4.6 失重和超重 课时练习-2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册

**基本信息** 本练习通过基础概念辨析、情境应用分析及综合问题解决的三层设计，构建“概念理解-情境迁移-综合应用”的知识巩固路径，强化运动和相互作用观念及科学推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（4题）|超重失重的定义、加速度条件|以单选中的静止/运动状态判断（如第1、4题）为主，直接考查物理观念| |提升层（6题）|动态过程分析、图象数据处理|通过纵跳支撑力变化（第5题）、DIS实验图象（第6题）等情境，培养科学思维| |综合层（3题）|牛顿定律与运动学综合应用|结合升降机称重（第12题）、电梯层高测量（第13题），体现科学探究与实际问题解决|

第6节 失重和超重 课时练习 一、选择题 1.下列说法正确的是(　　) 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失重状态 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．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 2．下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是(　　) A．坐过山车经过最高位置时，人处于超重状态 B．列车在水平直轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态 C．在空间站内的宇航员处于完全失重状态，因为这时候宇航员不受重力了 D．电梯正在减速下降，人在电梯中处于超重状态 3.如图所示，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，假设容器在下述运动中始终保持平动，且忽略空气阻力，则(　　) A．容器自由下落时，小孔向下漏水 B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水 C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水 D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水 4．质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，现在升降机以加速度a在竖直方向上做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则(　　) A．升降机加速度方向竖直向下 B．台秤示数增加ma C．升降机一定向上运动 D．升降机一定做加速运动 5．人在平地上静止站立时，受到的支撑力等于人的重力。做原地纵跳时，在快速下蹲和蹬伸的过程中，人体受到的支撑力发生变化(如图所示，G为重力，F为支撑力)。图中曲线能正确反映该变化的是(　　) 6.某实验小组，利用DISC系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象。以下根据图象分析所得结论错误的是(　　) A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况 B．从时刻t1～t2，钩码处于失重状态；从时刻t3～t4，钩码处于超重状态 C．电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼 D．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在15楼 7.(2026·江苏淮安期末)某同学站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数F随时间t变化情况如图所示。关于上述过程，下列说法正确的是(　　) A.a点对应时刻，该同学处于失重状态 B.该同学的加速度的最大值约为5 m/s2 C.在0~6 s内，该同学完成了两次下蹲和起立动作 D.该同学在b点对应时刻的加速度比在c点对应时刻的小 8.(多选)如图所示，质量为50 kg的小红同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻她发现磅秤的示数为40 kg，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动(　　) A．匀速上升 B．加速上升 C．减速上升 D．加速下降 9．(多选)某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运动的v － t图可能是图中(取电梯向上运动的方向为正)(　　) 10．(多选)某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯在升降过程中的情况，如图所示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(竖直向上为正方向)。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是(　　) A．在0～5 s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态 B．在5～10 s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 C．在10～20 s内，观光电梯在减速下降，该同学处于失重状态 D．在20～25 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态 二．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 11．某人在地面上最多能举起60 kg的重物，当此人站在以5 m/s2的加速度加速上升的升降机中，最多能举起多重的物体。(g取10 m/s2) 12.质量为60 kg的人站在升降机中的体重计(可直接显示人所受的重力)上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？是超重现象还是失重现象？ (1)升降机匀速上升； (2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升； (3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降； (4)升降机以重力加速度g加速下降。 13． 为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯运行情况，甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验，一质量为m＝50 kg的甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中，体重计示数随时间变化的情况，并做出了如图所示的图象。已知t＝0时，电梯静止不动，从电梯楼内楼层按钮上获知该大楼共19层。求(g取10 m/s2)： (1)电梯启动和制动的加速度大小； (2)电梯上升的总高度及该大楼的层高。 参考答案： 1.解析：选B　从受力上看，失重物体所受合外力向下，超重物体所受合外力向上；从加速度上看，失重物体的加速度向下，而超重物体的加速度向上。A、C、D中的各运动员所受合外力为零，加速度为零，只有B中的运动员处于失重状态。 2.解析：选D　A中人加速度向下，处于失重状态，A错误；B中列车竖直方向加速度为零，处于“等重”状态，B错误；C中宇航员处于完全失重状态，但仍受重力，C错误；D中人的加速度向上，处于超重状态，D正确。 3.解析：选D　将容器抛出后，容器和容器中的水处于完全失重状态，液面下任何一点的压强都等于0，小孔不会向下漏水。 4.解析：选A　物体处于失重状态，加速度方向一定竖直向下，但速度方向可能向上，也可能向下，故A对，C、D错。由mg－FN＝ma可知台秤示数减少ma，选项B错。 5.解析：选D　下蹲过程中的加速阶段人处于失重状态，F<G ，减速阶段处于超重状态，F>G，同理，蹬伸过程中的加速上升阶段F>G，减速上升阶段F<G，腾空后人离开地面，F＝0，D正确。 6.解析：选D　题中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况。0～t1，钩码受力平衡；t1～t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2～t3，钩码受力平衡；t3～t4，拉力大于10 N，钩码处于超重状态。经以上分析可知，D错误。 7.解析：选A 由题图可知，a点对应的时刻力传感器示数小于该同学的重力，该同学处于失重状态，故A正确;由题图可知，力传感器示数最小值为200 N，根据牛顿第二定律可得该同学的加速度的最大值为amax= m/s2=6 m/s2，故B错误;下蹲过程先向下加速后向下减速，所以下蹲过程先失重后超重;起立过程先向上加速后向上减速，所以起立过程先超重后失重，由题图可知，在0~6 s内，该同学完成了一次下蹲和起立动作，故C错误;由题图可知，在b点对应时刻力传感器示数大于该同学的重力，在c点对应时刻力传感器示数等于该同学的重力，则该同学在b点对应时刻的加速度比在c点对应时刻的大，故D错误。 8.解析：选CD　小红同学处于失重状态，必有向下的加速度，即减速上升或加速下降，故C、D选项正确。 9.解析：选AD　由图可知，在t0～t1阶段，弹簧秤示数小于人的实际重力，则处于失重状态，此时具有向下的加速度；在t1～t2阶段，弹簧秤示数等于人的实际重力，说明电梯匀速运行或静止；在t2～t3阶段，弹簧秤示数大于人的实际重力，则处于超重状态，具有向上的加速度，A、D正确。 10.解析：选BD　由题图可知，在0～5 s内，电梯加速上升，加速度方向向上，该同学处于超重状态，选项A错误；在5～10 s内，电梯做匀速运动，该同学受力平衡，选项B正确；在10～20 s内，电梯减速上升，加速度方向向下，该同学处于失重状态，选项C错误；在20～25 s内，电梯加速下降，加速度方向向下，该同学处于失重状态，选项D正确。 11.解析：当人在地面上举起重物时，对重物分析， 由牛顿第二定律得F－mg＝0 在升降机内举起重物时，由于升降机具有竖直向上的加速度，故重物也具有相同的竖直向上的加速度，而人对外提供的最大力是不变的，对重物由牛顿第二定律得F－m′g＝m′a 所以，在加速上升的升降机内，人能举起的重物的最大质量为40 kg。 答案：40 kg 12.解析：体重计的读数等于体重计对人的支持力，因此以人为研究对象，由牛顿第二定律求出支持力，便可求得体重计的读数。以人为研究对象，进行受力分析，如图所示。 (1)匀速上升时，a＝0，则FN－mg＝0， FN＝mg＝600 N，无超重、失重现象。 (2)加速上升时，a向上，取向上为正，则：FN1－mg＝ma，FN1＝mg＋ma＝60×(10＋4) N＝840 N，由于支持力大于重力，发生超重现象。 (3)加速下降时，a向下，取向下为正，则mg－FN2＝ma，FN2＝mg－ma＝60×(10－5) N＝300 N，由于支持力小于重力，发生失重现象。 (4)以加速度g加速下降时，a＝g，取向下为正，有mg－FN3＝ma，FN3＝0，由于支持力为零，发生完全失重现象。 答案：(1)600 N　无超重、失重现象　(2)840 N 超重　(3)300 N　失重　(4)0　完全失重 13.解析：(1)由题图可知，第3 s 内电梯加速度大小由FN1－mg＝ma1， 可得：a1＝2 m/s2， 第30 s内电梯加速度大小由mg－FN2＝ma2， 可得：a2＝2 m/s2。 (2)电梯上升的总高度 H＝a1t＋a2t＋a1t1·t匀 ＝ m＝54 m， 故平均层高为h＝＝ m＝3 m。 答案：(1)2 m/s2　2 m/s2　(2)54 m　3 m 学科网（北京）股份有限公司 $