。 21．如图甲所示，某物理兴趣小组利用低成本实验材料制作了一个便携力学传感器，能实时显示压力F—时间t图像，并能够进行数据分析。研究小组使用它在课堂上模拟电梯的上升和下降过程，把砝码水平放置在传感器上面，拉住细绳使传感器从静止开始，在竖直方向上运动。一段时间后得到的图像如下图乙所示，从图像上选取的点的力学数据如下表1所示，重力加速度g取。 表1 点 A B C E F G H I 力/N 0.50 0.81 0.21 0.03 0.15 0.74 0.08 0.98 请你分析以上图像和表格信息，回答下列问题： (1)该小组使用的钩码质量为______ A．0.5g B．5g C．50g D．500g (2)在A至I点中，钩码处于失重状态且加速度小于的点有 (3)从D点到E点，钩码的加速度变化情况是______ A．先向上减小  后向下减小 B．先向上减小  后向下增大 C．先向下增大  后向下增大 D．先向上增大  后向下减小 【答案】(1)C (2)C (3)B 【解析】（1）由图乙可知 得 故选C。 （2）钩码处于失重状态时， 由牛顿第二定律 得 当时， 故有 在A至I点中，钩码处于失重状态且加速度小于的点只有C点符合。 故选C。 （3）从D点到E点，由图像可知先大于重力逐渐减小过程中 加速度向上减小； 当小于重力再继续逐渐减小过程中 加速度向下增大。 故选C。 22．举重运动员在地面上能举起120 kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100 kg的重物，求： （1）升降机运动的加速度大小； （2）若在以2.5 m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？（g取10 m/s2） 【答案】（1）2 m/s2；（2）160 kg 【解析】(1) 在运动着的升降机中只能举起m1＝100 kg的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度 设此加速度为a1，对物体由牛顿第二定律得 解得 (2)当升降机以的加速度加速下降时，重物失重，设此时运动员能举起的重物质量为，对物体由牛顿第二定律得 解得 23．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？ 【答案】（1）2.5m/s2；（2）100N 【解析】（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 24．关于超重与失重，下列说法中正确的是（   ） A．物体在水平桌面上，给物体一个向下的压力，物体对水平桌面的压力将大于重力，因此，物体处于超重状态 B．物体静止在倾角为的斜面上，物体对斜面的压力大小为，并小于物体的重力，所以物体处于失重状态 C．物体处于失重状态时，所受的重力仍然不变 D．物体在月球时受到的重力小于在地球时受到的重力，因此处于失重状态 【答案】C 【解析】A．物体在水平桌面上，给物体一个向下的压力，物体对水平桌面的压力将大于重力，因此时物体处于平衡状态，加速度为零，物体不是处于超重状态，选项A错误； B．物体静止在倾角为的斜面上，物体对斜面的压力大小为，并小于物体的重力，物体处于平衡状态，加速度为零，所以物体不是处于失重状态，选项B错误； C．物体处于失重状态时，是指物体对水平面的压力或者对竖直悬线的拉力小于物体的重力，但是物体所受的重力仍然不变，选项C正确； D．物体在月球时受到的重力小于在地球时受到的重力，这不属于处于失重状态，选项D错误。 故选C。 25．2024年8月6日，在巴黎奥运会女子10米跳台决赛中，17岁的中国选手全红婵卫冕成功夺得了该项目的金牌。若将10米跳台跳水简化为竖直方向的直线运动，以全红婵离开跳台时作为计时起点，取竖直向下为正方向，其运动的v-t图像如图所示，0~1.8s、2.1~2.7s内图线为直线，1.8~2.1s内图线为曲线，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则（　　） A．在0~0.4s和0.4~1.8s时间内，加速度方向相反 B．t=1.8s时，速度大小为14m/s C．t=1.9s时，全红婵重心到达最高点 D．2.1~2.7s内全红婵处于失重状态 【答案】B 【解析】A．图线的斜率表示加速度，由图可知，在0~0.4s和0.4~1.8s时间内，图线斜率不变，则加速度不变，故A错误； B．t=1.8s时，速度大小为 故B正确； C．t=1.9s时，竖直向下的速度达到最大，加速度为零，此时人所受重力与水的阻力平衡，重心不在最高点，故C错误； D．2.1~2.7s内全红婵向下做匀减速运动，加速度向上，则处于超重状态，故D错误。 故选B。 26．某同学在力传感器上完成“下蹲”或“起立”动作，力传感器的示数随时间变化的情况如图，下列说法中不正确的是（　　） A．该同学体重约为50kg B．无论是“起立”或“下蹲”，重力并未改变 C．0~2s内该同学完成的动作是先“下蹲”后“起立” D．4~6s内该同学完成的动作是“起立” 【答案】C 【解析】A．题图可知人的重力约为500N，故人的质量约为50kg，，故A正确，不符合题意； B．重力与物体的运动状态无关，即无论是“起立”或“下蹲”，重力并未改变，故B正确，不符合题意； C．图像可知0~2s内该同学先失重后超重，即该同学完成的是“下蹲”动作，故C错误，符合题意； D．图像可知4~6s内该同学先超重后失重，即4~6s内该同学完成的动作是“起立”，故D正确，不符合题意。 故选C。 27．（多选）国家规定民用电梯的加速度应在至之间，如图所示为某国产品牌电梯竖直向上运行时的关系图像，下列说法正确的是（　　） A．该电梯所设置的加速度不符合国家规定 B．0-3s内电梯处于超重状态 C．电梯在2s时与7s时的加速度大小之比为4：3 D．电梯10s内上升的总高度为20m 【答案】BC 【解析】A．由图像可得电梯加速阶段的加速度 减速阶段的加速度 加速度的大小都在至之间，所以该电梯所设置的加速度符合国家规定，A选项错误； B．在0 - 3s内，电梯向上做加速运动，加速度方向向上，根据超重的定义，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，所以0 - 3s内电梯处于超重状态，B选项正确； C．电梯在2s时处于加速阶段，加速度 7s时处于减速阶段，加速度 加速度大小之比为，C选项正确； D．根据图线与时间轴围成的面积表示位移，10s内上升的总高度 D选项错误。 故选BC。 28．（多选）现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（    ） A．在时间内手机先加速后减速 B．在时刻手机到达最高点 C．在时间内，手机处于失重状态 D．在时间内手机受到的支持力逐渐减小 【答案】BD 【解析】A．把手机向上抛出，手机初速度方向向上，以竖直向上为正方向，在时间内，加速度为正值，方向向上，加速度方向与速度方向相同，手机向上做加速运动，故A错误； B．以竖直向上为正方向，可知，时刻手机加速度恰好等于重力加速度，即时刻手机开始脱离手掌，手机向上做竖直上抛运动，根据图示，时刻之后，时间加速度不等于重力加速度，即时刻手机被接住，即时间做竖直上抛维持的时间为，根据对称性可知，手机竖直上抛至最高点经历的时间为，则手机到达最高点的时刻为 故B正确； C．结合图示可知，在时间内，手机的加速度方向先向上后向下，则在时间内，手机先处于超重状态后处于失重状态，故C错误； D．时间内，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有 加速度减小，则手机受到的支持力减小，时间内，加速度方向向下，根据牛顿第二定律有 加速度大小增大，则手机受到的支持力减小，综合上述可知，在时间内手机受到的支持力逐渐减小，故D正确。 故选BD。 29．（多选）2024年9月11日12时，我国自主研发的朱雀三号VTVL-1在酒泉卫星发射中心圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验，假设火箭从最高点自由下落2s后遥控打开降落伞减速，开伞后最初一段距离内火箭速度v与开伞后下降的距离x之间满足关系式： ，其中C为特定常数，开伞下降距离d后以5m/s的速度匀速下降直到落地，为了简便计算，忽略在开伞前受到的空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则下列判断正确的是（　　） A．常数C的值为0.5 B．开伞后下降距离 C．开伞后火箭处于失重状态 D．从开伞到匀速过程平均速度大小为12.5m/s 【答案】AB 【解析】A．设开伞瞬时速度为，由公式，其中t1=2s，解得 此时x=0，代入公式，解得 故A正确； B．把v=5m/s代入公式，得 故B正确； C．由公式知，随着位移的增大，速度v减小，所以开伞后做减速下落运动，加速度方向竖直向上，则有火箭处于超重状态，故C错误； D．由公式知，打开降落伞后 做出图像，如图 由图像得，图像在第一象限内围成的面积等于时间，则从开伞到匀速过程的时间为 所以从开伞到匀速过程的平均速度大小为 故D错误。 故选AB。 30．（多选）国家粮食储备仓库工人利用传送带从车上卸粮食。如图1所示，以某一恒定速率运行的传送带与水平面的夹角，转轴间距。工人沿传送方向以速度从传送带顶端推下粮袋（视为质点），4.5s时粮袋运动到传送带底端，粮袋在传送带上运动的图像如图2所示。已知，，重力加速度g取，则（　　） A．在t=0.5s时刻，粮袋所受摩擦力方向改变 B．粮袋与传送带间的动摩擦因数为0.8 C．传送带运行的速度大小为 D．在内粮袋处于失重状态 【答案】BC 【解析】A．由图2可知，在内，粮袋的速度大于传动带的速度，则粮袋受沿斜面向上的滑动摩擦力，在内，粮袋匀速下滑，根据平衡条件可知，粮袋受沿斜面向上的静摩擦力，故A错误； C．根据图像中，图线与坐标轴轴围成的面积表示位移的大小，根据题意，由图2可知 解得 故C正确； BD．由图2和C分析可知，粮袋在内的加速度为 则加速度方向沿斜面向上，则在内粮袋处于超重状态，根据牛顿第二定律有 联立代入数据解得 故D错误，B正确。 故选BC。 31．如图，倾斜的光滑杆与水平方向的夹角为37°，一质量为m=1kg的小环套在杆上位于底端，现施加一个竖直向上的拉力F作用在小环上，作用时间t1=1s后撤掉该力，小环再经时间t2=1s恰好返回杆的底端（最初出发处）。（g=10m/s2），下列说法正确的是（　　） A．恒力F的大小为12N B．滑块返回斜面底端时的速度为6m/s C．滑块撤掉F前后的加速度分别2m/s2和6m/s2 D．撤掉F之前，小环处于超重状态；撤掉F之后到返回出发点之前，小环处于失重状态 【答案】CD 【解析】有拉力时，对小环根据牛顿第二定律可得 撤去拉力后，对小环根据牛顿第二定律可得 解得 由运动学公式 有拉力时，由位移公式 撤去拉力后，根据位移公式 解得 A．由上述讨论，可解得,故A错误； B．撤去拉力时速度为 返回时的速度为 故B错误； C．根据前面的分析，撤掉F前后的加速度大小分别为和，故C正确； D．撤掉F之前，加速度沿杆向上，有竖直向上的分量，处于超重状态，撤掉F之后，加速度沿杆向下，有竖直向下的分量，处于失重状态，故D正确。 故选CD。 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、单选题（4分/题，共32分） 1．神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆，在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速，返回舱速度大大减小，在减速过程中（　　） A．返回舱受到的合力向下 B．返回舱处于平衡状态 C．返回舱处于失重状态 D．返回舱处于超重状态 【答案】D 【解析】返回舱减速下降，则加速度向上，合力向上，返回舱处于超重状态。 故选D。 2．如图所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感觉。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下（　　） A．自由下落阶段，人处于超重状态 B．自由下落阶段，人所受合外力为零 C．制动系统启动后，人处于失重状态 D．制动系统启动后，人所受合外力向上 【答案】D 【解析】自由下落阶段，人做自由落体运动，处于失重状态，只受重力作用，合力不为0，制动后，做向下的减速运动，则物体处于超重状态，合外力向上。 故选D。 3．如图所示为商场中常见的两种电梯，甲是扶梯，乙是直梯。某乘客分别乘坐不同的电梯上楼（乘客相对电梯静止），则当电梯都加速上升时（加速度方向如图所示），下列说法正确的是（　　） A．甲电梯上的乘客处于超重状态 B．乙电梯中的乘客处于失重状态 C．甲电梯上的乘客受到的支持力与重力平衡 D．甲、乙电梯中的乘客都受到重力、支持力和摩擦力的作用 【答案】A 【解析】将甲电梯上的乘客的加速度沿水平方向和竖直方向分解，得到竖直向上的分加速度和水平向左的分加速度，故乘客处于超重状态，所受支持力大于重力，受到重力、支持力和摩擦力的作用；乙电梯中的乘客加速度竖直向上，处于失重状态，只受到重力、支持力的作用。 故选A。 4．2025年哈尔滨亚洲冬季运动会即将于2月7日到2月14日举行。自由式滑雪空中技巧双人同步项目是亚冬会的新增项目，如图所示为运动员某次训练赛过程中的精彩瞬间，下列说法正确的是（　　） A．技术裁判可以把在空中下落的运动员看作质点 B．运动员下落过程中他感觉地面在上升 C．运动员在下落过程中处于超重状态 D．下落过程中运动员速度增大，惯性也增大 【答案】B 【解析】A．在比赛中，技术裁判关注运动员的技术动作，此时运动员的形状和体积不能够忽略，即不能将运动员视为质点，故A错误； B．运动员下落时若以自己为参考系，感觉到地面在上升，故B正确； C．下落过程中运动员加速度向下，处于失重状态，故C错误； D．下落过程中运动员的速度增大，但惯性只与质量有关，惯性不变，故D错误。 故选B。 5．2024年巴黎奥运会中国体育代表团获得40金，创下参加境外奥运会金牌数最多的纪录，金牌总数第一。其中，全红婵获10米跳台跳水冠军，樊振东获乒乓球男子单打冠军，郑钦文获网球女子单打冠军，杨家玉获田径女子20公里竞走冠军，下列关于运动和力的说法，正确的是（　　） A．全红婵跳水下落时看到水面迎面扑来是选择水面为参考系 B．研究樊振东在乒乓球比赛中乒乓球的旋转时，可以将乒乓球视为质点 C．郑钦文击出的网球在空中运动到最高点时，网球处于失重状态 D．杨家玉竞走过程中所受地面的摩擦力为滑动摩擦力 【答案】C 【解析】A．全红婵跳水下落时看到水面迎面扑来是选择全红婵为参考系，故A错误； B．研究樊振东在乒乓球比赛中乒乓球的旋转时，不能忽略乒乓球的大小，所以不可以将乒乓球视为质点，故B错误； C．郑钦文击出的网球在空中运动到最高点时，只受重力作用，网球处于完全失重状态，故C正确； D．杨家玉竞走过程中所受地面的摩擦力为静摩擦力，故D错误。 故选C。 6．一部电梯在竖直方向上运行，其简化模型如图甲所示。某学习小组利用智能手机在此运行的电梯中进行实验探究。实验过程中，手机水平放置，屏幕朝上，以竖直向上为正方向，手机软件记录下了电梯运行过程中的速度随时间变化的关系，如图乙所示，关于记录时间内电梯的运动，下列说法正确的是（　　） A．35s时，电梯处于静止阶段 B．35s时，电梯处于超重状态 C．50s时，电梯向上运动到最高点 D．50s时，电梯回到了最初位置 【答案】C 【解析】AB．35s时电梯处于匀速阶段，不超重也不失重，故AB错误； CD．50s时，电梯向上运动速度减为零，即电梯到达最高点，故C正确，D错误。 故选C。 7．某无人机研制单位测试无人机的试飞状态，他们测得无人机的加速度与时间的关系图像如图所示，竖直向上为正方向。已知时刻无人机从地面起飞，时刻无人机的速度为0.下列说法中正确的是（　　） A．时间内，无人机先处于超重状态后处于失重状态 B．时间内，时刻无人机的动能最大 C．时间内，无人机始终向上运动 D．时刻无人机的升力一定是时刻无人机升力的2倍 【答案】C 【解析】A．图像可知时间内加速度始终向上，故无人机一直处于超重状态，故A错误； B．图像可知时间内无人机竖直向上做加速运动，无人机竖直向上做减速运动直至时刻无人机的速度为0，故时刻无人机速度最大，动能最大，故B错误； C．由B选项可知无人机一直向上运动，时间内，无人机从速度0开始向上加速运动，故时间内，无人机始终向上运动，故C正确； D．设无人机质量为m，时刻有 解得无人机升力 时刻有 解得无人机升力 数学关系可知，时刻无人机的升力不一定是时刻无人机升力的2倍，故D错误。 故选C。 8．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，已知重力加速度g=10m/s2，由此可判断（　　） A．乘客处于超重状态 B．电梯可能加速下降，加速度大小为5m/s2 C．电梯可能减速上升，加速度大小为2.5m/s2 D．乘客对电梯地板的压力为625N 【答案】C 【解析】A．因为乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三，弹力小于小球的重力，加速度向下，则乘客处于失重状态，A错误； BC．根据牛顿第二定律 解得 ，方向向下，电梯可能减速上升，C正确，B错误； D．根据牛顿第二定律 解得，乘客对电梯地板的压力为375N，D错误。 故选C。 二、多选题（漏选得3分，全对得5分，错选得0分，共25分） 9．如图甲所示，快递公司利用无人机配送快递。某次快递员操作无人机竖直向上配送快递，由地面送至了10楼阳台，该过程中无人机飞行的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时间内，无人机做匀加速直线运动 B．时间内，无人机的平均速度小于 C．时刻，无人机上升到10楼阳台 D．时间内，无人机处于超重状态 【答案】BC 【解析】A．图像斜率表示加速度，图像可知时间内，图像斜率逐渐减小，故无人机做加速度减小的加速直线运动，故A错误； B．若时间内是匀减速直线运动，平均速度为，而实际图像与时间轴围成的面积（位移）小于匀减速直线运动的位移，根据 可知实际平均速度小于，故B正确； C．图像与时间轴围成的面积表示位移，时刻速度为0，此时上升到最大高度，即 10 楼阳台，故C正确； D．时间内，速度减小，加速度向下，无人机处于失重状态，故D错误。 故选BC。 10．很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（　　） A．手机在时刻改变运动方向 B．手机在时刻对手的压力最大 C．手机在时刻运动到最高点 D．手机在时间内，手机先超重后失重 【答案】BD 【解析】A．手机在时刻加速度向上最大，但没有改变运动方向，选项A错误； B．手机在时刻向上的加速度最大，根据F=mg+ma 可知，对手的压力最大，选项B正确； C．手机在时刻向上的加速度减为零，此时速度向上最大，没有运动到最高点，选项C错误； D．手机在时间内，加速度先向上后向下，则手机先超重后失重，选项D正确。 故选BD。 11．某高层住宅楼层高为3m，小明从一楼乘电梯回家，用智能手机记录了电梯运行的速度随时间变化关系，如图所示。取竖直向上为正方向，根据图像可知（　　） A．2s末电梯速度方向与8s末速度方向相反 B．2s末电梯加速度方向与8s末加速度方向相反 C．0~3s内，小明处于超重状态 D．小明家所在楼层为14层 【答案】BC 【解析】A．电梯在10s内一直向上运动，可知2s末电梯速度方向与8s末速度方向相同，选项A错误； B．图像的斜率等于加速度，可知2s末电梯加速度方向与8s末加速度方向相反，选项B正确； C．0~3s内，小明加速度向上，处于超重状态，选项C正确； D．图像的面积等于位移可知，电梯向上运动的位移 小明家所在楼层为8层，选项D错误。 故选BC。 12．2025年亚冬会期间无人机高速巡检情境如图甲所示，若两架无人机甲、乙从地面由静止开始竖直向上飞行，其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．无人机甲在时处于超重状态 B．无人机甲在时飞到了最高点 C．两架无人机在内的平均速度大小相等 D．无人机甲在内的位移小于无人机乙在内的位移 【答案】AC 【解析】A．时，无人机向上匀加速运动，甲处于超重状态，故A正确； B．时，无人机甲速度达到最大，14s后减速上升，42s时飞到了最高点，故B错误； C．图像中图线与时间坐标轴围成的面积表示位移，内，两架无人机的位移相等，则平均速度相等，故C正确； D．图像中图线与时间坐标轴围成的面积表示位移，内，无人机甲的位移大于无人机乙的位移，故D错误。 故选AC。 13．如图，物块A通过细绳悬挂于电梯侧壁的O点，A与侧壁间夹有薄木板B，绳与侧壁夹角为θ，已知A、B质量分别为M、m，A、B间摩擦忽略不计。当电梯静止时，B恰好不滑落，重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．电梯竖直加速上升时，木板B会滑落 B．电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，木板B会滑落 C．当电梯以加速度a竖直加速上升时，绳子拉力 D．当电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，A对B的压力 【答案】CD 【解析】A．电梯静止不动时，先分析A，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示 根据平衡条件，有 再分析物体B，受重力、A对B的压力N、电梯侧壁对B支持力N2和静摩擦力，根据牛顿第三定律，有 根据平衡条件有 其中 联立解得 当电梯加速上升时，等效重力加速度变化为 则电梯侧壁对B的支持力变为 最大静摩擦力变为 故木板B保持静止，故A错误； BD．电梯以加速度a（a<g）竖直下降时，等效重力加速度变化为 则电梯侧壁对B的支持力变为 最大静摩擦力变为 故木板B保持静止，故B错误，D正确； C．当电梯以加速度a竖直加速上升时，等效重力加速度变化为 故绳子拉力变为 故C正确。 故选CD。 三、实验题（2分/空，共16分） 14．某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。 (1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车 。（选填正确答案标号） a.能在轨道上保持静止 b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 (2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。 ①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。时，物体处于 （选填“超重”或“失重”）状态；以为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、 ②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其图像为图丁中的图线 。（选填“b”“c”或“d”） 【答案】(1)c (2)失重 d 【解析】（1）平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动。 故选c。 （2）[1]根据图像可知时，加速度方向竖直向下，故处于失重状态； [2]对物体根据牛顿第二定律 整理得 可知图像的斜率为，故将物体质量增大一倍，图像斜率变小，纵轴截距不变，其图像为图丁中的图线d。 15．为了研究失重与超重现象，某同学将一质量为的小球用拉力传感器悬挂在升降机内，如图1所示，升降机启动后，通过电脑描绘出某段时间内拉力F随着时间t变化的关系图像如图2所示。已知重力加速度g取，不计空气阻力。回答下列问题：（计算结果均保留2位有效数字） (1)在传感器有示数的时间内，升降机的最大加速度大小为 ，此时加速度的方向为 （选填“向上”或“向下”）。 (2)时小球处于 （选填“失重”或“超重”）状态，此时加速度的大小为 ，升降机的运动可能是 。 A．向上加速运动    B．向上减速运动 C．向下加速运动    D．向下减速运动 【答案】(1) 9.2/9.0/9.1/9.3/9.4 向下 (2)超重 4.0 AD 【解析】（1）[1][2]由题图2可知，传感器的示数最小值出现在之间，此时拉力的大小约为，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 此时小球处于失重状态，加速度方向向下；传感器示数最大值出现在之间，此时拉力的大小约为，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 故升降机的最大加速度为，此时小球处于失重状态，加速度方向向下。 （2）[1]由题图2可知，时传感器的示数约为，小球处于超重状态。 [2]根据牛顿第二定律有 解得升降机的加速度 方向向上。 [3]由上述分析可知，小球的加速度方向竖直向上，运动可能是向上的加速运动，也可能是向下的减速运动。 故选AD。 四、解答题（16题6分，17题6分，18题6分，19题9分，共27分） 16．小明将重物静止悬挂在力传感器下如图（a）所示，从t时刻起，小明手持力传感器沿竖直方向运动，如图（b）为得到的力传感器示数F随时间t的变化图像，忽略空气阻力。请解答下列问题： (1)指出重物在时间内超重和失重的情况； (2)推断重物在时间内的运动方向，并分析其原因； (3)指出重物在时间内，何时速度最大？ 【答案】(1)在时间F<G，失重；在时间内F>G，超重 (2)重物加速向下运动 (3)时刻 【解析】（1）重物在时间F<G，失重；在时间内F>G，超重； （2）重物在时间内失重，则加速度向下，因小明提着重物由静止开始运动，则重物在时间内加速向下运动； （3）在时间内加速向下运动，而在时间内减速向下运动，可知重物在时刻速度最大。 17．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 18．2020年1月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。如图所示为长征五号系列运载火箭，其箭体长度56.97米，火箭起飞质量为860吨，初始的推力是10524千牛（忽略空气阻力）。求: （1）火箭竖直向上起动时的加速度为多少？这一过程中，火箭处于超重还是失重状态？ （2）观察到火箭飞离发射塔用时8秒钟，估算发射塔的高度。 （3）随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，假设其推力大小不变，则其加速度大小将如何变化？ 【答案】（1），超重；（2）71.68m；（3）加速度将逐渐增大 【解析】（1）根据牛顿第二定律可得 解得 加速度方向向上，火箭处于超重状态； （2）假设火箭飞离发射塔做匀变速直线运动，有 发射塔的高度约为 （3）根据牛顿第二定律可得 解得 随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，其加速度将逐渐增大，则火箭做加速度增大的变加速直线运动。 19．上海中心大厦是由美国Gensler建筑设计事务所设计，总高度632 m，是世界第二高建筑，游客乘坐世界最快观光电梯从观景台下行开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达地面只需70 s，运行的最大速度为10 m/s。东东同学将一台秤静置于观光电梯地板上，将质量为2.4 kg的物体放置于台秤上，在电梯加速阶段台秤示数为22.8 N，电梯减速运动到地面的时间为10 s，若电梯加速、减速过程可视为匀变速直线运动，匀速运动时的速度达到最大值，求: （1）电梯在加速下降过程中，电梯中乘客处于超重还是失重状态； （2）观景台的高度； （3）电梯减速阶段物体对台秤的压力。 【答案】（1）失重状态；（2）550 m；（3）26.4 N 【解析】（1）电梯在加速下降过程中，加速度向下，电梯中乘客处于失重状态。 （2）在加速下降过程中，物体的加速度大小为 加速运动的时间为 通过的位移为 匀减速通过的位移为 匀速运动的时间为 t2=t−t1−t3=40 s 通过的位移为 x2=vt2=10×40 m=400 m 则有观景台的高度为 h=x1+x2+x3=550 m （3）在减速阶段，加速度大小为 根据牛顿第二定律可知 FN−mg=ma′ 解得 FN=26.4 N。 根据牛顿第三定律，可得物体对台秤的压力 F′N=FN=26.4 N 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$