4.6超重和失重 基础填空与分层练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 练习围绕“超重和失重”分层设计，从概念辨析到综合应用，梯度清晰，适配新授课知识巩固与能力进阶，体现运动和相互作用观念及科学推理素养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础填空|超重、失重、完全失重的现象、条件、运动情境及原理|通过对比表格夯实核心概念，聚焦物理观念建构| |基础训练|具体情境中的超重失重判断（如宇航员、电梯、蹦极）|选择题结合生活实例，强化概念理解与应用| |能力提升|结合v-t图像、受力分析的综合应用（如加速度计算、状态判断）|多选与图像题提升科学推理能力，深化运动和相互作用观念| |拓展拔高|复杂系统与实际问题（如滑块重物系统、力传感器数据）|综合情境题培养模型建构能力，体现科学探究与创新|

4.6超重和失重 基础填空与分层练习 【基础填空】 1．超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 现象 视重____实重 视重____实重 视重等于_______ 产生条件 物体的加速度______ 物体的加速度______ 物体竖直向下的加速度等于____ 对应运动 情境 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 自由落体运动、竖直上抛运动、宇宙航行等 原理 F－mg＝ma F＝________ mg－F＝ma F＝________ mg－F＝mg F＝______ 【基础训练】 2．超重、失重现象在各领域都很常见，以下描述正确的是（　　） A．宇航员王亚平在“天宫一号空间实验室”展示水球的实验，其中水球处于完全失重状态 B．蹦极运动员从高处跳下，在弹性绳被拉直前，运动员处于超重状态 C．人站在电梯内的水平地板上，当电梯加速上升时，人处于失重状态 D．站在体重计上的人，在向下蹲的过程中，由于体重计示数反映人的体重，故示数不变 3．苍鹰斜向下沿直线俯冲的受力分析如图所示，G表示重力，F表示空气的恒定作用力，v表示速度（沿虚线），重力加速度为g，下列说法正确的是（     ） A．苍鹰做匀速运动 B．苍鹰的加速度大小可能为g C．苍鹰处于超重状态 D．苍鹰的速度不可能均匀增大 4．如图所示，物块A放在木箱B中，并保持相对静止，一起做匀速直线运动，轻弹簧处于拉伸状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列哪种情形可能会导致A被弹簧向右拉动（     ） A．原来沿竖直方向运动，现向上加速 B．原来沿竖直方向运动，现向下加速 C．原来沿水平方向运动，现向右加速 D．原来沿水平方向运动，现向左减速 5．如图所示为“反向蹦极运动”的简易图，弹性轻绳的上端固定在点，下端与体验者拴接，轻绳拉长后通过扣环和地面固定，打开扣环后，人从点沿竖直方向经点上升到最高点点，经过点时速度最大，到达点前绳子已松弛。不计空气阻力，则（     ） A．点一定为弹性绳的原长位置 B．在点，体验者处于超重状态 C．体验者从到做匀加速直线运动 D．在点，此时体验者所受合力为零 【能力提升】 6．模拟失重实验舱是地面验证航天器部件在微重力环境下工作性能的关键设备。如图所示，实验舱由地面静止开始，经电磁弹射加速后竖直向上射出，升至最高点后回落，再通过电磁制动实现软着陆。实验舱运动过程中，空气阻力大小随速率增大而增大，随时间的变化如图所示（向下为正）。下列说法正确的是（     ） A．从到，实验舱处于电磁弹射过程 B．从到，实验舱加速度逐渐增大 C．从到，实验舱内物体处于失重状态 D．到时刻，实验舱达到最高点 7．（多选）小明要估测电梯在加速和减速过程中的加速度，他在电梯内用测力计悬吊一钩码，保持测力计和钩码相对电梯静止，电梯上行启动过程中某一阶段测力计读数稳定为，电梯上行停止过程中某一阶段测力计稳定读数为。已知该电梯加速和减速过程的加速度大小相等。下列说法正确的是（     ） A．读数为时，电梯处于超重状态 B．读数为时，电梯处于超重状态 C．测得电梯加速和减速过程的加速度大小为 D．测得电梯加速和减速过程的加速度大小为 8．（多选）某同学将一质量为m的重物放在蹦床上，某段时间内重物的高度h随时间t的变化关系如图所示（重物在此段时间内没有脱离蹦床）。0时刻、t1时刻和t2时刻重物的加速度大小均为0.5g，0时刻和t2时刻重物的高度最小，t1时刻物体在最高点。已知重力加速度为g。下列说法中正确的是（     ） A．0时刻蹦床给重物的作用力大小为1.5mg B．t1时刻蹦床给重物的作用力大小为1.5mg C．0~t1时间内重物先处于失重状态后处于超重状态 D．t1~t2时间内重物先处于失重状态后处于超重状态 9．（多选）某中学物理实验小组利用DIS系统（数字化信息实验室系统），观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验。在电梯天花板上固定一个力传感器，测量时挂钩向下。并在钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动的过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线。根据图线分析可知，下列说法中正确的是（     ） A．t1到t2时间内，钩码处于超重状态，t3到t4时间内，钩码处于失重状态 B．t1到t2时间内，电梯一定正在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动 C．t1到t4时间内，电梯可能先加速向下。接着匀速向下，再减速向下 D．t1到t4时间内，电梯可能先减速向上，接着匀速向上，再加速向上 10．（多选）小明同学为了测试遥控飞行器性能，操控飞行器从地面沿竖直方向由静止起飞，上升到最高点后竖直下落，着陆时速度刚好为零。已知飞行器质量为1kg，其动力系统提供的升力方向始终竖直向上，所受空气阻力大小恒为2N，其运动的v-t图像如图所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．1s时飞行器升力大小为15N B．3s时飞行器处于失重状态 C．5s时飞行器加速度大小为4m/s2 D．8s时飞行器返回地面 11．（多选）蹦极运动可以简化为如图所示情景，人在点自静止开始下落，到点时弹性绳刚好伸直，点为人下落的最低点，不计空气阻力，则人从点下落至点过程中，下列说法正确的是（　　） A．在段，人处于失重状态 B．在段，人处于超重状态 C．在段，人的速度随时间均匀变化 D．在段，人的速度不断减小 【拓展拔高】 12．如图所示，一足够长的细线一端连接穿过水平细杆的滑块A，另一端通过光滑定滑轮连接重物B，此时两边细线竖直。某时刻，水平拉力F作用在滑块A上，使A向右移动。已知A、B的质量分别为m和2m，滑块A与细杆间的动摩擦因数为则（     ） A．若滑块A做匀速运动，则重物B处于超重状态 B．若重物B做匀速运动，则滑块A也做匀速运动 C．若滑块A缓慢向右运动，当细线与细杆间的夹角为30°时，拉力F有最小值 D．若滑块A缓慢向右运动到细线与细杆间的夹角为30°时，拉力F先增大再减小 13．小明站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，绘制出压力随时间变化的图线如图所示。a、b、c、d、e、f为图线上的点，下列说法正确的是（　　） A．为“下蹲”过程，为“站起”过程 B．为“站起”过程，为“下蹲”过程 C．为“下蹲”过程，为“站起”过程 D．为“下蹲”过程，为“站起”过程 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． 大于 小于 零 竖直向上 竖直向下 重力加速度 0 2．A 【详解】A．“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力全部提供向心力，内部所有物体加速度大小为、方向向下，水球受到的支持力为0，处于完全失重状态，故A正确； B．弹性绳被拉直前，运动员只受重力，加速度大小为、方向向下，处于失重状态，故B错误； C．人在电梯加速上升时，人的加速度向上， 处于超重状态，故C错误； D．人下蹲过程分为两个阶段：先加速向下，，失重，体重计示数小于重力；后减速向下，，超重，体重计示数大于重力，最终静止时示数等于重力，因此示数会发生变化，故D错误。 故选A。 3．B 【详解】ACD．、均为定值，苍鹰沿直线运动由力的合成可得合力恒定与同向，则苍鹰斜向下做匀加速直线运动，处于失重状态，速度均匀增大，ACD错误； B．与的合力可能等于重力，则加速度的大小可能等于，B正确。 故选B。 4．B 【详解】初始状态下，物块A和木箱B一起做匀速直线运动，物块A在水平方向上受到弹簧向右的拉力和木箱B对A向左的静摩擦力。根据平衡条件有。由于弹簧处于拉伸状态，拉力，故静摩擦力，且满足，其中为木箱B对物块A的支持力。在匀速运动时，竖直方向受力平衡，支持力，因此有。 要使物块A被弹簧向右拉动，即物块A相对于木箱B向右滑动，需要弹簧的拉力大于此时的最大静摩擦力，即，这就要求支持力，即物块A处于失重状态，具有向下的加速度。 A．原来沿竖直方向运动，现向上加速，物块A具有向上的加速度，处于超重状态，支持力，最大静摩擦力增大，物块A不会相对滑动，故A错误； B．原来沿竖直方向运动，现向下加速，物块A具有向下的加速度，处于失重状态，支持力，最大静摩擦力减小。当最大静摩擦力减小到小于弹簧拉力时，物块A会被弹簧向右拉动，故B正确； C．原来沿水平方向运动，现向右加速，物块A具有向右的加速度，有相对于木箱B向左滑动的趋势，不会被弹簧向右拉动，故C错误； D．原来沿水平方向运动，现向左减速，即物块A具有向右的加速度，同样有相对于木箱B向左滑动的趋势，不会被弹簧向右拉动，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】AD．体验者经过 点时速度最大，则加速度为零，即合力为零，有 ，可知弹性绳处于伸长状态，故A错误，D正确； B．点前绳子已松弛，即在点弹性绳对人没有拉力，人只受重力作用，体验者处于完全失重状态，故B错误； C．体验者从到的过程中，弹性绳的伸长量逐渐减小，根据胡克定律 ，可知弹力逐渐减小。根据牛顿第二定律，可知加速度逐渐减小。因此体验者做加速度减小的加速运动，不是匀加速直线运动，故C错误。 故选D。 6．A 【详解】A．实验舱向上运动时，阻力方向向下，为正；电磁弹射过程是加速向上过程，速度逐渐增大，因此逐渐增大。到，从0增大到最大值，说明速度持续增大，对应电磁弹射加速过程，故A正确； B．到，实验舱弹射结束后向上做减速运动，根据牛顿第二定律 可得加速度；逐渐减小到0，所以加速度逐渐减小，故B错误； C．后为负，说明实验舱已经开始下落；到，（阻力向上，阻碍下落）的绝对值逐渐减小，说明速度逐渐减小，实验舱向下做减速运动，加速度方向向上，实验舱内物体处于超重状态，故C错误； D．最高点是实验舱速度减为0、开始下落的位置，，对应速度为0，因此时刻实验舱达到最高点，故D错误。 故选A 。 7．AC 【详解】A．根据题意可知，读数为时，电梯加速上升，具有向上的加速度，处于超重状态，故A正确； B．根据题意可知，读数为时，电梯减速上升，具有向下的加速度，处于失重状态，故B错误； CD．电梯加速上升时，由牛顿第二定律有 电梯减速上升时，由牛顿第二定律有 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 8．AD 【详解】A．在0时刻，重物处于最低点，高度最小，此时蹦床的压缩量最大，弹力向上。根据题意，此时的加速度大小为 0.5g，方向向上。由牛顿第二定律得 解得蹦床给重物的作用力，故A正确； B．在时刻，重物处于最高点，此时加速度方向向下。由牛顿第二定律得 解得作用力，故B错误； C．在0~t1时间内，重物从最低点运动到最高点，加速度方向先向上后向下，所以重物先处于超重状态后处于失重状态，故C错误； D．在t1~t2时间内，重物从最高点运动到最低点，加速度方向先向下后向上，所以重物先处于失重状态后处于超重状态，故D正确。 故选AD。 9．CD 【详解】A. t1到t2时间内，拉力小于重力，钩码处于失重状态；t3到t4时间内，拉力大于重力，钩码处于超重状态，故A错误； B.从时刻t1到t2，钩码受到的拉力小于重力时，加速度向下，可能加速下降，也可能减速上升，故B错误； CD. t1到t4时间内，钩码先失重，再处于平衡状态，最后处于超重状态，先有竖直向下的加速度，再加速度等于零，最后有竖直向上的加速度，故可能先加速下降或者减速上升，再匀速下降或者匀速上升，最后可能减速下降或者加速上升，故CD正确 故选CD。 10．BC 【详解】A．由图像的斜率表示加速度，可知时飞行器加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得时飞行器升力大小为，故A错误； B．由图像可知飞行器在内向上减速运动，加速度方向向下，所以时飞行器处于失重状态，故B正确； C．由图像可知内向下加速运动，加速度大小为 则5s时飞行器加速度大小为4m/s2，故C正确； D．设时刻飞行器返回地面，根据图像与横轴围成的面积表示位移，则有 解得，故D错误。 故选BC。 11．AC 【详解】A．在AB段，人做自由落体运动，人处于失重状态，故A正确； BD．在BC段，一开始弹力小于重力，加速度向下，人向下加速运动，之后弹力大于重力，加速度向上，人向下减速运动，则人的速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上，人先处于失重状态，后处于超重状态，故BD错误； C．在段，人做自由落体运动，根据可知，人的速度随时间均匀变化，故C正确。 故选AC。 12．A 【详解】AB．设细绳与水平细杆的夹角为，将滑块A的速度​沿绳、垂直绳分解，得到重物B的速度满足 若滑块A向右做匀速运动，不变，减小则增大，因此增大，重物B加速上升，处于超重状态 若重物B做匀速运动，不变，减小则增大，因此减小，则滑块A做减速运动，故A正确，B错误； CD．A缓慢运动时系统始终受力平衡，绳子拉力 对A列平衡方程，竖直方向有 水平方向 整理得 当时， 对求导得，拉力随的减小而增大 当时， 对求导得，拉力随的减小而增大 因此在A缓慢向右运动的过程中，拉力一直增大，最小值在处，故CD错误。 故选A。 13．A 【详解】过程，先失重（）后超重（），加速度先向下后向上，则为“下蹲”过程；过程，先超重（）后失重（），加速度先向上后向下，则为“站起”过程。 故选A。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $