第15讲：超重和失重-2025-2026学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第15讲：超重和失重 【考点归纳】 【知识归纳】 知识点一、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． 大重难点规律总结： 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 【题型归纳】 题型一：超重和失重的概念 1．（24-25高一上·浙江杭州·期末）如图所示是我校年轻老师施老师正在用力蹬地起跳用头去撞击悬挂在树上的“大粽子”，喻意“高中”。空气阻力忽略不计，以上说法正确的是（　　） A．施老师用力蹬地时，地面对他的支持力大于他对地面的压力 B．施老师用力蹬地时，地面对他的支持力大于他所受的重力 C．施老师起跳后到达最高点时，速度和加速度都为零 D．施老师起跳后在空中的运动过程中，先超重后失重 2．（24-25高一上·河北承德·期末）某同学在练习垫排球，排球离开手臂后沿竖直方向运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．排球运动至最高点时加速度不为0 B．排球减速上升时惯性减小 C．排球竖直上升时处于超重状态 D．排球在空中运动时不受任何力 3．（24-25高一上·陕西西安·期末）在体育课上，某同学做“引体向上”时的上升动作如图所示，忽略动作变化对重心的影响可把该同学视做质点。从最低点运动到最高点的过程中，手对身体的拉力始终保持向上，下列关于该同学的说法正确的有（　　） A．先超重再失重 B．先失重再超重 C．一直处于失重状态 D．一直处于超重状态 题型二：电梯中的超失重问题分析 4．（24-25高一上·云南昆明·期末）《环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会数据，对当今世界最高十大摩天楼电梯最快运行速度做了排序，中国占据前三甲，其中上海中心大厦的电梯最高速度达，位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中速度v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．内，电梯的平均速度大小为 B．内，电梯对乘客的支持力逐渐增大 C．内，电梯对乘客的支持力小于乘客的重力 D．末和末，电梯的速度大小相等，方向相反 5．（24-25高一上·广东深圳·期末）如图所示，在升降电梯内的地板上放一体重计，某同学站在体重计上，电梯静止时，体重计示数为40kg。电梯启动的一段时间内，该同学发现体重计示数始终为45kg，，则在这段时间内下列说法正确的是（　　） A．该同学的重力变大了 B．电梯一定竖直向上运动 C．人对体重计的压力大于体重计对人的支持力 D．电梯的加速度大小为 6．（24-25高一上·安徽安庆·期末）如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。电梯做匀速直线运动时，体重计的示数为。在某时刻电梯中的人观察到体重计的示数变为，g取，关于电梯的运动，以下说法正确的是（　　）    A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为 B．电梯可能向下减速运动，加速度大小为 C．电梯可能向下加速运动，加速度大小为 D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为 题型三：完全失重问题 7．（24-25高一上·北京通州·期末）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 8．（22-23高一上·上海徐汇·阶段练习）沿圆形轨道绕地球运行的飞船处于完全失重状态，下列实验可以在飞船内完成的是（　　） A．用水银气压计测飞船内的气压 B．用天平测物体的质量 C．用弹簧测力计测拉力 D．用密度计测液体的密度 9．（23-24高一上·重庆沙坪坝·阶段练习）有关超重和失重，以下说法中正确的是（　　） A．物体处于超重状态时，所受重力增大，物体处于失重状态时，所受重力减小 B．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机必定处于下降过程 D．在不计空气阻力情况下，竖直向上抛出的物体，处于完全失重状态 题型四：与F-t图像问题 10．（2024高三上·全国·专题练习）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 11．（22-23高一上·湖南益阳·期末）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 12．（2020高三·全国·专题练习）图甲是莱芜一中尚清华同学站在接有力传感器的板上做下蹲、起跳动作的示意图，图中的O点表示他的重心。图乙是传感器所受压力随时间变化的图像，图像上a、b两点的纵坐标分别为900N和300N，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。根据图像分析可知（　　） A．尚清华的重力可由b点读出，为300N B．尚清华在b到c的过程中先处于超重状态再处于失重状态 C．尚清华在双脚与板不接触的过程中处于完全失重状态 D．尚清华在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度 题型五：超重、失重的有关计算 13．（23-24高一上·陕西西安·期末）如图，质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，重力加速度g取，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数。 （1）以的加速度减速上升； （2）以的加速度减速下降。 14．（24-25高一上·云南昭通·期末）在升降电梯的水平地板上放一电子秤，如图甲所示，某同学站在电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为。时刻电梯由静止开始下降，时间内电子秤示数随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，求： (1)内该同学速度的最大值； (2)内加速下降的位移大小和匀速下降的位移大小； (3)内电梯运动的距离。 15．（23-24高一上·全国·课后作业）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。    【专项训练】 一、单选题 1．（24-25高一上·安徽亳州·期末）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 2．（24-25高一上·云南西双版纳·期末）在升降电梯内地板上放一体重计，某同学站在体重计上，电梯静止时体重计示数为；电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数为，，则在这段时间内（　　） A．该同学所受重力变小了 B．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 C．电梯一定在竖直向下运动 D．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力 3．（24-25高一上·陕西汉中·期末）小明拿着一个由轻质弹性细绳和一质量为的小球组成的玩具乘坐电梯，如图所示。某时刻他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的1.2倍，则该时刻（　　） A．小明处于超重状态 B．小明处于失重状态 C．电梯可能加速下降 D．电梯可能减速上升 4．（24-25高一上·江苏常州·期末）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．c到d的过程中，人处于完全失重状态 B．人的重力可由b点读出，约为500N C．f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0.3125m 5．（24-25高一上·浙江·期末）在学习了超重失重之后，小明同学站在体重计上，做下蹲和起立的动作，通过力传感器采集的图像如图所示，，下列说法正确的是（    ） A．小明的体重约为90kg B．段为起立过程，段为下蹲过程 C．段为起立过程，段为下蹲过程 D．下蹲过程中一直处于超重状态 6．（24-25高一上·辽宁锦州·期末）如图所示，竖直放置的玻璃管内放置着一片树叶和一个小石子，现将玻璃管迅速翻转，玻璃管内非真空，下列说法正确的是（　　） A．树叶和小石子同时落到底部 B．树叶在下落过程中，处于超重状态 C．小石子在下落过程中，处于超重状态 D．若将玻璃管抽成真空，重复上述实验，树叶和小石子同时落到底部 7．（24-25高一上·陕西西安·期末）某同学设计制作了一个“电梯加速度测量仪”，其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定在电梯厢顶部，在弹簧旁竖直固定一根直尺，弹簧下端挂一个质量为0.1kg的重物，重物静止时弹簧的伸长量∆x=2.00cm，指针指在O点。已知图中OM、ON的实际长度均为1.00cm，规定竖直向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．若指针指在OM之间某点时，重物处于失重状态 B．若指针指在ON之间某点时，电梯可能在加速上升 C．M点应标记的加速度值为-5m/s2 D．该测量仪上的刻度所对应加速度的值是不均匀的 二、多选题 8．（24-25高一上·广东深圳·期末）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 9．（24-25高一上·湖北·期末）某同学站在压力传感器上做下蹲一起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力（单位为），横坐标为时间（单位为），由图线可知，该同学的体重约为取，除此以外，还可以得到以下信息（　　） A．该同学做了2次下蹲一起立的动作 B．下蹲过程中人的最大加速度约为 C．时人已处于起立静止状态 D．起立过程中人先超重后失重 10．（24-25高一上·北京西城·期末）如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中各点均对应人的不同状态，根据图像可知（　　） A．图像中点至点过程对应人处于下蹲过程中 B．图像中点至点过程对应人处于起跳过程中 C．图像中点位置对应人处于运动过程的最高点 D．图像中点位置对应人处于超重状态 11．（24-25高一上·广东广州·期末）如图，港珠澳大桥人工岛建设时，起重机用8根对称分布且长度为的钢索将直径为、质量为的钢筒以匀加速竖直吊起，重力加速度为，若每根钢索所能承受的最大拉力大小为，则吊起过程中下列说法正确的是（　　） A．钢索拉力不断变大 B．每根钢索所受到的拉力大小为 C．钢筒的最大加速度为 D．钢筒处于超重状态 12．（24-25高一上·安徽芜湖·期末）某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”动作，研究超重和失重现象。某次实验获得的力传感器采集到压力示数F随时间变化的图像如图所示，a、b、c为图线上的三点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，该同学处于超重状态 B．b→c过程，该同学处于超重状态 C．a→b→c这段时间内，该同学完成了一次“下蹲” D．a→b→c这段时间内，该同学完成了一次“站起”后并“下蹲” 13．（24-25高一上·四川凉山·期末）某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（　　） A．在0~5s内，电梯加速上升，该同学处于超重状态 B．在5s~10s内，该同学对电梯地板的压力大于其重力 C．在10s~20s内，电梯减速上升，该同学处于超重状态 D．在20s~25s内，电梯加速下降，该同学处于失重状态 14．（24-25高一上·山西吕梁·期末）人站在力传感器上沿竖直方向完成“下蹲”“站起”动作，图甲呈现的是人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况，图乙呈现的是人站在力传感器上先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。下列关于人在“下蹲”与“站起”的过程中说法正确是（　　） A．“下蹲”的过程一直处于失重状态 B．“站起”的过程一直处于超重状态 C．“站起”的过程先超重后失重 D．乙图中5s时，人的加速度方向竖直向上 15．（24-25高一上·江西吉安·期末）商场的自动扶梯会在无人使用的时候待机以节约电能，当人接近时会触发其感应装置并启动。小明刚踏上自动扶梯的水平踏板，扶梯开始斜向上做匀加速直线运动，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．小明处于超重状态 B．小明处于失重状态 C．小明对踏板的静摩擦力水平向右 D．小明对踏板的静摩擦力水平向左 三、解答题 16．（24-25高一上·广东佛山·期末）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．（24-25高一上·甘肃临夏·期末）如图甲，一小孩站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计的示数为400N。时刻，电梯从静止开始上升，体重计的示数随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取，求： (1)第2s末和第6s末电梯的速度大小； (2)前6s内，电梯上升的高度。 18．（23-24高一下·西藏拉萨·期末）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？ 19．（23-24高一上·上海浦东新·期末）跳楼机是一种极限游乐设施，它不仅能够带给人们极强的刺激感和兴奋感，还能够锻炼人们的勇气和胆识。通常情况下，跳楼机的塔身高度都在数十米以上，甚至有的高达百米以上。同时，跳楼机的速度也非常快，可以在短时间内将游客提升到高空，然后再瞬间降落，带来极强的刺激感。今年秋游，同学们来到了上海欢乐谷，体验了跳楼机项目——天地双雄。设某同学们质量为50kg，被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅提升到离地面50m高处，然后由静止释放，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动到距离地面30m时开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到零，g取。 (1)求该同学运动过程中的最大速度和运动的总时间。（写出必要的图示、文字说明、公式、演算等） (2)在座椅做自由落体运动的过程中，座椅对同学的作用力为 N；匀减速过程中，座椅对同学的作用力为 N，此时该同学处于 （选填“超重”或“失重”）状态。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第15讲：超重和失重 【考点归纳】 【知识归纳】 知识点一、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． 大重难点规律总结： 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 【题型归纳】 题型一：超重和失重的概念 1．（24-25高一上·浙江杭州·期末）如图所示是我校年轻老师施老师正在用力蹬地起跳用头去撞击悬挂在树上的“大粽子”，喻意“高中”。空气阻力忽略不计，以上说法正确的是（　　） A．施老师用力蹬地时，地面对他的支持力大于他对地面的压力 B．施老师用力蹬地时，地面对他的支持力大于他所受的重力 C．施老师起跳后到达最高点时，速度和加速度都为零 D．施老师起跳后在空中的运动过程中，先超重后失重 【答案】B 【详解】A．施老师用力蹬地时，地面对他的支持力等于他对地面的压力，是相互作用力，故A错误； B．施老师用力蹬地时，合力向上，地面对他的支持力大于他所受的重力，故B正确； C．施老师起跳后到达最高点时，速度为零，加速度为重力加速度不是零，故C错误； D．施老师起跳后在空中的运动过程中，只受重力作用，始终处于失重状态，故D错误。 故选B。 2．（24-25高一上·河北承德·期末）某同学在练习垫排球，排球离开手臂后沿竖直方向运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．排球运动至最高点时加速度不为0 B．排球减速上升时惯性减小 C．排球竖直上升时处于超重状态 D．排球在空中运动时不受任何力 【答案】A 【详解】A．排球运动至最高点时加速度为重力加速度，不为0，故A正确； B．排球减速上升时，质量不变，惯性不变，故B错误； C．排球竖直上升时，加速度方向向下，处于失重状态，故C错误； D．排球在空中运动时受重力作用，故D错误。 故选A。 3．（24-25高一上·陕西西安·期末）在体育课上，某同学做“引体向上”时的上升动作如图所示，忽略动作变化对重心的影响可把该同学视做质点。从最低点运动到最高点的过程中，手对身体的拉力始终保持向上，下列关于该同学的说法正确的有（　　） A．先超重再失重 B．先失重再超重 C．一直处于失重状态 D．一直处于超重状态 【答案】A 【详解】从最低点运动到最高点的过程中，先向上加速后向上减速，则加速度先向上后向下，人先超重再失重。 故选A。 题型二：电梯中的超失重问题分析 4．（24-25高一上·云南昆明·期末）《环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会数据，对当今世界最高十大摩天楼电梯最快运行速度做了排序，中国占据前三甲，其中上海中心大厦的电梯最高速度达，位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中速度v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．内，电梯的平均速度大小为 B．内，电梯对乘客的支持力逐渐增大 C．内，电梯对乘客的支持力小于乘客的重力 D．末和末，电梯的速度大小相等，方向相反 【答案】C 【详解】A．根据v-t图像的面积表示位移可知，0～60s内电梯的位移大小为 则平均速度大小为 故A错误； B．根据v-t图像的斜率表示加速度可知，0～20s内图线的斜率不变，即电梯的加速度不变，根据牛顿第二定律可知，电梯对乘客的支持力不变，故B错误； C．根据v-t图像的斜率表示加速度可知，40～60s内图线的斜率为负，即电梯的加速度为负，即加速度竖直向下，乘客失重，即电梯对乘客的支持力小于乘客的重力，故C正确； D．由图可知，10s末和50s末，电梯的速度大小相等，方向相同，故D错误。 故选C。 5．（24-25高一上·广东深圳·期末）如图所示，在升降电梯内的地板上放一体重计，某同学站在体重计上，电梯静止时，体重计示数为40kg。电梯启动的一段时间内，该同学发现体重计示数始终为45kg，，则在这段时间内下列说法正确的是（　　） A．该同学的重力变大了 B．电梯一定竖直向上运动 C．人对体重计的压力大于体重计对人的支持力 D．电梯的加速度大小为 【答案】B 【详解】A．该同学的重力为N 不变，故A错误； B．可知该同学处于超重状态，电梯启动的一段时间内，运动状态为向上加速，故B正确； C．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是相互作用力，大小相等，故C错误； D．根据牛顿第二定律有 其中N=450N 解得 故D错误； 故选B。 6．（24-25高一上·安徽安庆·期末）如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。电梯做匀速直线运动时，体重计的示数为。在某时刻电梯中的人观察到体重计的示数变为，g取，关于电梯的运动，以下说法正确的是（　　）    A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为 B．电梯可能向下减速运动，加速度大小为 C．电梯可能向下加速运动，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】B 【详解】由牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 方向竖直向上，则电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动。 故选B。 题型三：完全失重问题 7．（24-25高一上·北京通州·期末）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 【详解】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。 8．（22-23高一上·上海徐汇·阶段练习）沿圆形轨道绕地球运行的飞船处于完全失重状态，下列实验可以在飞船内完成的是（　　） A．用水银气压计测飞船内的气压 B．用天平测物体的质量 C．用弹簧测力计测拉力 D．用密度计测液体的密度 【答案】C 【详解】A．用水银气压计测飞船内的气压是根据水银所受重力与气体压力平衡而测气压的，完全失重状态下，没有力与气体压力平衡，A错误； B．天平是等臂杠杆，完全失重状态下，物体对天平的压力为零，无法测出物体的质量，B错误； C．用力拉弹簧使弹簧伸长，不受重力影响，可用弹簧测力计测拉力，C正确； D．用密度计测液体的密度是根据密度计受到的重力与浮力平衡而测密度，没有力与浮力平衡，D错误。 故选C。 9．（23-24高一上·重庆沙坪坝·阶段练习）有关超重和失重，以下说法中正确的是（　　） A．物体处于超重状态时，所受重力增大，物体处于失重状态时，所受重力减小 B．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机必定处于下降过程 D．在不计空气阻力情况下，竖直向上抛出的物体，处于完全失重状态 【答案】D 【详解】A．无论物体处于超重还是始终，物体本身所受重力不会发生变化，失重是由于物体所受支持力小于重力，物体加速向下，超重是由于物体所受支持力大于重力，物体加速度向上，故A错误； B．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于平衡状态，故B错误； C．只要物体有向下的加速度，则物体必然处于失重状态，因此在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机可能加速下降，也可能减速上升，故C错误； D．加速度为重力加速度时，物体处于完全失重状态，而在不计空气阻力情况下，竖直向上抛出的物体加速度为重力加速，因此其处于完全失重状态，故D正确。 故选D。 题型四：与F-t图像问题 10．（2024高三上·全国·专题练习）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 【详解】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。 11．（22-23高一上·湖南益阳·期末）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 【详解】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。 12．（2020高三·全国·专题练习）图甲是莱芜一中尚清华同学站在接有力传感器的板上做下蹲、起跳动作的示意图，图中的O点表示他的重心。图乙是传感器所受压力随时间变化的图像，图像上a、b两点的纵坐标分别为900N和300N，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。根据图像分析可知（　　） A．尚清华的重力可由b点读出，为300N B．尚清华在b到c的过程中先处于超重状态再处于失重状态 C．尚清华在双脚与板不接触的过程中处于完全失重状态 D．尚清华在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度 【答案】C 【详解】A．开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力为900N，人的重力也为900N，选项A错误； B．b到c过程中，人对板的压力先小于人的真实重力，后大于人的真实重力，则人先处于失重状态后处于超重状态，选项B错误； C．离开板后人只受重力的作用，处于完全失重状态，选项C正确； D．b点对应时刻弹力与重力的差值要小于c点对应时刻弹力与重力的差值，则人在b点对应时刻的加速度要小于在c点对应时刻的加速度，选项D错误。 故选C。 题型五：超重、失重的有关计算 13．（23-24高一上·陕西西安·期末）如图，质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，重力加速度g取，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数。 （1）以的加速度减速上升； （2）以的加速度减速下降。 【答案】（1）30kg；（2）90kg 【详解】（1）规定初速度方向为正方向，以的加速度减速上升时，加速度方向向下，由牛顿第二定律得 解得体重计对人的支持力为 由牛顿第三定律得：人对体重计压力为300N，质量，即体重计示数为 (3) 以的加速度减速下降时，加速度方向向上，由牛顿第二定律得 解得体重计对人的支持力为 由牛顿第三定律得：人对体重计压力为900N，质量，即体重计示数为 14．（24-25高一上·云南昭通·期末）在升降电梯的水平地板上放一电子秤，如图甲所示，某同学站在电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为。时刻电梯由静止开始下降，时间内电子秤示数随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，求： (1)内该同学速度的最大值； (2)内加速下降的位移大小和匀速下降的位移大小； (3)内电梯运动的距离。 【答案】(1)1.25m/s (2)0.625m，2.5m (3)3.75m 【详解】（1）内对该同学由牛顿第二定律 解得加速度大小 1s末的速度 内匀速下降；内减速下降，加速度大小 则4s末速度为 则该同学速度的最大值1.25m/s。 （2）内加速下降的位移大小 匀速下降的位移大小 （3）电梯减速运动的位移 可得内电梯运动的距离 15．（23-24高一上·全国·课后作业）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 【详解】（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 【专项训练】 一、单选题 1．（24-25高一上·安徽亳州·期末）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 【详解】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。 2．（24-25高一上·云南西双版纳·期末）在升降电梯内地板上放一体重计，某同学站在体重计上，电梯静止时体重计示数为；电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数为，，则在这段时间内（　　） A．该同学所受重力变小了 B．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 C．电梯一定在竖直向下运动 D．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力 【答案】B 【详解】ABC．电梯静止时体重计示数为；电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数为，在这段时间内该同学所受重力保持不变，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 加速度方向竖直向下；但电梯可能向上运动，也可能向下运动，故AC错误，B正确； D．该同学对体重计的压力与体重计对她的支持力是一对相互作用力，大小总是相等，故D错误。 故选B。 3．（24-25高一上·陕西汉中·期末）小明拿着一个由轻质弹性细绳和一质量为的小球组成的玩具乘坐电梯，如图所示。某时刻他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的1.2倍，则该时刻（　　） A．小明处于超重状态 B．小明处于失重状态 C．电梯可能加速下降 D．电梯可能减速上升 【答案】A 【详解】电梯静止不动时，小球受力平衡，有 电梯运行时，轻质弹性细绳的伸长量比电梯静止时大，说明弹力变大了，由牛顿第二定律有 解得加速度大小为 方向竖直向上，故小明处于超重状态，所以电梯可能加速上升或减速下降。 故选A。 4．（24-25高一上·江苏常州·期末）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．c到d的过程中，人处于完全失重状态 B．人的重力可由b点读出，约为500N C．f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0.3125m 【答案】D 【详解】A．c到d的过程中，压力先大于重力后小于重力，所以人先处于超重状态再处于失重状态，故A错误； B．人在a处于平衡状态，人所受支持力等于重力，根据牛顿第三定律，压力等于支持力，因此人的重力从a点读出为1000N，故B错误； C．f点对应的压力最大，大于重力，则人处于超重状态，肯定不是上升到最高点，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t=2.5s-2s=0.5s 人上升的最大高度约为 故D正确。 故选D。 5．（24-25高一上·浙江·期末）在学习了超重失重之后，小明同学站在体重计上，做下蹲和起立的动作，通过力传感器采集的图像如图所示，，下列说法正确的是（    ） A．小明的体重约为90kg B．段为起立过程，段为下蹲过程 C．段为起立过程，段为下蹲过程 D．下蹲过程中一直处于超重状态 【答案】C 【详解】A．由图可知，小明的重力为G=600N，则小明的质量约为 故A错误； BCD．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，对应先失重再超重；起立先是向上加速再向上减速，对应先超重再失重，对应图象可知，该同学做了一次下蹲-起立的动作，AC段为起立过程，DE段为下蹲过程，故BD错误，C正确。 故选C。 6．（24-25高一上·辽宁锦州·期末）如图所示，竖直放置的玻璃管内放置着一片树叶和一个小石子，现将玻璃管迅速翻转，玻璃管内非真空，下列说法正确的是（　　） A．树叶和小石子同时落到底部 B．树叶在下落过程中，处于超重状态 C．小石子在下落过程中，处于超重状态 D．若将玻璃管抽成真空，重复上述实验，树叶和小石子同时落到底部 【答案】D 【详解】A．因小石子受空气阻力影响较小，则小石子先落到底部，选项A错误； BC．树叶和小石子在下落过程中，加速度向下，都处于失重状态，选项BC错误； D．若将玻璃管抽成真空，重复上述实验，则树叶和小石子都只受重力作用加速度相同，则树叶和小石子同时落到底部，选项D正确。 故选D。 7．（24-25高一上·陕西西安·期末）某同学设计制作了一个“电梯加速度测量仪”，其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定在电梯厢顶部，在弹簧旁竖直固定一根直尺，弹簧下端挂一个质量为0.1kg的重物，重物静止时弹簧的伸长量∆x=2.00cm，指针指在O点。已知图中OM、ON的实际长度均为1.00cm，规定竖直向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．若指针指在OM之间某点时，重物处于失重状态 B．若指针指在ON之间某点时，电梯可能在加速上升 C．M点应标记的加速度值为-5m/s2 D．该测量仪上的刻度所对应加速度的值是不均匀的 【答案】C 【详解】A．重物静止时弹簧的伸长量为∆x，可得 若指针指在OM之间某点时，弹簧的伸长量增大，弹簧弹力大于物体重力，物体有向上的加速度，被测物体处于超重状态，故A错误； B．若指针指在ON之间某点时，弹簧的伸长量减小，弹簧弹力小于物体重力，物体有向下的加速度，被测物体处于失重状态，被测物体可能在减速上升，故B错误； C．指针指在M点时，有 代入数据解得 故C正确； D．设O点至指针所指位置的位移为x，可得 可得 故该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的，故D错误。 故选C。 二、多选题 8．（24-25高一上·广东深圳·期末）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 【详解】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。 9．（24-25高一上·湖北·期末）某同学站在压力传感器上做下蹲一起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力（单位为），横坐标为时间（单位为），由图线可知，该同学的体重约为取，除此以外，还可以得到以下信息（　　） A．该同学做了2次下蹲一起立的动作 B．下蹲过程中人的最大加速度约为 C．时人已处于起立静止状态 D．起立过程中人先超重后失重 【答案】BD 【详解】AD．人在下蹲的过程中，人先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，人先失重后超重；同理可知，起立过程中，人先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，人先超重后失重；所以该同学做了1次下蹲—起立的动作，故A错误，D正确； B．根据牛顿第二定律可知1s末和3s末该同学的视重与实际体重相差最大，则此时加速度 最大，根据牛顿第二定律 解得 故B正确； C．1s到2s过程，先失重再超重，然后处于平衡状态，时传感器示数等于人的重力，故此时处于下蹲静止状态，故C错误。 故选BD。 10．（24-25高一上·北京西城·期末）如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中各点均对应人的不同状态，根据图像可知（　　） A．图像中点至点过程对应人处于下蹲过程中 B．图像中点至点过程对应人处于起跳过程中 C．图像中点位置对应人处于运动过程的最高点 D．图像中点位置对应人处于超重状态 【答案】AD 【详解】A．图像中点至点过程人处于失重状态，加速度向下，则对应人处于下蹲过程中，选项A正确； B．图像中点至点过程人处于超重状态，加速度向上，处于减速下蹲过程中，选项B错误； C．图像中点位置处于超重最大的状态，即向上的加速度最大，此时对应人处于下蹲过程的最低点，选项C错误； D．图像中点位置对传感器的压力大于重力，对应人处于超重状态，选项D正确。 故选AD。 11．（24-25高一上·广东广州·期末）如图，港珠澳大桥人工岛建设时，起重机用8根对称分布且长度为的钢索将直径为、质量为的钢筒以匀加速竖直吊起，重力加速度为，若每根钢索所能承受的最大拉力大小为，则吊起过程中下列说法正确的是（　　） A．钢索拉力不断变大 B．每根钢索所受到的拉力大小为 C．钢筒的最大加速度为 D．钢筒处于超重状态 【答案】CD 【详解】A．根据对称性可知，8根钢索的拉力大小相等，令钢索与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律有 钢筒做匀加速直线运动，加速度一定，则钢索拉力不变，故A错误； B．根据几何关系有 结合上述解得， 故B错误； C．结合题意与上述可知，当加速度最大时，钢索拉力最大，即拉力大小为F，则有 解得 故C正确； D．钢筒的加速度方向竖直向上，则钢筒处于超重状态，故D正确。 故选CD。 12．（24-25高一上·安徽芜湖·期末）某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”动作，研究超重和失重现象。某次实验获得的力传感器采集到压力示数F随时间变化的图像如图所示，a、b、c为图线上的三点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，该同学处于超重状态 B．b→c过程，该同学处于超重状态 C．a→b→c这段时间内，该同学完成了一次“下蹲” D．a→b→c这段时间内，该同学完成了一次“站起”后并“下蹲” 【答案】BC 【详解】A．a→b过程，压力小于重力，该同学处于失重状态，故A错误； B．b→c过程，压力大于重力，该同学处于超重状态，故B正确； CD．每次“下蹲”过程，先向下加速再向下减速，则物体先失重后超重；每次“站起”过程，先向上加速再向上减速，则先超重后失重；a→b→c过程先失重后超重，则为一次“下蹲”过程，故C正确，D错误。 故选BC。 13．（24-25高一上·四川凉山·期末）某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（　　） A．在0~5s内，电梯加速上升，该同学处于超重状态 B．在5s~10s内，该同学对电梯地板的压力大于其重力 C．在10s~20s内，电梯减速上升，该同学处于超重状态 D．在20s~25s内，电梯加速下降，该同学处于失重状态 【答案】AD 【详解】A．由图可知，在0~5s内，加速度为正，说明电梯的加速度向上，此时人处于超重状态，故A正确； B．5~10s内，该同学做匀速运动，其受到地板的支持力等于重力，根据牛顿第三定律可知，其对电梯地板的压力等于他所受的重力，故B错误； C．在10~20s内，电梯向上做匀减速运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误； D．在20~25s内，电梯向下做匀加速运动，加速度向下，处于失重状态，故D正确。 故选AD。 14．（24-25高一上·山西吕梁·期末）人站在力传感器上沿竖直方向完成“下蹲”“站起”动作，图甲呈现的是人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况，图乙呈现的是人站在力传感器上先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。下列关于人在“下蹲”与“站起”的过程中说法正确是（　　） A．“下蹲”的过程一直处于失重状态 B．“站起”的过程一直处于超重状态 C．“站起”的过程先超重后失重 D．乙图中5s时，人的加速度方向竖直向上 【答案】CD 【详解】AB．由图甲可知，“下蹲”过程既有失重过程，也有超重过程，由乙图可知“站起”过程既有超重过程，也有失重过程，故AB错误； C．由乙图可以看出“站起”过程支持力先大于重力，后小于重力，则“站起”的过程先超重后失重，故C正确； D．题图乙中5s时，人的加速度方向竖直向上，故D正确。 故选CD。 15．（24-25高一上·江西吉安·期末）商场的自动扶梯会在无人使用的时候待机以节约电能，当人接近时会触发其感应装置并启动。小明刚踏上自动扶梯的水平踏板，扶梯开始斜向上做匀加速直线运动，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．小明处于超重状态 B．小明处于失重状态 C．小明对踏板的静摩擦力水平向右 D．小明对踏板的静摩擦力水平向左 【答案】AC 【详解】AB．小明随扶梯一起斜向上做匀加速直线运动，则小明的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向，水平方向，则有 方向水平向左；竖直方向，则有 方向竖直向上，小明具有方向竖直向上的分加速度，则小明处于超重状态，A正确，B错误。 CD．结合上述分析，根据牛顿第二定律可知，小明水平方向受静摩擦力作用 方向水平向左；根据牛顿第三定律可知，小明对踏板的静摩擦力水平向右，C正确，D错误。 故选AC。 三、解答题 16．（24-25高一上·广东佛山·期末）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 【详解】（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．（24-25高一上·甘肃临夏·期末）如图甲，一小孩站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计的示数为400N。时刻，电梯从静止开始上升，体重计的示数随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g取，求： (1)第2s末和第6s末电梯的速度大小； (2)前6s内，电梯上升的高度。 【答案】(1)2m/s，0 (2)9m 【详解】（1）根据题意，小孩的质量为。 在到的时间内，由牛顿第二定律得 代入数据解得 第2s末的速度为 在到的时间内，由牛顿第二定律得 解得 所以电梯在这段时间内做匀速直线运动，有 在到的时间内，由牛顿第二定律得 解得 第6s末的速度为 （2）前6s内，电梯上升的高度为 代入数据得 18．（23-24高一下·西藏拉萨·期末）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） 【详解】（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 19．（23-24高一上·上海浦东新·期末）跳楼机是一种极限游乐设施，它不仅能够带给人们极强的刺激感和兴奋感，还能够锻炼人们的勇气和胆识。通常情况下，跳楼机的塔身高度都在数十米以上，甚至有的高达百米以上。同时，跳楼机的速度也非常快，可以在短时间内将游客提升到高空，然后再瞬间降落，带来极强的刺激感。今年秋游，同学们来到了上海欢乐谷，体验了跳楼机项目——天地双雄。设某同学们质量为50kg，被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅提升到离地面50m高处，然后由静止释放，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动到距离地面30m时开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到零，g取。 (1)求该同学运动过程中的最大速度和运动的总时间。（写出必要的图示、文字说明、公式、演算等） (2)在座椅做自由落体运动的过程中，座椅对同学的作用力为 N；匀减速过程中，座椅对同学的作用力为 N，此时该同学处于 （选填“超重”或“失重”）状态。 【答案】(1)20m/s，4.5s (2) 0 900 超重 【详解】（1）座椅沿轨道做自由落体运动到距离地面30m时开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动 解得最大速度即减速的初速度 自由落体时间 匀减速运动时间 解得 运动的总时间 （2）[1][2][3]在座椅做自由落体运动的过程中，座椅和同学处于完全失重状态，座椅对同学的作用力为0N，匀减速过程中，座椅对同学的作用力 ， 解得 因为加速度向上，所以处于超重状态。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$