6. 超重和失重（重难点训练）物理人教版2019必修第一册

第6节 超重和失重 一．超重与失重的判断（共7小题） 二．超重与失重的定量运算问题（共7小题） 三．综合问题（共7小题） 四．图像问题（共7小题） 五．体育运动中的超失重问题（共7小题） 六．连接体超失重问题（共7小题） 七．完全失重现象（共7小题） 一．超重与失重的判断（共7小题） 1．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，人与固定在地面上的扣环相连，弹性轻绳的上端固定，拉长后下端固定在人的身上。打开扣环，人从地面由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”。人向上运动至最高点的过程中（　　） A．一直处于超重状态 B．一直处于失重状态 C．先处于超重状态后处于失重状态 D．先处于失重状态后处于超重状态 2．如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数( ) A.变大 B.不变 C.变小 D.先变大后变小 3．（多选）如图，某一处于松弛状态的弹性绳，上端拴在O点，下端拴一重物，从O点正下方的A点开始自由下落，至图中B点时的弹性绳正好完全伸直且没有弹力，D点是重物所能到达的最低点且到达D点时未超过弹性绳的弹性限度，C点时重物静止悬吊时的平衡位置，不计空气阻力，则重物在从A点下落的过程中（　　） A．在AB段做自由落体运动，处于完全失重状态 B．BC段绳的拉力在增大，重物先失重再超重 C．CD段绳的拉力大于重物的重力，重物处于超重状态 D．D点时重物的速度为零，处于平衡状态 4．（多选）几位同学为了探究电梯起动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层．用照相机进行了相关记录，如图所示．图1为电梯静止时体重计的照片，图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片．根据照片推断正确的是（　　） A．根据图2推断电梯一定处于加速上升过程，电梯内同学可能处于超重状态 B．根据图3推断电梯一定处于减速下降过程，电梯内同学可能处于失重状态 C．根据图4推断电梯可能处于减速上升过程，电梯内同学一定处于失重状态 D．根据图5推断电梯可能处于减速下降过程，电梯内同学一定处于超重状态 5．（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则下列说法中正确的是（　　） A．t=2s时人对地板的压力最大 B．t=5s时人对地板的压力为0 C．t=5s时人对地板的压力最大 D．t=8.5s时人对地板的压力最小 6．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 7． 2020年12月17日，嫦娥五号的返回舱采用“打水漂”的技术来减速并成功着陆在预定区域。返回舱第一次进入大气层时减速下降到距离地面约60公里时，利用弓形激波让其加速向上跃起，弹出大气层之后再次进入大气层，实施二次减速，整个过程就像“打水漂”一样(如图)。返回舱在减速下降和加速跃起时分别处于(　 　) A．失重状态，超重状态　 B．超重状态，失重状态 C．超重状态，超重状态 D．失重状态，失重状态 二．超重与失重的定量运算问题（共7小题） 8．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，重力加速度g取10 m/s2，根据图像分析可知(　　) A．人的重力为1 500 N B．c点位置人处于超重状态 C．e点位置人处于失重状态 D．d点的加速度小于f点的加速度 9．（2024年全国甲卷高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为 N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于 （填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 （结果保留1位小数）。 10．飞行背包是一种可以让使用者通过穿戴该产品后飞上天空的飞行器。消防员利用飞行背包在某次高楼火灾观测时，竖直飞行的v-t图像如图所示，下列说法正确的是(　 ) A．消防员上升的最大高度为225 m B．消防员在2.5～3.0 min内加速度最大 C．消防员在3.5～4.25 min内处于失重状态 D．消防员在2.5～4.25 min，平均速度大小约为6.43 m/s 11．（多选）如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N。关于电梯的运动，以下说法正确的是(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2 B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2 C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2 D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2 12．一质量为m的人站在电梯中，电梯匀加速上升，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 13．（多选）如图，某同学站在电梯内的台秤上，当电梯静止时台秤示数为60kg，当电梯从静止开始运动的一段时间内，台秤的示数变为48kg，重力加速度大小为，则这段时间内（　　） A．电梯正在向上运动 B．该同学处于失重状态 C．该同学对台秤的压力大小为120N D．电梯运动的加速度大小为 14．用外力F拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a随外力F的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A.物体的质量为 B.地球表面的重力加速度为2a0 C.当a＞0时，物体处于失重状态 D.当a＝a1时，拉力F＝a1 三．综合问题（共7小题） 15．如图所示，建筑工地常用吊车通过钢索将建筑材料从地面吊到高处，图为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图像，下列判断正确的是（　　） A．前5s的平均速度是0.5m/s B．整个过程上升高度是30m C．30-36s材料处于超重状态 D．前10s钢索最容易发生断裂 16．（多选）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 17．如图所示，A、B、C为三个大小相同的实心小球，A为铁球，B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，ρ木＜ρ水＜ρ铁)(　 ) A．A球将向上运动，B、C球将向下运动 B．A、B球将向上运动，C球不动 C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动 D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动 18．某举重运动员参加挺举比赛，图甲为提杠上肩后的状态，图乙为举杠后静止的状态，下列说法正确的是（　　）    A．图甲状态，运动员处于超重状态 B．从图甲状态到图乙状态过程中，杠铃先超重后失重 C．杠铃加速上升过程中，手对杠铃的作用力大于杠铃对手的作用力 D．运动员对地面的压力是由于地面形变产生的 19．如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个物块从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，则小球从接触弹簧到下降到最低点的过程中（　　） A．物块刚接触弹簧瞬间速度最大 B．当物块的速度最大时，它所受的合力为零 C．物块一直处于失重状态 D．物块的加速度先增大后减小 20．跳跳杆是一种深受小朋友喜爱的弹跳器。可以自由伸缩的中心弹簧，一端固定在跳杆上，另一端固定在能沿跳杆上下滑动的踏板上，人在踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧向上弹起，将人和跳跳杆带离地面。当某同学玩跳跳杆时从最高点竖直下落到最低点的过程中，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A．下落全过程中，该同学速度一直增大 B．下落全过程中，该同学加速度先增大后减小 C．下落全过程中，跳跳杆刚接触地面时，该同学速度最大 D．下落全过程中，弹簧形变量最大时，该同学处于超重状态 21．如图所示，箱子A内放有物块B，用竖直的轻弹簧连接后悬挂在天花板上，已知箱子A和物块B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。现对箱子施加一个竖直向上的力F=3mg，使系统处于静止状态，空气阻力不计，则在撤去F的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．箱子A的加速度大小为2g B．物块B的加速度大小为零 C．弹簧的形变量为 D．物块B处于超重状态 四．图像问题（共7小题） 22．很多智能手机都有加速度传感器，可以测量手机自身的加速度。某同学打开加速度传感器，用手水平托着手机。手迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落一段时间，然后接住手机，手机屏幕上记录一段加速度随时间变化的图像，取竖直向上为正方向，将图像简化为如图所示，下列说法正确的是( ) A.时刻，手机的加速度大小可能大于g B.到时间内，手机一直处于完全失重状态 C.时刻，手机处于完全失重状态 D.时刻，手机的运动方向为竖直向上 23．图甲中运动员在蹦极台上自由下落，得到图像如图乙所示，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（    ） A．运动员下落15m后开始受到弹力作用 B．下落26m时，运动员到达最低点，处于超重状态 C．整个下落过程加速度方向始终竖直向上 D．整个下落过程加速度先减小再增大 24．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s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。以下判断正确的是(　 ) 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 25．在某次训练中某航天员的加速度a随时间t的变化关系如图所示，若航天员只在竖直方向运动，规定竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（　　） A．1~3s内航天员做匀加速运动 B．时的加速度的变化率为零 C．0~1s内与0~5s内速度的变化量相同 D． 时航天员处于失重状态 26．如图甲所示，广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t 图像如图乙所示。则下列相关说法正确的是(　　) A.t＝4.5 s时，电梯处于失重状态 B.5～55 s时间内，绳索拉力最小 C.t＝59.5 s时，电梯处于超重状态 D.t＝60 s时，电梯速度恰好为零 27．图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．从传感器的示数可知该同学的体重约为 B．内，该同学经历了先失重、后超重的状态 C．内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作 D．该同学拉起身体过程中单杠的支持力对他做正功 28．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650 N，除此以外，还可以得到以下信息(　　) A.1 s时人处在下蹲的最低点 B.2 s时人处于下蹲静止状态 C.0～4 s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 五．体育运动中的超失重问题（共7小题） 29．某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的过程，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是(　 ) A．人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动 B．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态 C．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重 D．人在C点具有最大速度 30．关于超重和失重的说法正确的是（　　） A. 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B. 在超重现象中，物体的重力是增大的 C. 处于完全失重状态的物体，其重力一定为零 D. 如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度 31．(多选)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，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 32．在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学快速下蹲后立即蹬伸竖直起跳.在此过程中，测得该同学竖直方向加速度a随时间t的变化关系如图所示，已知竖直向上为正方向，则该同学（　　） A. 从A到B的过程中，处于超重状态 B. 在B点时，速度为零 C. 在C点时，恰好离开地面 D. 从C到D的过程中，处于失重状态 33．2021年7月30日，在东京奥运会蹦床项目女子决赛中，中国选手朱雪莹夺得冠军，刘灵玲获得亚军。测得一位仅在竖直方向上运动的蹦床运动员受到蹦床的弹力F随时间t的变化规律如图所示，已知该运动员的最大加速度为42 m/s2，重力加速度为g＝10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是(　 ) A．该运动员接触蹦床过程中受到的最大弹力为2 000 N B．该运动员双脚离开蹦床后的最大速度为16 m/s C．该运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中先处于超重状态后处于失重状态 D．该运动员由接触蹦床到最低点的过程中一直处于失重状态 34．蹦极是一项深受年轻人喜爱的极限运动。一名游客在三清山神仙谷景区体验蹦极，蹦极过程可简化为如图，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点是游客所到达的最低点，b点是游客静止地悬吊着时的平衡位置。游客在从P点下落到最低点c的过程中（不计空气阻力），以下说法正确的是（　　） A．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于失重状态 B．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于超重状态 C．a到b的过程中，该游客做加速运动，处于超重状态 D．b到c的过程中，该游客做减速运动，处于失重状态 35．2019年11月，在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中，某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军，如图所示。则下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　） A．王鑫宇在上升阶段重力变大了 B．王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态 C．王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力 D．王鑫宇在助跑过程中，地面对他的支持力大于他对地面的压力 六．连接体超失重问题（共7小题） 36．如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2。现剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断Q下端的细绳前的示数相比将(　 ) A．变大　　　　　　　　　 B．变小 C．不变 D．先变小后变大 37．（多选）如图所示，质量为m1＝2kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M=5kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．物体A处于超重状态，加速度大小为10m/s2 B．物体A处于超重状态，绳子对A的拉力大小为30N C．物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5N D．轻绳对定滑轮的作用力大小为80N 38．如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量m的小球，小球上下振动时框架始终没有跳起，当框架对地面的压力为零的瞬间，小球的加速度大小为(重力加速度为g)(　　) A.g B. C. D. 39．如图所示，充满某种液体的密闭容器用绳子悬挂在天花板上，轻弹簧A下端固定在容器底部，轻弹簧B上端固定在容器顶部。甲、乙、丙是三个不同材质的实心球，甲连在A的上端，乙连在B的下端，丙悬浮在液体中。已知甲、乙、丙和液体的密度关系为乙<丙＝液＜甲，则剪断绳的瞬间相对于容器（不计空气阻力）（　　） A．甲球将向上运动，乙、丙球将向下运动 B．甲、丙球将向上运动，乙球将向下运动 C．甲球将向上运动，乙球将向下运动，丙球不动 D．甲球将向下运动，乙球将向上运动，丙球不动 40．如下图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个质量为M的光滑的斜面体，现将一个质量为m的物体放在斜面上，让它自由滑下，则测力计的示数一定满足( ) A. B. C. D. 41．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力），到回到出发点的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．上升过程A、B处于超重状态，下降过程A、B处于失重状态 B．上升和下降过程A、B两物体均为完全失重 C．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力 D．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力 42．（多选）如图所示为杂技“顶竿”表演，甲站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，质量为m的乙用双手握住竖直竹竿，已知重力加速度为g，空气阻力不计，则（　　） A．乙匀速向下滑时，受到的摩擦力方向向上 B．乙匀速向上爬时，受到的摩擦力方向向下 C．乙加速向下滑时，竿对甲的压力小于（M+m）g D．乙减速向上爬时，竿对甲的压力大于（M+m）g 七．完全失重现象（共7小题） 43．（多选）如图，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持竖直，且忽略空气阻力，则（　　） A．当容器自由下落时，容器处于完全失重状态，小孔不漏水 B．将容器匀速下落时，容器在运动中小孔不漏水 C．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔漏水；容器向下运动时，小孔不漏水 D．将容器竖直向上抛出，在向上和向下的运动过程中小孔均不漏水 44．某次救灾演习中，救援直升机悬停在空中，机上工作人员将装有救灾物质的箱子投出，已知箱子下落的初速度为零下落过程中箱子所受的空气阻力不计。启程中，箱子始终保持投放时的状态，则下落过程中，以下说法正确的是（　　） A．物资处于超重状态 B．物资仅受重力作用 C．物资受箱子的支持力逐渐减小 D．由静止开始，箱子在持续相同的时间内位移比为1∶2∶3 45．一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？ 46．研究超重和失重现象时，在一个底端有小孔的塑料瓶中装水，打开瓶盖后，有水从瓶底部的小孔流出．若不计空气阻力，打开瓶盖后，水瓶在下列运动过程中，以下说法正确的是 A．水瓶自由下落过程中会有水从小孔中流出 B．水瓶自由下落过程中瓶子里的水处于超重状态 C．将水瓶竖直向上抛出后，水瓶向上运动时不会有水从小孔中流出 D．将水瓶竖直向上抛出后，水瓶向上运动时瓶子里的水处于超重状态 47．2024国际篮联三人篮球挑战赛雄安站，中国的球队夺得冠军。不计空气阻力，下列说法正确的是 （　　） A．篮球在空中运动时处于完全失重状态 B．篮球被抛出后，篮球的惯性减小 C．篮球被抛出后，篮球的重力消失了 D．进攻球员能潇洒自如地运球过人，是因为一直对球施加了力来维持球的运动 48．（多选）如图所示，小球 A 放在真空容器 B 内，小球的直径恰好等于正方体 B 的边长，将它们以初速度 v0 竖直上抛， A 、 B 一起上升的过程中，下列说法正确的是( ) A.若不计空气阻力， A 、 B 间一定没有弹力 B.若不计空气阻力， A 、 B 间一定有弹力 C.若考虑空气阻力， A 对 B 的上板一定有压力 D.若考虑空气阻力， A 对 B 的下板一定有压力 49．如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面始终保持水平，下列说法正确的是（　　） A．在上升和下降过程中A对B的压力大小都一定等于零 B．上升过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小 C．下降过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小 D．在上升和下降过程中A对B的压力大小都等于物体A受到的重力大小 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6节 超重和失重 一．超重与失重的判断（共7小题） 二．超重与失重的定量运算问题（共7小题） 三．综合问题（共7小题） 四．图像问题（共7小题） 五．体育运动中的超失重问题（共7小题） 六．连接体超失重问题（共7小题） 七．完全失重现象（共7小题） 一．超重与失重的判断（共7小题） 1．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，人与固定在地面上的扣环相连，弹性轻绳的上端固定，拉长后下端固定在人的身上。打开扣环，人从地面由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”。人向上运动至最高点的过程中（　　） A．一直处于超重状态 B．一直处于失重状态 C．先处于超重状态后处于失重状态 D．先处于失重状态后处于超重状态 【答案】C 【详解】由题意，可知人在向上运动至最高点的过程中，人先加速后减速，加速度方向先竖直向上后竖直向下，所以人先处于超重状态后处于失重状态。 故选C。 2．如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数( ) A.变大 B.不变 C.变小 D.先变大后变小 .答案：C 解析：同体积的水比乒乓球的质量大，在乒乓球加速上升的过程中，水和乒乓球系统的重心加速下降，处于失重状态，台秤示数变小。 3．（多选）如图，某一处于松弛状态的弹性绳，上端拴在O点，下端拴一重物，从O点正下方的A点开始自由下落，至图中B点时的弹性绳正好完全伸直且没有弹力，D点是重物所能到达的最低点且到达D点时未超过弹性绳的弹性限度，C点时重物静止悬吊时的平衡位置，不计空气阻力，则重物在从A点下落的过程中（　　） A．在AB段做自由落体运动，处于完全失重状态 B．BC段绳的拉力在增大，重物先失重再超重 C．CD段绳的拉力大于重物的重力，重物处于超重状态 D．D点时重物的速度为零，处于平衡状态 【答案】AC 【详解】图中B点时的弹性绳正好完全伸直且没有弹力，所以在AB段绳子无拉力，重物做自由落体运动，处于完全失重状态。A正确；C点时重物静止悬吊时的平衡位置，所以在BC段绳的拉力在增大，但是一直小于重力，重物一直处于失重状态，CD段绳的拉力大于重物的重力，重物处于超重状态。B错误，C正确；D点时绳子拉力大于重力，重物将向上加速。D错误。 故选AC。 4．（多选）几位同学为了探究电梯起动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层．用照相机进行了相关记录，如图所示．图1为电梯静止时体重计的照片，图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片．根据照片推断正确的是（　　） A．根据图2推断电梯一定处于加速上升过程，电梯内同学可能处于超重状态 B．根据图3推断电梯一定处于减速下降过程，电梯内同学可能处于失重状态 C．根据图4推断电梯可能处于减速上升过程，电梯内同学一定处于失重状态 D．根据图5推断电梯可能处于减速下降过程，电梯内同学一定处于超重状态 【答案】CD 【详解】图2和图5中体重计示数大于图1，说明电梯内同学处于超重状态，可能是加速上升或减速下降过程。图3和图4中体重计示数小于图1，说明电梯内同学处于失重状态，可能是减速上升或加速下降过程。 故选CD。 5．（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则下列说法中正确的是（　　） A．t=2s时人对地板的压力最大 B．t=5s时人对地板的压力为0 C．t=5s时人对地板的压力最大 D．t=8.5s时人对地板的压力最小 【答案】AD 【详解】在时间轴的上方，表示加速度向上，此时处于超重状态，在时间轴的下方，表示加速度向下，此时处于失重状态；在t=2s时向上的加速度最大，此时对地板的压力最大，大于重力，故A正确；t=5s时，人随电梯做匀速运动，人处于平衡状态，所以人受到的支持力等于人的质量，由牛顿第三定律可知，人对地板的压力等于人的重力，故BC错误；在t=8.5s时具有向下的最大的加速度，此时对地板的压力最小，小于重力，D正确。 故选AD。 6．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。 7． 2020年12月17日，嫦娥五号的返回舱采用“打水漂”的技术来减速并成功着陆在预定区域。返回舱第一次进入大气层时减速下降到距离地面约60公里时，利用弓形激波让其加速向上跃起，弹出大气层之后再次进入大气层，实施二次减速，整个过程就像“打水漂”一样(如图)。返回舱在减速下降和加速跃起时分别处于(　 　) A．失重状态，超重状态　 B．超重状态，失重状态 C．超重状态，超重状态 D．失重状态，失重状态 答案：C 二．超重与失重的定量运算问题（共7小题） 8．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，重力加速度g取10 m/s2，根据图像分析可知(　　) A．人的重力为1 500 N B．c点位置人处于超重状态 C．e点位置人处于失重状态 D．d点的加速度小于f点的加速度 解析：选B　分析图像可知：a点，人处于静止状态，重力等于支持力，所以G＝500 N，A错误。c点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，B正确。e点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，C错误。在f点，人只受重力，加速度g＝10 m/s2；在d点，根据牛顿第二定律有FN－mg＝ma，得a＝20 m/s2，d点的加速度大于f点的加速度，D错误。 9．（2024年全国甲卷高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为 N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于 （填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 （结果保留1位小数）。 【答案】(1)5.0(2) 失重 1.0 【详解】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N，则读数为5.0N。 （2）[1]电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，小于物体重力可知此段时间内物体处于失重状态； [2]根据根据牛顿第二定律代入数据联立解得电梯加速度大小 10．飞行背包是一种可以让使用者通过穿戴该产品后飞上天空的飞行器。消防员利用飞行背包在某次高楼火灾观测时，竖直飞行的v-t图像如图所示，下列说法正确的是(　 ) A．消防员上升的最大高度为225 m B．消防员在2.5～3.0 min内加速度最大 C．消防员在3.5～4.25 min内处于失重状态 D．消防员在2.5～4.25 min，平均速度大小约为6.43 m/s 解析：选D　v-t图线与t轴所围图形面积表示位移，由题图可知，在1.5 min时，消防员上升的高度最高，有x＝×15×1.5×60 m＝675 m，A错误；图像的斜率表示加速度，所以在0～0.5 min内加速度最大，B错误；消防员在3.5～4.25 min减速下落，处于超重状态，C错误；消防员在2.5～4.25 min，平均速度为＝＝ m/s≈6.43 m/s，D正确。 11．（多选）如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N。关于电梯的运动，以下说法正确的是(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2 B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2 C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2 D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2 【答案】AD 【详解】电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，知重物的重力等于10 N；在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N，对重物有F-mg=ma，解得a=2 m/s2，方向竖直向上，则电梯的加速度大小为2 m/s2，方向竖直向上，电梯可能向上做加速运动，也可能向下做减速运动，故A、D正确，B、C错误。 12．一质量为m的人站在电梯中，电梯匀加速上升，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 答案　C 解析　根据牛顿第二定律有FN－mg＝ma，解得电梯底部对人的支持力大小为FN＝mg，由牛顿第三定律知，人对电梯底部的压力大小为FN′＝mg，选项C正确. 13．（多选）如图，某同学站在电梯内的台秤上，当电梯静止时台秤示数为60kg，当电梯从静止开始运动的一段时间内，台秤的示数变为48kg，重力加速度大小为，则这段时间内（　　） A．电梯正在向上运动 B．该同学处于失重状态 C．该同学对台秤的压力大小为120N D．电梯运动的加速度大小为 【答案】BD 【详解】AB．台秤示数变小，说明该同学处于失重状态，有向下的加速度，说明电梯从静止开始向下加速运动，A项错误，B项正确； C． 设电梯对该同学的支持力为F，根据题意可知根据牛顿第三定律，该同学对台秤的压力大小为480N，C项错误； D．根据牛顿第二定律解得，D项正确。故选BD。 14．用外力F拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a随外力F的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A.物体的质量为 B.地球表面的重力加速度为2a0 C.当a＞0时，物体处于失重状态 D.当a＝a1时，拉力F＝a1 答案　A 解析　当F＝0时a＝－a0，此时的加速度为重力加速度，故g＝a0，B错误；当a＝0时，拉力F＝F0，拉力大小等于重力，故物体的质量为，A正确；当a＞0时，加速度方向竖直向上，物体处于超重状态，C错误；当a＝a1时，由牛顿第二定律得F－mg＝ma1，又m＝、g＝a0，故拉力F＝(a1＋a0)，D错误。 三．综合问题（共7小题） 15．如图所示，建筑工地常用吊车通过钢索将建筑材料从地面吊到高处，图为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图像，下列判断正确的是（　　） A．前5s的平均速度是0.5m/s B．整个过程上升高度是30m C．30-36s材料处于超重状态 D．前10s钢索最容易发生断裂 【答案】D 【详解】因5s末的速度0.5m/s，则前5s的平均速度是0.25m/s，选项A错误； 图像的面积等于位移，可知整个过程上升高度是 选项B错误；30-36s材料减速上升，加速度向下，则处于失重状态，选项C错误； 前10s材料加速上升，处于超重状态，钢索最容易发生断裂，选项D正确。 故选D。 16．（多选）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。 17．如图所示，A、B、C为三个大小相同的实心小球，A为铁球，B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，ρ木＜ρ水＜ρ铁)(　 ) A．A球将向上运动，B、C球将向下运动 B．A、B球将向上运动，C球不动 C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动 D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动 解析：选D　将挂吊篮的绳子剪断瞬间，装水的杯子做自由落体运动，水处于完全失重状态，即可以认为水和球之间没有相互作用力。以杯子作为参考系，A受到向上的弹力作用，B受到向下的弹力作用，C不受到弹力作用，所以A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动。 18．某举重运动员参加挺举比赛，图甲为提杠上肩后的状态，图乙为举杠后静止的状态，下列说法正确的是（　　）    A．图甲状态，运动员处于超重状态 B．从图甲状态到图乙状态过程中，杠铃先超重后失重 C．杠铃加速上升过程中，手对杠铃的作用力大于杠铃对手的作用力 D．运动员对地面的压力是由于地面形变产生的 【答案】B 【详解】A．图甲为提杠上肩后的状态，运动员处于平衡状态，故A错误； B．从图甲状态到图乙状态过程中，杠铃先加速上升后减速上升，所以杠铃先超重后失重，故B正确； C．杠铃加速上升过程中，手对杠铃的作用力与杠铃对手的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，故C错误； D．运动员对地面的压力是由于运动员形变产生的，故D错误。 故选B。 19．如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个物块从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，则小球从接触弹簧到下降到最低点的过程中（　　） A．物块刚接触弹簧瞬间速度最大 B．当物块的速度最大时，它所受的合力为零 C．物块一直处于失重状态 D．物块的加速度先增大后减小 【答案】B 【详解】物快刚接触弹簧时，弹力小于重力，物块具有向下的加速度，物块向下继续加速，弹簧继续被压缩，弹力增大，加速度逐渐减小，当弹簧的弹力等于重力时，此时物块所受合力为零，加速度为零，物块速度达到最大，当弹簧弹力大于重力时，物块的加速度向上，物块做减速运动， 随着弹簧继续被压缩，弹力增大，加速度反向增大，故物块先处于失重状态后处于超重状态，ACD错误，B正确。 故选B。 20．跳跳杆是一种深受小朋友喜爱的弹跳器。可以自由伸缩的中心弹簧，一端固定在跳杆上，另一端固定在能沿跳杆上下滑动的踏板上，人在踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧向上弹起，将人和跳跳杆带离地面。当某同学玩跳跳杆时从最高点竖直下落到最低点的过程中，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A．下落全过程中，该同学速度一直增大 B．下落全过程中，该同学加速度先增大后减小 C．下落全过程中，跳跳杆刚接触地面时，该同学速度最大 D．下落全过程中，弹簧形变量最大时，该同学处于超重状态 【答案】D 【详解】ABC．下落全过程中，跳跳杆接触地面前，该同学和跳跳杆做自由落体运动，速度增大，加速度保持不变；跳跳杆接触地面后，一开始弹簧弹力小于该同学和踏板的总重力，该同学和踏板继续向下做加速度减小的加速运动；当弹簧弹力等于该同学和踏板的总重力时，该同学和踏板的速度达到最大；之后弹簧弹力大于该同学和踏板的总重力，加速度方向向上，则该同学和踏板将向下做加速度增大的减速运动，故下落全过程中，该同学速度先增大后减小，加速度先不变，再减小，最后增大，故ABC错误； D．下落全过程中，弹簧形变量最大时，加速度方向向上，该同学处于超重状态，故D正确。 故选D。 21．如图所示，箱子A内放有物块B，用竖直的轻弹簧连接后悬挂在天花板上，已知箱子A和物块B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。现对箱子施加一个竖直向上的力F=3mg，使系统处于静止状态，空气阻力不计，则在撤去F的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．箱子A的加速度大小为2g B．物块B的加速度大小为零 C．弹簧的形变量为 D．物块B处于超重状态 【答案】A 【详解】以AB整体为研究对象，设弹簧的弹力为F′，根据平衡条件 得弹簧的弹力为 F′=mg 方向竖直向下，弹簧处于压缩状态。由胡克定律 解得弹簧的形变量为 故C错误；撤去力F后，弹簧弹力不变，假设AB间有相互作用力，即AB加速度相同，则以整体为研究对象，整体受的合外力为3mg，则整体的加速度为 而B向下的加速度最大为g，故A的加速度大于B的加速度，二者分离，A不受B的压力；以A为研究对象，受重力和弹簧的弹力 得 ， A处于失重状态，B处于完全失重。故A正确，BD错误。 故选A。 四．图像问题（共7小题） 22．很多智能手机都有加速度传感器，可以测量手机自身的加速度。某同学打开加速度传感器，用手水平托着手机。手迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落一段时间，然后接住手机，手机屏幕上记录一段加速度随时间变化的图像，取竖直向上为正方向，将图像简化为如图所示，下列说法正确的是( ) A.时刻，手机的加速度大小可能大于g B.到时间内，手机一直处于完全失重状态 C.时刻，手机处于完全失重状态 D.时刻，手机的运动方向为竖直向上 答案：C 解析：时刻，加速度向下，其值稳定一段时间，对应物体自由下落，加速度大小为g，手机处于完全失重状态，故A错误，C正确；到时间内，有一段时间加速度向上，表明手机处于超重状态，故B错误；时刻，手机向上的加速度最大，表明手机对手的压力最大，此时手机运动到最低位置，速度为零，即将向上运动，故D错误。 23．图甲中运动员在蹦极台上自由下落，得到图像如图乙所示，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（    ） A．运动员下落15m后开始受到弹力作用 B．下落26m时，运动员到达最低点，处于超重状态 C．整个下落过程加速度方向始终竖直向上 D．整个下落过程加速度先减小再增大 【答案】B 【详解】运动员在蹦极台上跳下后，先做自由落体运动，，加速度方向向下，保持不变，速度增大；当开始受到弹力作用的一小段时间内，，根据牛顿第二定律有，加速度方向下，且随着弹力的增大，加速度减小，速度继续增大；直到时，速度达到最大值，此时加速度等于零；随着弹力继续增大，根据牛顿第二定律有，加速度方向向上，且随着弹力的增大，加速度增大，但因为加速度此时与速度方向相反，故速度减小，直到为零，到达最低点。 A．运动员下落15m时，因速度达到最大，此时有，说明此时之前就已经受到弹力的作用，A错误； B．运动员到达最低点时，速度为零，从图中可以看出，此时的位移为26m，此时加速度方向向上，处于超重状态，B正确； C．整个下落过程中，加速度方向先是向下，后变为向上，C错误； D．整个下落过程中，加速度先是保持不变，后逐渐减小到零，再逐渐增大，D错误。 故选B。 24．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s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。以下判断正确的是(　 ) 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 解析：选D　根据位移—时间图像的斜率表示速度可知，0～t1时间内，图像斜率增大，速度v增大，加速度方向向下，由牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，所受的支持力FN＜mg，A错误；t1～t2时间内，图像斜率不变，速度v不变，加速度为零，乘客所受的支持力FN＝mg，B错误；t2～t3时间内，图像斜率减小，速度v减小，加速度方向向上，由牛顿运动定律可知乘客处于超重状态，所受的支持力FN＞mg，C错误，D正确。 25．在某次训练中某航天员的加速度a随时间t的变化关系如图所示，若航天员只在竖直方向运动，规定竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（　　） A．1~3s内航天员做匀加速运动 B．时的加速度的变化率为零 C．0~1s内与0~5s内速度的变化量相同 D． 时航天员处于失重状态 【答案】C 【详解】A．根据图像可知，1~3s内航天员的加速度大小发生改变，则1~3s内航天员做的不是匀加速运动，故A错误； B．时的加速度的变化率为故B错误； C．图线与时间轴所围几何图形的面积表示速度的变化量，则0~1s内速度的变化量为，0~5s内速度的变化量为则0~1s内与0~5s内速度的变化量相同，故C正确； D．时航天员的加速度竖直向上，可知航天员处于超重状态，故D错误。故选C。 26．如图甲所示，广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t 图像如图乙所示。则下列相关说法正确的是(　　) A.t＝4.5 s时，电梯处于失重状态 B.5～55 s时间内，绳索拉力最小 C.t＝59.5 s时，电梯处于超重状态 D.t＝60 s时，电梯速度恰好为零 答案　D 解析　利用a－t图像可判断：t＝4.5 s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A错误；0～5 s时间内，电梯处于超重状态，拉力大于重力，5～55 s时间内，a＝0，电梯处于匀速上升过程，拉力等于重力，55～60 s时间内，电梯处于失重状态，拉力小于重力，综上所述，选项B、C错误；因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60 s时为零，选项D正确。 27．图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．从传感器的示数可知该同学的体重约为 B．内，该同学经历了先失重、后超重的状态 C．内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作 D．该同学拉起身体过程中单杠的支持力对他做正功 【答案】B 【详解】A．从传感器的示数可知，该同学的重力约为500N，体重约为 ，A错误； B．1s~2s内，该同学经历了先出现失重现象后出现超重现象，B正确； C．人在进行放下身体的动作过程中，先向下加速运动，此时加速度的方向向下，故人处于失重状态，最后人处于静止状态，所以后半段人向下做减速运动，加速度的方向向上，此过程人处于超重状态，结合图像可以看出，1s时人放下身体，2s时过程结束。内，该同学进行了先放下身体的动作、后拉起身体，C错误； D．该同学拉起身体过程中，单杠对人有力的作用，但没有位移，故不做功，选项D错误； 故选B。 28．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650 N，除此以外，还可以得到以下信息(　　) A.1 s时人处在下蹲的最低点 B.2 s时人处于下蹲静止状态 C.0～4 s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 答案　B 解析　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，选项D错误；在1 s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，选项A错误；2 s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，选项B正确；该同学在前2 s时是下蹲过程，后2 s是起立的过程，所以共做了1次下蹲－起立的动作，选项C错误. 五．体育运动中的超失重问题（共7小题） 29．某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的过程，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是(　 ) A．人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动 B．人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态 C．人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重 D．人在C点具有最大速度 解析：选C　人由C到B的过程中，重力不变，弹力一直减小，合力减小，所以加速度减小，人做变加速运动，A错误；人和踏板由C到B的过程中，弹力大于重力，加速度向上，人处于超重状态，从B到A的过程中，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，B错误，C正确；人在C点的速度为零，D错误。 30．关于超重和失重的说法正确的是（　　） A. 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B. 在超重现象中，物体的重力是增大的 C. 处于完全失重状态的物体，其重力一定为零 D. 如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度 【答案】D 31．(多选)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，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 解析：选CD　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，做减速运动，运动员处于超重状态。即在第一过程中运动员先处于失重状态，后处于超重状态，A错误，C正确。在第二过程中运动员先向上做加速运动，处于超重状态，后做减速运动，处于失重状态，B错误，D正确。 32．在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学快速下蹲后立即蹬伸竖直起跳.在此过程中，测得该同学竖直方向加速度a随时间t的变化关系如图所示，已知竖直向上为正方向，则该同学（　　） A. 从A到B的过程中，处于超重状态 B. 在B点时，速度为零 C. 在C点时，恰好离开地面 D. 从C到D的过程中，处于失重状态 【答案】D 【详解】A. 从A到B的过程中，同学有向下的加速度，处于失重状态，故A错误；B. a－t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量，同学在A点的速度为零，故同学在B点时，速度不为零，故B错误；C. 恰好离开地面时，地面对同学的作用力为零，不计空气阻力，则同学的加速度为重力加速度，故同学在D点时，恰好离开地面，故C错误；D. 从C到D的过程中，同学有向下的加速度，处于失重状态，故D正确.故选D. 33．2021年7月30日，在东京奥运会蹦床项目女子决赛中，中国选手朱雪莹夺得冠军，刘灵玲获得亚军。测得一位仅在竖直方向上运动的蹦床运动员受到蹦床的弹力F随时间t的变化规律如图所示，已知该运动员的最大加速度为42 m/s2，重力加速度为g＝10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是(　 ) A．该运动员接触蹦床过程中受到的最大弹力为2 000 N B．该运动员双脚离开蹦床后的最大速度为16 m/s C．该运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中先处于超重状态后处于失重状态 D．该运动员由接触蹦床到最低点的过程中一直处于失重状态 解析：选C　由题图分析可知运动员的重力等于500 N，则运动员的质量为m＝50 kg，根据牛顿第二定律得Fm－mg＝mam，解得Fm＝2 600 N，故A错误；由题图分析可知运动员双脚离开蹦床后最长经过1.6 s再次接触蹦床，则离开蹦床后上升和下落的最大时间均为0.8 s，运动员双脚离开蹦床后的最大速度为v＝gt＝10×0.8 m/s＝8 m/s，故B错误；运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中，蹦床对人的支持力先大于人的重力，加速度方向向上，处于超重状态，经过平衡位置后，蹦床对人的支持力小于人的重力，加速度方向向下，处于失重状态，故C正确；运动员由接触蹦床到最低点的过程中，蹦床对人的支持力先小于人的重力，加速度方向向下，处于失重状态，经过平衡位置后，蹦床对人的支持力大于人的重力，加速度方向向上，处于超重状态，故D错误。 34．蹦极是一项深受年轻人喜爱的极限运动。一名游客在三清山神仙谷景区体验蹦极，蹦极过程可简化为如图，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点是游客所到达的最低点，b点是游客静止地悬吊着时的平衡位置。游客在从P点下落到最低点c的过程中（不计空气阻力），以下说法正确的是（　　） A．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于失重状态 B．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于超重状态 C．a到b的过程中，该游客做加速运动，处于超重状态 D．b到c的过程中，该游客做减速运动，处于失重状态 【答案】A 【详解】AB．P到a的过程中，该游客只受重力，做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确，B错误； C．a到b的过程中，重力大于弹力，该游客做加速运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误； D．b到c的过程中，弹力大于重力，该游客做减速运动，加速度向上，处于超重状态，故D错误。 故选A。 35．2019年11月，在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中，某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军，如图所示。则下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　） A．王鑫宇在上升阶段重力变大了 B．王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态 C．王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力 D．王鑫宇在助跑过程中，地面对他的支持力大于他对地面的压力 【答案】B 【详解】鑫宇在上升阶段只受重力，处于失重状态，且重力大小不变，故A错误B正确； 地面对人的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故CD错误。 故选B。 六．连接体超失重问题（共7小题） 36．如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2。现剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断Q下端的细绳前的示数相比将(　 ) A．变大　　　　　　　　　 B．变小 C．不变 D．先变小后变大 解析：选B　剪断Q下端的细绳后，因m1>m2，P加速下降，Q加速上升，但对P、Q以及滑轮和箱子组成的系统，整体有向下的加速度，处于失重状态，故台秤的示数与未剪断前的示数相比减小了，选项B正确。 37．（多选）如图所示，质量为m1＝2kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M=5kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．物体A处于超重状态，加速度大小为10m/s2 B．物体A处于超重状态，绳子对A的拉力大小为30N C．物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5N D．轻绳对定滑轮的作用力大小为80N 【答案】BC 【详解】AB．对BC整体受力分析得对物体A受力分析得联立解得，且A的加速度方向向上，处于超重状态，故A错误，B正确； C．物体C受力分析得解得因为C加速度向下，处于失重状态，故C正确； D．滑轮受力平衡，因此故D错误。故选BC。 38．如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量m的小球，小球上下振动时框架始终没有跳起，当框架对地面的压力为零的瞬间，小球的加速度大小为(重力加速度为g)(　　) A.g B. C. D. 答案　D 解析　当框架对地面的压力为零的瞬间，弹簧对框架向上的作用力等于框架重力，则小球受到向下的合力等于mg＋Mg，由牛顿第二定律可得mg＋Mg＝ma，解得小球的加速度大小为a＝g，故选D. 39．如图所示，充满某种液体的密闭容器用绳子悬挂在天花板上，轻弹簧A下端固定在容器底部，轻弹簧B上端固定在容器顶部。甲、乙、丙是三个不同材质的实心球，甲连在A的上端，乙连在B的下端，丙悬浮在液体中。已知甲、乙、丙和液体的密度关系为乙<丙＝液＜甲，则剪断绳的瞬间相对于容器（不计空气阻力）（　　） A．甲球将向上运动，乙、丙球将向下运动 B．甲、丙球将向上运动，乙球将向下运动 C．甲球将向上运动，乙球将向下运动，丙球不动 D．甲球将向下运动，乙球将向上运动，丙球不动 【答案】C 【详解】依题意，由于乙<丙＝液＜甲，根据浮力公式 可知，轻弹簧A、B均处于压缩状态，剪断绳的瞬间，系统处于完全失重状态，由于弹簧的弹力不会发生突变，根据牛顿第二定律可知，甲的加速度小于g，乙的加速度大于g，丙的加速度等于g，所以三者相对于容器，甲球将向上运动，乙球将向下运动，丙球保持不动。 故选C。 40．如下图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个质量为M的光滑的斜面体，现将一个质量为m的物体放在斜面上，让它自由滑下，则测力计的示数一定满足( ) A. B. C. D. 答案：D 解析：物体加速下滑，其加速度有竖直向下的分量，故它处于失重状态，物体与托盘整体对测力计的压力小于它们的总重力，D正确． 41．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力），到回到出发点的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．上升过程A、B处于超重状态，下降过程A、B处于失重状态 B．上升和下降过程A、B两物体均为完全失重 C．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力 D．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力 【答案】B 【详解】AB．上升和下降过程A、B两物体均只受重力，处于完全失重状态，故A错误，B正确； CD．上升过程中和下降过程A物体对B物体的压力均为零，故CD错误。 故选B。 42．（多选）如图所示为杂技“顶竿”表演，甲站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，质量为m的乙用双手握住竖直竹竿，已知重力加速度为g，空气阻力不计，则（　　） A．乙匀速向下滑时，受到的摩擦力方向向上 B．乙匀速向上爬时，受到的摩擦力方向向下 C．乙加速向下滑时，竿对甲的压力小于（M+m）g D．乙减速向上爬时，竿对甲的压力大于（M+m）g 【答案】AC 【详解】乙匀速运动时，受到的摩擦力与重力是一对平衡力，摩擦力方向向上，故A正确 ，B错误；乙加速向下滑、减速向上爬时，加速度方向向下，处于失重状态，此时竿对甲的压力小于（M+m）g，故C正确，D错误。 故选AC。 七．完全失重现象（共7小题） 43．（多选）如图，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持竖直，且忽略空气阻力，则（　　） A．当容器自由下落时，容器处于完全失重状态，小孔不漏水 B．将容器匀速下落时，容器在运动中小孔不漏水 C．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔漏水；容器向下运动时，小孔不漏水 D．将容器竖直向上抛出，在向上和向下的运动过程中小孔均不漏水 【答案】AD 【详解】A．当容器自由下落时，水和容器都只受重力的作用，处于完全失重状态，容器与水的运动状态一致，所以水不会从小孔流出，故A正确； B．当容器匀速下落时，水和容器之间存在压力，水会从小孔流出，故B错误； CD．无论从哪个方向抛出，抛出后水和容器都只受重力的作用，处于完全失重状态，容器与水的运动状态一致，所以水不会从小孔流出，故C错误，D正确。故选AD。 44．某次救灾演习中，救援直升机悬停在空中，机上工作人员将装有救灾物质的箱子投出，已知箱子下落的初速度为零下落过程中箱子所受的空气阻力不计。启程中，箱子始终保持投放时的状态，则下落过程中，以下说法正确的是（　　） A．物资处于超重状态 B．物资仅受重力作用 C．物资受箱子的支持力逐渐减小 D．由静止开始，箱子在持续相同的时间内位移比为1∶2∶3 【答案】B 【详解】ABC．箱子在空中只受重力作用，加速度为竖直向下的g，处于完全失重状态，物资与箱子之间没有相互的弹力作用，所以AC错误，B正确； D．初速为零的匀加速的直线运动，在连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5…，故D错误。 故选B。 45．一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？ 【答案】（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 46．研究超重和失重现象时，在一个底端有小孔的塑料瓶中装水，打开瓶盖后，有水从瓶底部的小孔流出．若不计空气阻力，打开瓶盖后，水瓶在下列运动过程中，以下说法正确的是 A．水瓶自由下落过程中会有水从小孔中流出 B．水瓶自由下落过程中瓶子里的水处于超重状态 C．将水瓶竖直向上抛出后，水瓶向上运动时不会有水从小孔中流出 D．将水瓶竖直向上抛出后，水瓶向上运动时瓶子里的水处于超重状态 【答案】C 【详解】无论向哪个方向抛出或自由落体运动，抛出之后的物体都只受到重力的作用，加速度为g，处于完全失重状态，此时水和容器的运动状态相同，它们之间没有相互作用，水不会流出，所以ABD错误，选项C正确． 47．2024国际篮联三人篮球挑战赛雄安站，中国的球队夺得冠军。不计空气阻力，下列说法正确的是 （　　） A．篮球在空中运动时处于完全失重状态 B．篮球被抛出后，篮球的惯性减小 C．篮球被抛出后，篮球的重力消失了 D．进攻球员能潇洒自如地运球过人，是因为一直对球施加了力来维持球的运动 【答案】A 【详解】A．篮球在空中运动时，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故A正确； BC．篮球被抛出后，篮球的质量不变，惯性不变，重力不变，故BC错误； D．进攻球员运球过人过程中，球离开手的时间内进攻球员并未对球施加力，所以进攻球员并未一直对球施加力，故D错误。 故选A。 48．（多选）如图所示，小球 A 放在真空容器 B 内，小球的直径恰好等于正方体 B 的边长，将它们以初速度 v0 竖直上抛， A 、 B 一起上升的过程中，下列说法正确的是( ) A.若不计空气阻力， A 、 B 间一定没有弹力 B.若不计空气阻力， A 、 B 间一定有弹力 C.若考虑空气阻力， A 对 B 的上板一定有压力 D.若考虑空气阻力， A 对 B 的下板一定有压力 【答案】A 【详解】若不计空气阻力，则物体运动的加速度为 g ，物体处于完全失重状态，故 A 、 B 间一定没有弹力，选项A正确，B错误；若考虑空气阻力，则物体的加速度将大于 g ，根据牛顿第二定律，对球有 N+mg=ma ，则 N>0 ，即 B 的上板对 A 有向下的压力，则 A 对 B 的上板一定有压力，选项C正确，D错误 49．如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面始终保持水平，下列说法正确的是（　　） A．在上升和下降过程中A对B的压力大小都一定等于零 B．上升过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小 C．下降过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小 D．在上升和下降过程中A对B的压力大小都等于物体A受到的重力大小 【答案】A 【详解】对A、B组成的系统分析可知，系统只受重力作用，由牛顿第二定律可知，整个系统加速度为g，方向竖直向下，处于完全失重，所以A、B之间无相互作用力，所以在上升和下降过程中A对B的压力大小都一定等于零。故选A。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$