第5节 超重与失重（分层作业）物理鲁科版必修第一册

5． 超重与失重 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、超重与失重的理解 1 二、超重与失重的应用 4 三、超重与失重的图像 7 【拓思维·重难突破】 9 【链高考·精准破局】 13 一、超重与失重的理解 1．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 【详解】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。 2.2025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 【详解】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。 3．2025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 【详解】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。 4．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 【详解】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。 5.2024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 【详解】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。 6．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 【详解】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。 二、超重与失重的应用 7.“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 【详解】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。 8．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 【详解】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。 9．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。 10．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 三、超重与失重的图像 11．课堂上老师借助DIS数字系统让学生研究人体下蹲和起立过程中的“超失重现象”，若力传感器的示数随时间变化规律如图所示，，则下列说法正确的是（　　） A．该同学质量为50kg B．该同学做了两次下蹲过程 C．下蹲过程是失重现象，站起过程是超重现象 D．a~c段和d~f段对应的分别是下蹲和站起过程 【答案】D 【详解】A．力传感器的示数稳定时，示数表示此人的重力大小，该同学的重力大小为600N，质量为60kg，故A错误； C．下蹲过程先加速下降是失重现象，后减速下降是超重现象；站起过程先加速上升是超重现象，后减速上升是失重现象，故C错误； BD． a~c段和d~f段对应的分别是下蹲和站起过程，该同学做了一次下蹲、一次起立过程，故B错误，D正确。 故选D。 12．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 【详解】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。 13．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 【详解】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。 14．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 【详解】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。 15．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 【详解】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。 16．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 【详解】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。 17.2024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 【详解】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。 18．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。 19.（2025·河南·二模）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 【详解】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。 20.（2020·山东·高考真题）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 【答案】D 【详解】A．由于s-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； B．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则FN=mg，B错误； CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，处于超重，则FN>mg，C错误，D正确。 故选D。 21.（2025·湖北·二模）如图所示，一质量为M、倾角为的斜劈静止在粗糙的水平地面上，斜劈由粗糙程度不同的两种材料拼接而成，AB段的动摩擦因数为，BC段的动摩擦因数为。质量为m的滑块以一定的初速度从斜劈上滑下，已知滑块从A滑到C的过程中，斜劈M始终静止。下列说法正确的是（　　） A．滑块从A运动到B的过程，斜劈和滑块组成的系统处于失重状态 B．滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左 C．滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的支持力小于 D．滑块从B运动到C的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左 【答案】B 【详解】A．滑块从A到B受力分析有，沿斜面向上，可知滑块和斜劈处于超重状态，故A错误； B．对整体分析水平方向有，可知水平向左，故B正确； C．竖直方向上有，可知，故C错误； D．滑块从B运动到C过程中，因，可知，地面给斜劈的摩擦力为零，故D错误。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 5． 超重与失重 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、超重与失重的理解 1 二、超重与失重的应用 3 三、超重与失重的图像 4 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 7 一、超重与失重的理解 1．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 2.2025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 3．2025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 4．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 5.2024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 6．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 二、超重与失重的应用 7.“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 8．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 9．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 10．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。 三、超重与失重的图像 11．课堂上老师借助DIS数字系统让学生研究人体下蹲和起立过程中的“超失重现象”，若力传感器的示数随时间变化规律如图所示，，则下列说法正确的是（　　） A．该同学质量为50kg B．该同学做了两次下蹲过程 C．下蹲过程是失重现象，站起过程是超重现象 D．a~c段和d~f段对应的分别是下蹲和站起过程 12．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 13．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 14．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 15．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 16．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 17.2024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 18．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 19.（2025·河南·二模）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 20.（2020·山东·高考真题）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 21.（2025·湖北·二模）如图所示，一质量为M、倾角为的斜劈静止在粗糙的水平地面上，斜劈由粗糙程度不同的两种材料拼接而成，AB段的动摩擦因数为，BC段的动摩擦因数为。质量为m的滑块以一定的初速度从斜劈上滑下，已知滑块从A滑到C的过程中，斜劈M始终静止。下列说法正确的是（　　） A．滑块从A运动到B的过程，斜劈和滑块组成的系统处于失重状态 B．滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左 C．滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的支持力小于 D．滑块从B运动到C的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $