4.6 超重和失重 同步作业-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 高中物理“超重和失重”新授课同步练，以“基础巩固+综合应用”分层设计，通过概念辨析到情境建模的递进路径，强化运动与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| |----|----------|----------| |基础对点练|超重失重概念判断、简单计算|单选为主，含2道多选，聚焦核心考点（如完全失重特征、电梯加速度与压力关系），夯实物理观念| |综合练|多情境综合分析、复杂计算|含6道选择（含图像分析、多过程问题）和2道计算题（斜面索道、蹦极模型），突出科学推理与模型建构，适配能力提升需求|

第6节 超重和失重 同步作业 基础对点练 1、 选择题 考点一　超重和失重的分析和判断 1．下列关于超重和失重的说法正确的是(　　) A．物体处于超重状态时，其重力增加了 B．物体处于完全失重状态时，其重力为零 C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了 D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化 2．一人乘电梯上楼，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，则人对电梯地板的压力(　　) A．t＝2 s时最小 B．t＝2 s时最大 C．t＝6 s时最小 D．t＝8.5 s时最大 3.如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，不计空气对人的阻力，下列说法正确的是(　　) A．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零 B．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力 C．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力 D．在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力 4.如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，当电梯在竖直方向运行时，电梯内乘客发现弹簧的伸长量比电梯原来静止时变大了，这一现象表明(　　) A．电梯一定处于加速上升阶段 B．电梯的速度方向一定向下 C．乘客一定处在超重状态 D．电梯的加速度方向可能向下 5．(多选)下列有关超重与失重的说法正确的是(　　) A．体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时处于失重状态 B．蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态 C．举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于超重状态 D．不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变 考点二　超重、失重的有关计算 6.如图所示，在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量M＝1.5 kg，货物的质量m＝1 kg，无人机与货物间通过轻绳相连．无人机以恒定动力F＝30 N使货物从地面开始加速上升，不计空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2.则(　　) A．货物加速上升时货物处于失重状态 B．货物加速上升时的加速度a＝20 m/s2 C．货物加速上升时轻绳上的拉力FT＝10 N D．货物加速上升时轻绳上的拉力FT＝12 N 7．(多选)在升降机中，一个人站在体重计上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是(　　) A．升降机可能以大小为0.8g的加速度加速上升 B．升降机可能以大小为0.2g的加速度加速下降 C．升降机可能以大小为0.2g的加速度减速上升 D．升降机可能以大小为0.8g的加速度减速下降 综合练 1、 选择题 8.某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，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 9．(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 10.(2025·八省联考云南卷，6)某同学站在水平放置于电梯内的电子秤上，电梯运行前电子秤的示数如图甲所示。电梯竖直上升过程中，某时刻电子秤的示数如图乙所示，则该时刻电梯(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A.做减速运动，加速度大小为1.05 m/s2 B.做减速运动，加速度大小为0.50 m/s2 C.做加速运动，加速度大小为1.05 m/s2 D.做加速运动，加速度大小为0.50 m/s2 11.(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N．现将体重计移至电梯内称重，t0至t3时间段内，体重计的示数如图所示，取电梯向上运动的方向为正，则电梯运行的v－t图像可能是下图中的(　　) 12.(多选)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图7所示．当此车减速上坡时(此时乘客没有靠在靠背上)，下列说法正确的是(　　) A．乘客受重力、支持力两个力的作用 B．乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用 C．乘客处于超重状态 D．乘客受到的摩擦力的方向水平向左 13．(多选)小明同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象．他在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图像如图所示，g取10 m/s2.下列说法正确的是(　　) A．在0～2 s内，小明处于超重状态 B．在0～2 s内，小明加速度大小为1 m/s2 C．在10～11 s内，台秤示数为F3＝600 N D．在0～11 s内，电梯通过的距离为18 m 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) 14.如图所示，倾斜索道与水平线的夹角θ＝37°，若载人车厢沿索道向上的加速度为5 m/s2，人的质量为50 kg，且人相对车厢静止．g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)人对车厢的压力大小； (2)人受到摩擦力的大小． 15．“蹦极”是一种能获得强烈失重、超重感觉的非常“刺激”的惊险娱乐项目．人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处(或悬崖上)，用橡皮弹性绳拴住身体，让人头下脚上自由下落，落到一定位置时弹性绳拉紧．设人体立即做匀减速运动，到接近水面时刚好减速为零，然后再反弹．已知某“勇敢者”头戴重为45 N的安全帽，开始下落时的高度为75 m，设计的系统使人落到离水面30 m时，弹性绳才绷紧．不计空气阻力，则：(取g＝10 m/s2) (1)当他落到离水面50 m位置时戴着的安全帽对人的头顶的弹力为多少？ (2)当他落到离水面20 m的位置时，则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽？ 参考答案： 1.答案　D 2.答案　B解析　加速度向上时人处于超重状态，根据牛顿第二定律得FN－mg＝ma，支持力FN＝m(g＋a)，则人对电梯地板的压力FN′＝FN＝m(g＋a)，t＝2 s时压力最大，同理，t＝8.5 s时压力最小，选项B正确，A、C、D错误． 3.答案　A解析　降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，B、C错误；降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有：FT－mg＝ma，即FT＝mg＋ma>mg，故D错误． 4.答案　C 5.答案　BD解析　体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时单杠对运动员的拉力等于运动员的重力，运动员既不处于超重状态也不处于失重状态，A错误；蹦床运动员在空中上升和下降过程中都有方向竖直向下的加速度，都处于失重状态，B正确；举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内地面对运动员和杠铃的支持力等于运动员和杠铃的重力，运动员和杠铃既不处于超重状态也不处于失重状态，C错误；不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变，D正确． 6.答案　D 7.答案　BC解析　若a＝0.8g，方向竖直向上，根据牛顿第二定律有F－mg＝ma，得F＝1.8mg，其中F为人的视重，人的视重比实际重力大×100%＝80%，A、D错误；若a＝0.2g，方向竖直向下，根据牛顿第二定律有mg－F′＝ma，得F′＝0.8mg，人的视重比实际重力小×100%＝20%，B、C正确． 8.答案　C解析　在B点，重力等于弹力，在C点速度为零，弹力大于重力，所以从C到B过程中合力向上，做加速运动，但是由于从C到B过程中踏板的形变量在减小，弹力在减小，所以合力在减小，故做加速度减小的加速运动，加速度向上，处于超重状态，从B到A过程中重力大于弹力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做减速运动，处于失重状态，故C正确． 9.答案　A解析　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。 10.答案　D解析　由题意可知，该同学处于超重状态，加速度方向向上，则电梯向上加速运动，根据牛顿第二定律有F-mg=ma，可得a= m/s2=0.50 m/s2，故D正确。 11.答案　AD解析　从题图中可以看出，t0～t1时间内，人的视重小于其重力，具有向下的加速度；t1～t2时间内，视重正好等于其重力，处于平衡状态；t2～t3时间内，视重大于其重力，具有向上的加速度，根据题中所设的正方向可知，电梯运行的v－t图像可能是A、D. 12.答案　BD 13.答案　BC解析　由题图可知，在0～2 s内，台秤对小明的支持力为F1＝450 N，由牛顿第二定律有mg－F1＝ma1，解得a1＝1 m/s2，加速度方向竖直向下，故小明处于失重状态，故A错误，B正确；设在10～11 s内小明的加速度为a3，时间为t3＝1 s,0～2 s的时间为t1＝2 s，则a1t1＝a3t3，解得a3＝2 m/s2，由牛顿第二定律有F3－mg＝ma3，解得F3＝600 N，故C正确； 0～2 s内位移x1＝a1t12＝2 m,2～10 s内位移x2＝v匀t2＝a1t1t2＝16 m, 10～11 s内位移x3＝a3t32＝1 m，小明运动的总位移x＝x1＋x2＋x3＝19 m， 故D错误． 14.答案　(1)650 N　(2)200 N 解析　(1)由于车厢和人有沿索道向上的加速度，此加速度具有竖直向上的分量，所以人处于超重状态． 由FN－mg＝masin 37°，则FN＝m(g＋asin 37°)＝50×(10＋5×0.6) N＝650 N. 由牛顿第三定律得，人对车厢压力大小为650 N. (2)Ff＝macos 37°＝200 N. 15.答案　(1)0　(2)112.5 N 解析　(1)人在离水面50 m位置时，做自由落体运动，处于完全失重状态， 对安全帽，mg－F＝ma， 对整体，a＝g 所以F＝0，由牛顿第三定律可知，安全帽对人头顶的弹力为0. (2) 人下落到离水面30 m处时，已经自由下落h1＝75 m－30 m＝45 m， 此时v1＝＝30 m/s， 匀减速运动距离为h2＝30 m， 设人做匀减速运动的加速度为a，由0－v12＝2ah2得 a＝－15 m/s2， 安全帽的质量为m＝＝4.5 kg. 对安全帽，由牛顿第二定律可得： mg－F′＝ma，解得：F′＝112.5 N. 故在离水面20 m的位置时，其颈部要用112.5 N的力才能拉住安全帽． 学科网（北京）股份有限公司 $