专项训练05 超重与失重 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

专项训练 超重与失重 【方法技巧点拨】 【基础练兵】 题型一、超重与失重的理解 1．小明乘坐电梯从六层下到一层，他站在电梯里，可以简化为如图所示的示意图。在小明乘坐电梯快到达一层时，小明所处状态说法正确的是（　　） A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 D．完全失重状态 【答案】A 【详解】在小明乘坐电梯快到达一层时，电梯减速下降，加速度向上，小明处于超重状态。 故选A。 2．一质量为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 【详解】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。 3．我国自主研发的人形机器人实现全球首例前空翻特技，该过程如图所示，已知a图中机器人处于静止状态，c图中机器人重心位于全过程中的最高点，e图中机器人重心速度为零，忽略空气对机器人的作用力，则过程，机器人（　　） A．一直超重 B．一直失重 C．先失重再超重 D．先超重再失重 【答案】C 【详解】c→d阶段机器人腾空，没有其他接触力，支持力为零，故处于失重状态；d→e机器人触地减速，为使速度降至零，地面对它的支持力大于重力，故此阶段超重。 故选C。 4．（多选）实验小组利用DIS系统，观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验，某次实验得到电梯内一物体v—t图像如图所示，取向上为正方向，以下说法正确的是（　　） A．s时电梯上升到最高点 B．1~3s内电梯加速上升，物体处于超重状态 C．5~7s内电梯减速下降，物体处于失重状态 D．s时电梯停止在某一层楼 【答案】BD 【详解】A．时电梯上升的速度从最大开始向上减速，未达到最高点，故A错误； B．内电梯加速上升，则加速度向上，物体处于超重状态，故B正确； C．内电梯减速上升，加速度向下，物体处于失重状态，故C错误； D．时电梯的速度减小为，则电梯停止在某一层楼，故D正确。 故选BD。 5．（多选）某商场的智能化电动扶梯在无人乘坐时运转得很慢，有人站上扶梯时会先加速再匀速运转。如图所示，一顾客乘电动扶梯上楼，始终与扶梯相对静止，电梯踏板水平，下列说法中正确的是（　　） A．匀速阶段，顾客不受摩擦力的作用 B．加速阶段，顾客受到的摩擦力方向指向身后 C．加速阶段，顾客受到扶梯的支持力大于重力 D．加速阶段，顾客处于失重状态 【答案】AC 【详解】A．匀速阶段，顾客受力平衡，则水平方向受力为零，可知水平方向不受摩擦力的作用，故A正确； B．加速阶段，加速度有水平向右的分量，则顾客受到的摩擦力方向指向身前，故B错误； CD．加速阶段，加速度有竖直向上的分量，则顾客超重，则受到扶梯的支持力大于重力，故C正确，D错误。 故选AC。 6．（多选）蹦极是一项极限体育项目。运动员从高处跳下，当弹性绳被拉直后，在弹性绳的缓冲作用下，运动员下降速度先增大再减小直至为零。下列描述正确的是（　　） A．运动员加速下降阶段处于超重状态 B．运动员加速下降阶段处于失重状态 C．运动员减速下降阶段所受绳的拉力大于自身重力 D．运动员减速下降阶段所受绳的拉力小于自身重力 【答案】BC 【详解】AB．运动员加速下降阶段，加速度向下，处于失重状态，选项A错误，B正确； CD．运动员减速下降阶段加速度向上，合力向上，所受绳的拉力大于自身重力，选项C正确，D错误。 故选BC。 题型二、超重与失重的有关计算 7．物理研究小组的同学在电梯里进行探究超重失重现象的实验。某同学站在体重秤上，静止时秤上显示50kg。电梯从一楼启动到六楼停止，然后从六楼返回一楼，在这个过程中，小组成员可能看到的现象是（    ） A．从一楼出发时候，秤的示数为45kg B．快到六楼时，秤的示数为60kg C．返回到一楼时，秤的示数为40kg D．整个过程中，该同学的质量等于50kg 【答案】D 【详解】A．从一楼出发时候，电梯向上加速，处于超重状态，则秤的示数大于50kg，故A错误； B．快到六楼时，电梯向上减速，处于失重状态，则秤的示数小于50kg，故B错误； C．返回到一楼时，向下减速，处于超重状态，则秤的示数大于50kg，故C错误； D．质量是物体所含物质的多少，与运动状态无关，所以整个过程中，该同学的质量等于50kg，故D正确。 故选D。 8．（多选）一质量为60kg的人站在观光电梯底板上，如图所示的图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（取竖直向上为正方向）。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（取）（　　） A．在0~5s内，该人所受的支持力大小为576N，处于失重状态 B．在5~10s内，该人对电梯底板的压力大小等于500N C．在10~20s内，该人所受的支持力大小为588N，处于失重状态 D．在20~25s内电梯的加速度与15~20s内的加速度方向相同 【答案】CD 【详解】A．由图像可知，在0~5s内，加速度大小为 方向向上，根据牛顿第二定律可得 解得该人所受的支持力 处于超重状态，故A错误； B．在5~10s内，人做匀速直线运动，该人对电梯底板的压力等于人的重力，大小为600N，故B错误； C．由图像可知，在10~20s内，加速度大小为 方向向下，根据牛顿第二定律可得 解得该人所受的支持力 处于失重状态，故C正确； D．根据图像的斜率表示加速度，可知在20~25s内电梯的加速度与15~20s内的加速度方向相同，故D正确。 故选CD。 9．（多选）一名质量为50kg的同学，乘坐电梯从一楼到五楼，如图所示。当电梯以0.5m/s2的加速度匀加速上升时，该同学对电梯的压力大小和方向正确的是（重力加速度大小g=10m/s2）（　　） A．大小为500N B．大小为525N C．方向为竖直向下 D．方向为竖直向上 【答案】BC 【详解】以人为研究对象，根据牛顿第二定律 代入数据解得 根据牛顿第三定律可知，人对电梯的压力大小为525N，方向竖直向下。 故选BC。 10．（多选）甲、乙两位同学研究超重和失重现象。他们在运动着的一升降机内做实验，站在体重计上的甲同学从体重计上发现了自己的体重增加了20%，乙同学对该过程作出了如下判断，其中可能正确的是（　　） A．升降机以0.8g的加速度加速下降 B．升降机以0.2g的加速度加速上升 C．升降机以0.2g的加速度减速下降 D．甲同学的重量增大了20% 【答案】BC 【详解】ABC．根据牛顿第三定律，人对升降机的压力和升降机对人的支持力大小相等，方向相反并且总是作用在同一条直线上，故支持力FN等于1.2mg，对人受力分析，受到重力和向上的支持力，根据牛顿第二定律，有FN﹣mg = ma 解得a = 0.2g，方向竖直向上 则当升降机速度向上时，人加速上升，当升降机速度向下时，人减速下降，故A错误，BC正确； D．甲同学的重量不发生变化，故D错误。 故选BC。 11．摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如图甲所示。电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在时由静止开始上升，图像如图乙所示。电梯总质量，忽略一切阻力，重力加速度g取。 (1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力和最小拉力； (2)类比是一种常用的研究方法。对比加速度和速度的定义，根据图乙所示图像，求电梯在第末的速率v； (3)根据图乙所示图像，分别写出电梯处于超重和失重的时间范围。 【答案】(1)， (2) (3)， 【详解】（1）电梯在上升过程中受到的拉力最大时，电梯的加速度方向向上，运动的加速度最大，由a-t图像可知 对电梯由牛顿第二定律有 解得最大拉力大小为 电梯在上升过程中受到的拉力最小时，电梯的加速度方向向下，运动的加速度最大，由a-t图像可知 对电梯由牛顿第二定律有 解得最小拉力大小为 （2）由题意可得：所求速度变化量等于第1 s内a-t图线与t轴所围图形的面积，可得 由，解得电梯在第末的速率 （3）电梯加速度方向向上时电梯处于超重状态，时间范围为；电梯加速度方向向下时电梯处于失重状态，时间范围为。 12．某同学站在水平放置于电梯内的台秤上，电梯从时由静止开始运动，时速度恰好为零，台秤的示数随时间变化的图像如图所示。已知电梯静止时台秤的示数为，重力加速度取。求： (1)时台秤的示数； (2)电梯内运行的总位移大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意得 内电梯向下加速运动，由牛顿第二定律可列 代入数据，解得 时的速度大小为 内电梯向下减速运动直至静止，根据运动学公式可得 解得加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 （2）内的位移大小为 内电梯向下匀速直线运动，通过的位移大小为 内，由 解得 则内电梯运行的总位移大小为 题型三、完全失重 13．如图所示，在“天宫课堂”中，航天员王亚平将乒乓球完全浸没在水中，乒乓球停留在了水中。合理的解释是（　　） A．乒乓球不受任何力的作用 B．在太空乒乓球的惯性变大 C．在太空失重环境下浮力几乎消失 D．在太空失重环境下受到地球引力为零 【答案】C 【详解】AD．在太空中乒乓球仍受地球的引力作用，故AD错误； B．惯性只与质量有关，乒乓球质量不变，则在太空乒乓球的惯性不变，故B错误； C．在太空中乒乓球处于完全失重状态，和重力有关的一切现象会消失，则在太空失重环境下浮力几乎消失，故C正确。 故选C。 14．在日常我们所见的烛焰，如图所示。随着我国科技的发展，太空家园不再是梦想。若王亚萍在完全失重充满空气的太空船里点燃这支蜡烛，你认为烛焰的形状是（    ）    A．   B．   C．   D．不能点燃 【答案】B 【详解】A．B．C．由于失去重力，火焰的形状不再是纺锤形，而变为圆形，A错误，B正确，C错误； D．太空船里充满空气，所以有氧气，因此蜡烛可以点燃，D错误。 故选B。 15．2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射成功，如图所示。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态 B．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力 C．在飞船绕地球运行时，宇航员处于完全失重状态，则宇航员的重力消失了 D．飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态 【答案】A 【详解】AB．火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，故A正确，B错误； C．宇航员处于完全失重状态时，仍然受重力，故C错误； D．飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，故D错误。 故选A。 16．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。 17．如图，雪碧瓶在底部钻几个小孔，盛满水后将瓶竖直上抛，上升过程中应出现图为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】盛满水后将瓶竖直上抛，上升过程中处于完全失重状态，水不会流出。 故选A 。 题型四、超重与失重的图像问题 18．如图所示，小芳蹲在体重计上处于静止状态，随后站立起来，下列图像能反映小芳站立过程体重计示数随时间变化的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】小芳站立过程中先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，则小芳先超重后失重。 故选D。 19．为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做连续“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，、、为图线上的三点，下列有关图线的说法可能正确的是（　　） A．为一次“下蹲”过程 B．为一次“站起”过程 C．为“下蹲”过程，为“站起”过程 D．为“站起”过程，为“下蹲”过程 【答案】A 【详解】每次“下蹲”过程，先向下加速后向下减速，先失重后超重；每次“站起”过程，先向上加速后向上减速，先超重后失重；由题图可知过程先失重后超重，则为一次“下蹲”过程。 故选A。 20．如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】下蹲过程，钩码先向下加速再向下减速，则加速度方向先向下后向上，则钩码先处于失重状态，再处于超重状态，传感器受到的拉力先小于钩码的重力再大于钩码的重力。 起立过程，钩码先向上加速再向上减速，则加速度方向先向上后向下，则钩码先处于超重状态，再处于失重状态，传感器受到的拉力先大于钩码的重力再小于钩码的重力。 故选C。 21．某同学在体验“极速光轮”游乐项目时，用手机测量竖直方向加速度随时间变化的图像，如图所示，竖直向上为正方向。该同学处于超重状态的时刻为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．如图所示，竖直向上为正方向，时，加速度为负，即加速度方向向下，该同学失重，故A错误； B．，加速度为负，即加速度方向向下，该同学失重，故B错误； C．，加速度为正，即加速度方向向上，该同学超重，故C正确； D．，加速度为负，即加速度方向向下，该同学失重，故D错误。 故选C。 22．如图甲所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。他稳定站立时，体重计的示数为。关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A．“起立”过程中，先出现失重现象，后出现超重现象 B．“下蹲”过程中，支持力可能出现小于压力的情况 C．“起立”和“下蹲”过程都出现了超重和失重现象 D．图乙记录的是他完成三次“蹲起”的过程 【答案】C 【详解】AC．“起立”过程中，人先向上做加速运动，后向上做减速运动，即人先处于超重状态后处于失重状态；“下蹲”过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，即人先处于失重状态，后处于超重状态，故A错误，C正确； B．支持力和压力是一对相互作用力，二者的大小总是相等，故B错误； D．物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况称为超重现象，即体重计示数大于实际重量；物体对支持物的压力小于物体所受重力的情况称为失重现象，即体重计示数小于实际重量。图像中第一次变化，体重计示数先小于实际重量，后大于实际重量，即先失重后超重，为一次“下蹲”过程，第二次变化，体重计示数先大于实际重量，后小于实际重量，即先超重后失重，为一次“起立”过程，故D错误。 故选C。 23．（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 【详解】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。 【创新扩展】 24．假如哪吒飞行全靠脚下的风火轮，如图所示，哪吒（含装备）在风火轮作用下沿竖直方向匀速上升一定高度后减速上升直至速度为零，然后水平向右匀加速移动一段距离，空气阻力忽略不计。下列说法中正确的是（　　） A．匀速上升时，哪吒处于完全失重状态 B．减速上升时，哪吒处于超重状态 C．水平匀加速移动过程中，风火轮对哪吒作用力方向斜向右上方 D．水平匀加速移动过程中，风火轮对哪吒作用力方向竖直向上 【答案】C 【详解】A．匀速上升时，对哪吒受力分析有 由于加速度为0，所以哪吒既不超重也不失重，故A错误； B．减速上升时，加速度方向竖直向下，所以，哪吒处于失重状态，故B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，合力水平向右，所以风火轮对哪吒作用力斜向右上方，C正确，D错误。 故选C。 25．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】D 【详解】A．由题图可知，时间加速度向上，手机一直在向上加速，故A错误； B．时刻手机的加速度为0，此时手机向上的速度达到最大，由于惯性手机会继续向上运动，所以在时刻手机还没有到达最高点，故B错误； C．在时间内加速度先向上再向下，手机应处于先超重再失重状态，故C错误； D．时间内加速度向上，大小逐渐减小，根据牛顿第二定律，则有 随着a的减小，手机受到支持力逐渐减小，时间内加速度向下，逐渐增大，根据牛顿第二定律 随着a的增大，手机受到支持力逐渐减小，则在时间内手机受到的支持力逐渐减小，故D正确。 故选D。 26．模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱在运动过程中，受到的空气阻力的大小随速率增大而增大，随时间的变化如图所示（向上为正）。下列说法正确的是（　　） A．从到，实验舱内物体处于超重状态 B．从到，实验舱加速度大小增大 C．时刻，实验舱到达最高点 D．从到，实验舱内物体处于失重状态 【答案】C 【详解】A．图形可知从到，阻力先向下增大后向下减小，可知实验舱先向上加速后向上减速，故实验舱内物体先超重后失重，故A错误； B．从到，根据牛顿第二定律可知加速度大小 由于f在减小，可加速度在减小，故B错误； C．时刻，阻力为0，则速度为0，结合A选项可知，实验舱到达最高点，故C正确； D．从到，阻力先向上增大后向上减小，可知实验舱先向下加速后向下减速，可知实验舱内物体先失重后超重，故D错误。 故选C。 27．某同学练习“深蹲”（完成一次“下蹲”和“起立”过程为一次“深蹲”），他稳定站在压力传感器上，发现压力传感器的示数为，已知重力加速度为。他截取某一动作过程中的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．内该同学完成两次“深蹲” B．该同学“下蹲”过程中最大加速度约为 C．该同学“起立”过程中先失重后超重 D．该同学“起立”过程中最大加速度约为 【答案】D 【详解】A．内图像中第一次变化，传感器示数先小于实际重量，后大于实际重量，即先失重后超重，为一次“下蹲”过程，之后为一次“起立”过程，共一次“深蹲”，故A错误； B．由题可知该同学质量 该同学“下蹲”过程中，压力传感器的示数最小值为，最大值为，故该同学“下蹲”过程中最大加速度约为，故B错误； C．内“起立”过程中，传感器示数先大于600N，后小于600N，故该同学先处于超重状态后处于失重状态，故C错误； D．该同学“起立”过程中，压力传感器的示数最大值为，最小值为，故该同学“起立”过程中最大加速度约为，故D正确。 故选D。 28．（多选）如图，质量为1kg的物块A放置在一个静止的木箱内，物块A与木箱之间的动摩擦因数为0.5。物块A被一轻弹簧用3N的水平拉力向右拉着而保持静止，g取10m/s²，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（    ） A．木箱以1m/s²的加速度竖直向下做匀减速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 B．木箱以5m/s²的加速度竖直向下做匀加速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 C．木箱以5m/s²的加速度水平向右做匀减速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 D．木箱以7m/s²的加速度水平向右做匀加速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 【答案】BC 【详解】A．木箱以1m/s²的加速度竖直向下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有 得 则木箱可提供的最大静摩擦力为，物块A相对木箱静止，A错误； B．木箱以5m/s²的加速度竖直向下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有 得 则木箱可提供的最大静摩擦力为，物块A相对木箱滑动，B正确； C．木箱以5m/s²的加速度水平向右做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有 得 此时木箱可提供的最大静摩擦力为 ，物块A相对木箱滑动，C正确； D．木箱以7m/s²的加速度水平向右做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有 得 ，物块A相对木箱静止，D错误。 故选BC。 【链接高考】 1．（2025·浙江·高考真题）中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 【答案】D 【详解】AB．杠铃的重力为 手臂与水平的杠铃之间有夹角，假设手臂与竖直方向夹角为，根据平衡条件可知 可知，双臂夹角越大，F越大；结合，解得杠铃对手臂的弹力，而杠铃对手臂的作用力是弹力和摩擦力的合力，可知杠铃对每只手臂作用力大小大于，AB错误； C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C错误； D．加速举起杠铃，人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力，D正确。 故选D。 2．（2022·浙江·高考真题）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（   ）    A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡 B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力 C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力 D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点 【答案】C 【详解】A．鱼儿吞食花瓣时处于失重状态，A错误； BC．鱼儿摆尾出水时排开水的体积变小，浮力变小，鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾时水对鱼向上的作用力大于重力，B错误、C正确； D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点，否则就无动作可言，D错误。 故选C。 3．（2025·安徽·高考真题）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 【详解】（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。 4．（2024·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，小于物体的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 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专项训练 超重与失重 【方法技巧点拨】 【基础练兵】 题型一、超重与失重的理解 1．小明乘坐电梯从六层下到一层，他站在电梯里，可以简化为如图所示的示意图。在小明乘坐电梯快到达一层时，小明所处状态说法正确的是（　　） A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 D．完全失重状态 2．一质量为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 3．我国自主研发的人形机器人实现全球首例前空翻特技，该过程如图所示，已知a图中机器人处于静止状态，c图中机器人重心位于全过程中的最高点，e图中机器人重心速度为零，忽略空气对机器人的作用力，则过程，机器人（　　） A．一直超重 B．一直失重 C．先失重再超重 D．先超重再失重 4．（多选）实验小组利用DIS系统，观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验，某次实验得到电梯内一物体v—t图像如图所示，取向上为正方向，以下说法正确的是（　　） A．s时电梯上升到最高点 B．1~3s内电梯加速上升，物体处于超重状态 C．5~7s内电梯减速下降，物体处于失重状态 D．s时电梯停止在某一层楼 5．（多选）某商场的智能化电动扶梯在无人乘坐时运转得很慢，有人站上扶梯时会先加速再匀速运转。如图所示，一顾客乘电动扶梯上楼，始终与扶梯相对静止，电梯踏板水平，下列说法中正确的是（　　） A．匀速阶段，顾客不受摩擦力的作用 B．加速阶段，顾客受到的摩擦力方向指向身后 C．加速阶段，顾客受到扶梯的支持力大于重力 D．加速阶段，顾客处于失重状态 6．（多选）蹦极是一项极限体育项目。运动员从高处跳下，当弹性绳被拉直后，在弹性绳的缓冲作用下，运动员下降速度先增大再减小直至为零。下列描述正确的是（　　） A．运动员加速下降阶段处于超重状态 B．运动员加速下降阶段处于失重状态 C．运动员减速下降阶段所受绳的拉力大于自身重力 D．运动员减速下降阶段所受绳的拉力小于自身重力 题型二、超重与失重的有关计算 7．物理研究小组的同学在电梯里进行探究超重失重现象的实验。某同学站在体重秤上，静止时秤上显示50kg。电梯从一楼启动到六楼停止，然后从六楼返回一楼，在这个过程中，小组成员可能看到的现象是（    ） A．从一楼出发时候，秤的示数为45kg B．快到六楼时，秤的示数为60kg C．返回到一楼时，秤的示数为40kg D．整个过程中，该同学的质量等于50kg 8．（多选）一质量为60kg的人站在观光电梯底板上，如图所示的图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（取竖直向上为正方向）。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（取）（　　） A．在0~5s内，该人所受的支持力大小为576N，处于失重状态 B．在5~10s内，该人对电梯底板的压力大小等于500N C．在10~20s内，该人所受的支持力大小为588N，处于失重状态 D．在20~25s内电梯的加速度与15~20s内的加速度方向相同 9．（多选）一名质量为50kg的同学，乘坐电梯从一楼到五楼，如图所示。当电梯以0.5m/s2的加速度匀加速上升时，该同学对电梯的压力大小和方向正确的是（重力加速度大小g=10m/s2）（　　） A．大小为500N B．大小为525N C．方向为竖直向下 D．方向为竖直向上 10．（多选）甲、乙两位同学研究超重和失重现象。他们在运动着的一升降机内做实验，站在体重计上的甲同学从体重计上发现了自己的体重增加了20%，乙同学对该过程作出了如下判断，其中可能正确的是（　　） A．升降机以0.8g的加速度加速下降 B．升降机以0.2g的加速度加速上升 C．升降机以0.2g的加速度减速下降 D．甲同学的重量增大了20% 11．摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如图甲所示。电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在时由静止开始上升，图像如图乙所示。电梯总质量，忽略一切阻力，重力加速度g取。 (1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力和最小拉力； (2)类比是一种常用的研究方法。对比加速度和速度的定义，根据图乙所示图像，求电梯在第末的速率v； (3)根据图乙所示图像，分别写出电梯处于超重和失重的时间范围。 12．某同学站在水平放置于电梯内的台秤上，电梯从时由静止开始运动，时速度恰好为零，台秤的示数随时间变化的图像如图所示。已知电梯静止时台秤的示数为，重力加速度取。求： (1)时台秤的示数； (2)电梯内运行的总位移大小。 题型三、完全失重 13．如图所示，在“天宫课堂”中，航天员王亚平将乒乓球完全浸没在水中，乒乓球停留在了水中。合理的解释是（　　） A．乒乓球不受任何力的作用 B．在太空乒乓球的惯性变大 C．在太空失重环境下浮力几乎消失 D．在太空失重环境下受到地球引力为零 14．在日常我们所见的烛焰，如图所示。随着我国科技的发展，太空家园不再是梦想。若王亚萍在完全失重充满空气的太空船里点燃这支蜡烛，你认为烛焰的形状是（    ）    A．   B．   C．   D．不能点燃 15．2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射成功，如图所示。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态 B．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力 C．在飞船绕地球运行时，宇航员处于完全失重状态，则宇航员的重力消失了 D．飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态 16．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 17．如图，雪碧瓶在底部钻几个小孔，盛满水后将瓶竖直上抛，上升过程中应出现图为（　　） A． B． C． D． 题型四、超重与失重的图像问题 18．如图所示，小芳蹲在体重计上处于静止状态，随后站立起来，下列图像能反映小芳站立过程体重计示数随时间变化的是（　　） A． B． C． D． 19．为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做连续“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，、、为图线上的三点，下列有关图线的说法可能正确的是（　　） A．为一次“下蹲”过程 B．为一次“站起”过程 C．为“下蹲”过程，为“站起”过程 D．为“站起”过程，为“下蹲”过程 20．如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是（　　） A． B． C． D． 21．某同学在体验“极速光轮”游乐项目时，用手机测量竖直方向加速度随时间变化的图像，如图所示，竖直向上为正方向。该同学处于超重状态的时刻为（　　） A． B． C． D． 22．如图甲所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。他稳定站立时，体重计的示数为。关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A．“起立”过程中，先出现失重现象，后出现超重现象 B．“下蹲”过程中，支持力可能出现小于压力的情况 C．“起立”和“下蹲”过程都出现了超重和失重现象 D．图乙记录的是他完成三次“蹲起”的过程 23．（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 【创新扩展】 24．假如哪吒飞行全靠脚下的风火轮，如图所示，哪吒（含装备）在风火轮作用下沿竖直方向匀速上升一定高度后减速上升直至速度为零，然后水平向右匀加速移动一段距离，空气阻力忽略不计。下列说法中正确的是（　　） A．匀速上升时，哪吒处于完全失重状态 B．减速上升时，哪吒处于超重状态 C．水平匀加速移动过程中，风火轮对哪吒作用力方向斜向右上方 D．水平匀加速移动过程中，风火轮对哪吒作用力方向竖直向上 25．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 26．模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱在运动过程中，受到的空气阻力的大小随速率增大而增大，随时间的变化如图所示（向上为正）。下列说法正确的是（　　） A．从到，实验舱内物体处于超重状态 B．从到，实验舱加速度大小增大 C．时刻，实验舱到达最高点 D．从到，实验舱内物体处于失重状态 27．某同学练习“深蹲”（完成一次“下蹲”和“起立”过程为一次“深蹲”），他稳定站在压力传感器上，发现压力传感器的示数为，已知重力加速度为。他截取某一动作过程中的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．内该同学完成两次“深蹲” B．该同学“下蹲”过程中最大加速度约为 C．该同学“起立”过程中先失重后超重 D．该同学“起立”过程中最大加速度约为 28．（多选）如图，质量为1kg的物块A放置在一个静止的木箱内，物块A与木箱之间的动摩擦因数为0.5。物块A被一轻弹簧用3N的水平拉力向右拉着而保持静止，g取10m/s²，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（    ） A．木箱以1m/s²的加速度竖直向下做匀减速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 B．木箱以5m/s²的加速度竖直向下做匀加速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 C．木箱以5m/s²的加速度水平向右做匀减速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 D．木箱以7m/s²的加速度水平向右做匀加速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 【链接高考】 1．（2025·浙江·高考真题）中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 2．（2022·浙江·高考真题）如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是（   ）    A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡 B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力 C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力 D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点 3．（2025·安徽·高考真题）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”） 4．（2024·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）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $