4.6 失重和超重 分层作业 -2026-2027学年高一上学期物理同步备课系列（粤教版必修第一册）

第6节　失重和超重 分层作业 　A　基础巩固　 1．2025年11月2日，全运会跳水项目在广东奥体中心游泳馆拉开帷幕。关于运动员的跳水过程，下列说法正确的是（　　） A．运动员起跳时，跳板受到的压力是由跳板的形变产生的 B．运动员在空中上升阶段处于失重状态 C．运动员在最高点时处于平衡状态 D．运动员在空中旋转速度越大惯性越大 【答案】B 【详解】A．运动员起跳时，跳板受到的压力是由运动员的形变产生的，故A错误； B．运动员在空中上升阶段加速度方向向下，运动员处于失重状态，故B正确； C．运动员在最高点时，合力不为零，加速度方向向下运动员处于失重状态，即运动员在最高点时并不是处于平衡状态，故C错误； D．惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与运动状态无关，由于旋转速度增大不会改变质量，因此惯性不变，故D错误。 故选B。 2．如图所示是一种巨型娱乐器械，可以让人体验超重和失重。座舱从高处自由落下，到某位置时启动制动系统，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。人在从自由落下到刚好停下的整个过程中（    ） A．一直超重 B．一直失重 C．先失重，后超重 D．先超重，后失重 【答案】C 【详解】从高处自由落下，到制动前，加速度向下，处于失重状态，启动制动系统，减速下降，加速度向上，处于超重状态。 故选C。 3．如图，用手掌托着质量为1kg的书，由静止向上运动了一段距离后停下。已知该过程中书的加速度大小始终为2m/s2，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．书一直向上运动，故一直处于超重状态 B．前半段运动过程中，书受到的支持力为12N C．前半段运动过程中，书受到的重力变为12N D．后半段运动过程中，书受到的重力变小 【答案】B 【详解】A．书在向上运动的过程中，虽然速度方向向上，但由于加速度方向先向上后向下，所以书处于先超重后失重状态，故A错误； B．对书进行受力分析，书受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力。根据题意可知，前半段运动过程中，书向上加速运动，根据牛顿第二定律可得 解得书受到的支持力为 故B正确； CD．书受到的重力是由地球对书的吸引产生的，与书的运动状态无关，所以无论书如何运动，它受到的重力都保持不变，即书的重力一直为 故CD错误。 故选B。 4．如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．人对体重计的压力大小为 B．人对体重计的压力大小为 C．人处于超重状态 D．人的体重发生了变化 【答案】AC 【详解】ABC．人随电梯以大小为a的加速度加速上升，加速度方向向上，人处于超重状态；以人为对象，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律得，人对体重计的压力大小为 故AC正确，B错误； D．人加速上升时，人的体重与质量成正比保持不变，故D错误。 故选AC。 5．辘轳的发明和使用体现了我国劳动人民的智慧．如图所示，辘轳主要由支架，卷筒，手柄等部分组成，井绳的一端绕在卷筒上，另一端系在水桶上，人通过转动手柄将木桶提起，水桶在上升过程中经历了加速、匀速和减速三个阶段，简要回答问题：在上述三个阶段中，哪个阶段绳子最容易断？为什么？ 【答案】桶在加速上升的阶段，绳更容易断。因为上升过程中，桶受到重力和绳的拉力。桶在加速阶段处于超重状态，绳的拉力大于重力；匀速阶段，绳的拉力等于重力；在减速阶段处于失重状态，绳的拉力小于重力。因此，桶在加速上升的阶段，绳更容易断。 【详解】桶在加速上升的阶段，绳更容易断。因为上升过程中，桶受到重力和绳的拉力。桶在加速阶段处于超重状态，绳的拉力大于重力；匀速阶段，绳的拉力等于重力；在减速阶段处于失重状态，绳的拉力小于重力。因此，桶在加速上升的阶段，绳更容易断。 6．质量为60kg的人站在电梯上,当电梯以1m/s2的加速度匀减速上升时,求人对电梯地板的压力？当电梯以1m/s2的加速度匀减速下降时,人对电梯地板的压力变为多少？（g取10m/s2） 【答案】540N，660N   【详解】匀减速上升时，加速度方向向下 根据牛顿第二定律得，，解得 根据牛顿第三定律知，人对电梯底板的压力为； 匀减速下降时，加速度方向向上 根据牛顿第二定律得，，解得 根据牛顿第三定律得，人对电梯底板的压力大小为． 点睛：解决本题的关键搞清加速度的方向，运用牛顿第二定律进行求解，知道合力的方向与加速度方向相同． 　B　能力提升　 7．小明同学站在某一桥边将小钢球竖直向上抛出后落入水中，若规定竖直向下为正方向，小球运动的v-t图像如图所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．1.2s末小球上升到最高点 B．内小球处于完全失重状态 C．内速度和加速度方向都不变 D．落入水中后，小球做加速度变大的减速运动 【答案】B 【详解】A．取竖直向下为正方向，由图像可知，小钢球在内上升，时开始下落，则在0.4s时上升到最高点，A错误； B．由图像可知，小钢球在时加速度为正且不变，说明此过程中只受重力，处于完全失重状态，B正确； CD．根据v-t图像的斜率表示加速度，斜率绝对值表示加速度的大小，正负表示加速度的方向，由图可知，内小钢球的加速度为正不变，1.2s后加速度为负且开始减小，C错误、D错误； 故选B。 8．图甲中，一只小鸟站在树枝上与树枝一起上下振动，小鸟振动的图像如图乙所示，速度向下为正。下列说法正确的是（　　） A．0~t1内小鸟处于超重状态 B．t1时刻小鸟处在最高点 C．t2~t3内小鸟处于超重状态 D．t3时刻小鸟的速度最小 【答案】C 【详解】A．速度向下为正，由图乙可知0~t1内小鸟向下加速运动，加速度方向向下，处于失重状态，故A错误； B．速度向下为正，由图乙可知0~t2内小鸟向下运动，t1时刻小鸟不是处在最高点，故B错误； C．由图乙可知t2~t3内小鸟向上加速运动，加速度方向向上，处于超重状态，故C正确； D．由图乙可知t2时刻小鸟的速度最小，为0，故D错误。 故选C。 9．如图所示为惊险刺激的断轨过山车。若不考虑空气作用力，当过山车离开轨道运动到最高点时（    ） A．乘客处于超重状态，座椅对乘客有向下的支持力 B．乘客处于超重状态，安全带对乘客有向上的拉力 C．乘客处于失重状态，所受合外力为零 D．乘客处于失重状态，所受合外力等于重力 【答案】D 【详解】若不考虑空气作用力，当过山车离开轨道运动到最高点时，乘客处于完全失重状态，只受重力作用，所受合外力等于重力。 故选D。 10．如图所示，该同学站在电梯内的台秤上，当电梯静止时台秤示数为60kg，在电梯从静止开始运动的一段时间内，台秤的示数变为48kg，重力加速度g取，则这段时间内（　　） A．该同学处于超重状态 B．该同学处于失重状态 C．该同学加速度方向向上 D．电梯运动的加速度大小为 【答案】BD 【详解】ABC．台秤示数变小，说明该同学处于失重状态，有向下的加速度，说明电梯从静止开始向下加速运动，故AC错误，B正确； D．根据牛顿第二定律 解得，故D正确。 故选BD。 11．如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上，现有一小球由某高处自由落下，落在轻质弹簧上，O为弹簧自由状态时最上端，A为小球合力为零的点，B为小球运动的最低点。运动过程弹簧在弹性限度内，小球视为质点，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A．小球落至A点时的加速度为零 B．小球落至O点时速度达到最大值 C．小球在段处于失重状态 D．小球从O到B的过程中加速度逐渐增大 【答案】AC 【详解】A．A为小球合力为零的点，根据牛顿第二定律可知，小球落至A点时的加速度为零，故A正确； B．小球落至O点后压缩弹簧，弹力开始时小于重力，加速度方向向下，小球向下做加速度减小的加速运动，到达O点时，加速度为0，速度达到最大值，之后，弹簧弹力大于重力，加速度方向向上，小球做加速度增大的减速运动，直至运动到B点速度为0，故B错误； C．结合上述，小球在OA段加速度方向向下，则小球在段处于失重状态，故C正确； D．结合上述可知，小球从O到B的过程中加速度先减小后增大，故D错误。 故选AC。 12．在电梯里，把一重物置于水平台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯从静止开始一直上升，最后停止运动。传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系图像，如图所示，（），则（　　） A．从图中可以求出重物的质量为 B．0-4s电梯中的重物处于超重状态 C．18-22s电梯中的重物处于失重状态 D．0-4s电梯中的重物的加速度先增大后减小 【答案】BCD 【详解】A．4-18s内电梯匀速上升，则知 解得 故A错误； B．0-4s电梯中的重物所受的支持力大于重力，处于超重状态，故B正确； C．18-22s内，电梯中的重物所受的支持力小于重力，处于失重状态，故C正确； D．0-4s传感器的示数先增大后减小，根据牛顿第二定律可知，重物的加速度先增大后减小。故D正确。 故选BCD。 【点睛】本题考查读图的能力，关键抓住产生超重和失重现象时，重物对台秤的压力与重力的关系。运用牛顿第二定律研究。注意重物所受的支持力大于重力，处于超重状态，反之是失重。 13．在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时，传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图像如图所示，取，求； （1）该物体的质量是多少？ （2）计算电梯在超重和失重时的最大加速度？ 【答案】（1）3kg；（2），方向竖直向上，，方向竖直向下 【详解】（1）根据题意4s到18s物体随电梯一起匀速运动，根据共点力平衡的条件知，压力和重力相等，即 即物体质量为 （2）由题图知物体超重时，物体受到的支持力最大值为50N，由牛顿第二定律得 解得 方向竖直向上； 物体失重时，受到支持力的最小为10N，由牛顿第二定律得 解得 方向竖直向下。 14．某同学用一手机传感器软件探究电梯上升过程中的超失重现象（如图甲所示），该软件可以实时测量手机运动时的加速度。现该同学携带该手机进入电梯，先运行手机加速度传感器软件采集数据，之后按下按钮电梯上升，传感器上显示电梯上升过程中，加速度a随时间t变化的情况如图乙所示，重力加速度。 （1）若该同学的体重为，求上升阶段他对电梯的最大压力为多少； （2）根据图乙中数据，试估算电梯一共上升的距离为多少。 【答案】（1）;（2） 【详解】（1）由图乙可知时间内该同学处于超重状态，对电梯的压力最大，对其进行受力分析，由牛顿第二定律有 由图乙可知 伐入数据解得 根据牛顿第三定律可知上升阶段该同学对电梯的最大压力为。 （2）时间内电梯匀加速上升的距离为 且末的瞬时速度为 时间内电梯匀速上升的距离为 时间内电梯匀减速上升的距离为 则电梯一共上升的距离 15．竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯各种具体的运动情况（g取10m/s2）： （1）当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变； （2）当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变； （3）当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变． 【答案】（1）电梯处于静止或匀速直线运动状态；（2）电梯加速下降或减速上升；（3）电梯加速上升或减速下降 【详解】解：（1）选取物体为研究对象，物体受重力、弹簧秤的拉力，取向上为正方向，当T1=40N，且保持不变时，根据牛顿第二定律有 T1-mg=ma1 解得这时电梯的加速度 由此可见电梯处于静止或匀速直线运动状态。 （2）当T2=32N，且保持不变时，根据牛顿第二定律有 T2-mg=ma2 解得这时电梯的加速度      即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升。 （3）当T3=44N，且保持不变时，根据牛顿第二定律有 T3-mg=ma3 解得这时电梯的加速度 即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6节　失重和超重 分层作业 　A　基础巩固　 1．2025年11月2日，全运会跳水项目在广东奥体中心游泳馆拉开帷幕。关于运动员的跳水过程，下列说法正确的是（　　） A．运动员起跳时，跳板受到的压力是由跳板的形变产生的 B．运动员在空中上升阶段处于失重状态 C．运动员在最高点时处于平衡状态 D．运动员在空中旋转速度越大惯性越大 2．如图所示是一种巨型娱乐器械，可以让人体验超重和失重。座舱从高处自由落下，到某位置时启动制动系统，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。人在从自由落下到刚好停下的整个过程中（    ） A．一直超重 B．一直失重 C．先失重，后超重 D．先超重，后失重 3．如图，用手掌托着质量为1kg的书，由静止向上运动了一段距离后停下。已知该过程中书的加速度大小始终为2m/s2，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．书一直向上运动，故一直处于超重状态 B．前半段运动过程中，书受到的支持力为12N C．前半段运动过程中，书受到的重力变为12N D．后半段运动过程中，书受到的重力变小 4．如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．人对体重计的压力大小为 B．人对体重计的压力大小为 C．人处于超重状态 D．人的体重发生了变化 5．辘轳的发明和使用体现了我国劳动人民的智慧．如图所示，辘轳主要由支架，卷筒，手柄等部分组成，井绳的一端绕在卷筒上，另一端系在水桶上，人通过转动手柄将木桶提起，水桶在上升过程中经历了加速、匀速和减速三个阶段，简要回答问题：在上述三个阶段中，哪个阶段绳子最容易断？为什么？ 6．质量为60kg的人站在电梯上,当电梯以1m/s2的加速度匀减速上升时,求人对电梯地板的压力？当电梯以1m/s2的加速度匀减速下降时,人对电梯地板的压力变为多少？（g取10m/s2） 　B　能力提升　 7．小明同学站在某一桥边将小钢球竖直向上抛出后落入水中，若规定竖直向下为正方向，小球运动的v-t图像如图所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．1.2s末小球上升到最高点 B．内小球处于完全失重状态 C．内速度和加速度方向都不变 D．落入水中后，小球做加速度变大的减速运动 8．图甲中，一只小鸟站在树枝上与树枝一起上下振动，小鸟振动的图像如图乙所示，速度向下为正。下列说法正确的是（　　） A．0~t1内小鸟处于超重状态 B．t1时刻小鸟处在最高点 C．t2~t3内小鸟处于超重状态 D．t3时刻小鸟的速度最小 9．如图所示为惊险刺激的断轨过山车。若不考虑空气作用力，当过山车离开轨道运动到最高点时（    ） A．乘客处于超重状态，座椅对乘客有向下的支持力 B．乘客处于超重状态，安全带对乘客有向上的拉力 C．乘客处于失重状态，所受合外力为零 D．乘客处于失重状态，所受合外力等于重力 10．如图所示，该同学站在电梯内的台秤上，当电梯静止时台秤示数为60kg，在电梯从静止开始运动的一段时间内，台秤的示数变为48kg，重力加速度g取，则这段时间内（　　） A．该同学处于超重状态 B．该同学处于失重状态 C．该同学加速度方向向上 D．电梯运动的加速度大小为 11．如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上，现有一小球由某高处自由落下，落在轻质弹簧上，O为弹簧自由状态时最上端，A为小球合力为零的点，B为小球运动的最低点。运动过程弹簧在弹性限度内，小球视为质点，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A．小球落至A点时的加速度为零 B．小球落至O点时速度达到最大值 C．小球在段处于失重状态 D．小球从O到B的过程中加速度逐渐增大 12．在电梯里，把一重物置于水平台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯从静止开始一直上升，最后停止运动。传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系图像，如图所示，（），则（　　） A．从图中可以求出重物的质量为 B．0-4s电梯中的重物处于超重状态 C．18-22s电梯中的重物处于失重状态 D．0-4s电梯中的重物的加速度先增大后减小 13．在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时，传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图像如图所示，取，求； （1）该物体的质量是多少？ （2）计算电梯在超重和失重时的最大加速度？ 14．某同学用一手机传感器软件探究电梯上升过程中的超失重现象（如图甲所示），该软件可以实时测量手机运动时的加速度。现该同学携带该手机进入电梯，先运行手机加速度传感器软件采集数据，之后按下按钮电梯上升，传感器上显示电梯上升过程中，加速度a随时间t变化的情况如图乙所示，重力加速度。 （1）若该同学的体重为，求上升阶段他对电梯的最大压力为多少； （2）根据图乙中数据，试估算电梯一共上升的距离为多少。 15．竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯各种具体的运动情况（g取10m/s2）： （1）当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变； （2）当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变； （3）当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变． 学科网（北京）股份有限公司 $