课时梯级训练(24) 超重和失重（Word练习）-【优化指导】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版2019）

课时梯级训练(24)　超重和失重 1．下列有关超重与失重的说法正确的是 (　　) A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于超重状态 C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D．不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变 D　解析：体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时单杠对他的拉力等于运动员的重力，运动员既不处于超重状态也不处于失重状态，A错误；蹦床运动员在空中上升和下落过程中都只受重力，加速度大小等于当地的重力加速度，方向竖直向下，即都处于失重状态，B错误；举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内地面对他和杠铃的支持力等于他和杠铃的重力，运动员和杠铃既不处于超重状态也不处于失重状态，C错误；不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变，D正确。 2．一个质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g，g为重力加速度。人对电梯底部的压力大小为 (　　) A．mg B．2mg C．mg D．mg D　解析：电梯加速上升时，人处于超重状态，则人所受电梯的支持力为N＝m(g＋a)＝m＝mg。由牛顿第三定律可知，人对电梯底部的压力大小为mg，D正确。 3．(多选)某同学在地面上用体重计称得体重为490 N。他将体重计移至电梯内称其体重，t0～t3时间段内，体重计的示数如图所示，取向上运动的方向为正方向，则电梯运行的v-t图像可能是下图中的 (　　) AC　解析：由题图可知，人先超重，再平衡，最后失重，则电梯的加速度先向上，再为0，最后向下；若电梯向上运动的方向为正，则电梯可能先匀加速向上，再匀速向上，最后匀减速向上；或者电梯可能先匀减速向下，再匀速向下，最后匀加速向下，A、C正确。 4．(2025·河北石家庄高一检测)某次跳伞大赛中运动员在一座悬崖边跳伞的运动过程可简化为：运动员离开悬崖后先做自由落体运动，一段时间后，展开降落伞，匀减速下降，达到安全落地速度后匀速下降。下列说法正确的是 (　　) A．在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，故而不受重力作用 B．在自由落体运动阶段，运动员处于超重状态 C．在减速下降阶段，运动员和降落伞处于失重状态 D．在匀速下降阶段，降落伞和运动员受到空气阻力的大小等于运动员和降落伞的总重力 D　解析：在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，但是重力大小没有发生变化，A、B错误；在减速下降阶段，运动员和降落伞的加速度方向向上，降落伞受到的空气阻力大于运动员和降落伞的重力，处于超重状态，C错误；在匀速下降阶段，运动员和降落伞处于平衡状态，降落伞和运动员受到空气阻力的大小等于运动员和降落伞的总重力，D正确。 5．一名质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。下列说法正确的是 (　　) A．0～t1时间内，v增大，FN>mg B．t1～t2时间内，v减小，FN<mg C．t2～t3时间内，v增大，FN<mg D．t2～t3时间内，v减小，FN>mg D　解析：由于x-t图像的斜率表示速度，可知在0～t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FN<mg，A错误；在t1～t2时间内速度不变，即乘客匀速下降，则FN＝mg，B错误；在t2～t3时间内速度减小，即乘客减速下降，处于超重状态，则FN>mg，C错误，D正确。 6． (2025·广西钦州高一期末)在某次火灾演练中，小华利用窗帘、床单等拧成绳，从四楼窗户沿绳下滑到地面运动过程的v-t图像如图所示。已知小华的质量为60 kg，下列说法正确的是 (　　) A．0～4 s内，小华做自由落体运动 B．4～5 s内绳子对小华的作用力是0～4 s内的4倍 C．小华先处于超重状态，后处于失重状态 D．小华开始下滑的位置距离地面的高度为10 m D　解析：v-t图像的斜率表示加速度，则0～4 s内，小华的加速度为a1＝ m/s2＝1 m/s2，则小华此过程中不是做自由落体运动，A错误；0～4 s内，对小华由牛顿第二定律可得mg－F1＝ma1，得F1＝mg－ma1＝m(g－1)，4～5 s内的加速度大小为a2＝4 m/s2，4～5 s对小华由牛顿第二定律可得F2－mg＝ma2，得F2＝mg＋ma2＝m(g＋4)，则F2≠4F1，B错误；小华先加速向下运动，后减速向下运动，则小华先处于失重状态后处于超重状态，C错误；v-t图像与t轴所围面积表示位移，则小华开始下滑的位置距离地面的高度为h＝ m＝10 m，D正确。 7．(2025·北京石景山区高一期末)某志愿者站在力传感器上分别完成下蹲和站起动作，计算机同时采集相应的数据，如图所示，这是做其中一个动作时，力传感器的示数随时间变化的情况，下列说法正确的是 (　　) A．这是站起过程，先失重后超重 B．这是站起过程，先超重后失重 C．这是蹲下过程，先失重后超重 D．这是蹲下过程，先超重后失重 C　解析：根据题图可知，加速度方向先向下后向上，而蹲下过程，先向下加速运动，再向下减速到停止，加速度先向下再向上，先失重后超重，C正确，A、B、D错误。 8． (多选)如图所示，质量m＝0.4 kg的物块停放在水平桌面上。现对物块施加一个竖直向上的外力F，使它由静止开始竖直向上做直线运动。已知外力F随时间t的变化关系为F＝(6－2t) N(时间单位为秒，g取10 m/s2)，则 (　　) A．物块向上运动过程一直做加速运动 B．物块向上运动过程中始终处于超重状态 C．在0～1 s内，物块处于超重状态 D．在t＝2 s时，物块的速度为零 CD　解析：当t＝0时，F＝6 N＞mg＝4 N，所以物块从t＝0时就开始向上加速，设物块向上运动的加速度为a，由牛顿第二定律有F－mg＝ma，解得a＝(5－5 t) m/s2，其中t≤3 s，物块在0～1 s内向上做加速运动，处于超重状态，在1～2 s内向上做减速运动，处于失重状态，根据运动的对称性，t＝2 s时物块速度减为0，A、B错误，C、D正确。 9． (2025·江苏淮安高一期末)在静止的电梯里放一个木块A，A的右边被一个伸长的弹簧拉着而保持静止，下列电梯的运动中，A可能被拉动的情况是 (　　) A．电梯向上匀速运动时 B．电梯向上起动时 C．电梯向上制动时 D．电梯向下制动时 C　解析：当电梯向上匀速运动时，木块竖直方向受到的重力与支持力平衡，木块的受力不变，不会被拉动，A错误；当电梯向上起动时，木块具有向上的加速度，所以木块所受向上的支持力大于向下的重力，木块的最大静摩擦力增大，不会被拉动，B错误；当电梯向上制动时，加速度向下，支持力小于重力，最大静摩擦力减小，木块可能被拉动，C正确；当电梯向下制动时，加速度向上，支持力大于重力，最大静摩擦力增大，不可能被拉动，D错误。 10． (2025·广东汕头高一检测)如图所示，无人机带着应急救援物资竖直升空，先从静止开始向上做匀加速运动，再继续做匀速运动，最后做匀减速运动并悬停。若货物受到的空气阻力不能忽略，则 (　　) A．加速过程，货物处于失重状态 B．减速过程，货物处于超重状态 C．匀速过程，拉力大小等于货物的重力大小 D．在加速和减速过程中，货物的平均速度相同 D　解析：加速时，加速度方向向上，货物处于超重状态，A错误；减速时，加速度方向向下，货物处于失重状态，B错误；匀速过程，货物处于平衡状态，由于空气阻力的存在，拉力大小大于货物的重力大小，合力为0，C错误；加速的末速度与减速的初速度相同，加速的初速度与减速的末速度均为0，根据平均速度公式＝可知，加速和减速过程货物的平均速度相同，D正确。 11．某人在地面上最多能举起60 kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体。 (1)此电梯的加速度为多少？ (2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？ 答案：(1)2.5 m/s2　(2)48 kg 解析：(1)设电梯加速下降的加速度为a，在地面举起物体的质量为m0，在加速下降的电梯里举起物体的质量为m1 由牛顿第二定律得m1g－m0g＝m1a 解得： a＝＝ m/s2＝2.5 m/s2。 (2)设加速上升时，举起物体的质量为m2 由牛顿第二定律得m0g－m2g＝m2a 解得：m2＝＝ kg＝48 kg。 12．如图所示为游乐场中“轰天雷”，它可以忽上忽下，让游客体验超重和失重的刺激感觉。游客由静止急升到h0＝14.4 m的高度，所用的时间t＝2 s，此上升过程可视为匀加速直线运动，g取10 m/s2 。 (1)加速上升时游客处于________状态，加速下落时游客处于________状态(均填“超重”或“失重”)； (2)求游客在此急升过程中加速度a的大小； (3)若上升h1＝10 m高度时，某位游客的鞋子不慎脱落，设鞋子所受空气阻力恒为重力的0.2，即F阻＝0.2 mg，求鞋子落地时的速度大小v。 答案：(1)超重　失重　(2)7.2 m/s2　(3)16 m/s 解析：(2)上升过程有h0＝at2 a＝7.2 m/s2。 (3)上升到10 m高时v＝2ah1 鞋子上升过程有mg＋F阻＝ma1 继续上升的高度h2＝ 鞋子下落过程有mg－F阻＝ma2 鞋子从最高点下落至地面的速度v2＝2a2(h1＋h2) 联立解得v＝16 m/s。 学科网（北京）股份有限公司 $$