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

4.6超重和失重（同步作业中等版） 一、单选题 1．关于超重与失重的说法中，下列说法中正确的是（　　） A．超重就是物体的重力增加了 B．失重就是物体的重力减少了 C．完全失重就是物体不受重力 D．完全失重的物体的加速度等于重力加速度 2．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．人乘坐电梯加速向下运动时处于失重状态 C．举重运动员举起杠铃不动时处于超重状态 D．司机在水平公路上刹车时处于超重状态 3．2015年12月17日，我国暗物质粒子探测卫星“悟空”在酒泉卫星发射基地成功发射升空，它将用“火眼金睛”帮助科学家寻找披着“隐身衣”的神秘暗物质．若在发射升空过程中，先做加速运动后做减速运动，该过程卫星(　　) A．一直处于失重状态 B．一直处于超重状态 C．先处于超重状态，后处于失重状态 D．先处于失重状态，后处于超重状态 4．在下列几种情况中，升降机绳索对同一悬挂物体拉力最小的是（   ） A．以很大的速度匀速上升 B．以很小的速度匀速下降 C．以较小的加速度减速下降 D．以较小的加速度加速下降 5．如图所示为足球比赛中某球员空中争顶头球瞬间，则（　　） A．球受到人的作用力是因为球的形变产生的 B．头对球的作用力与球对头的作用力大小相等 C．头对球的作用力与球的重力是一对平衡力 D．球员离地争顶头球上升阶段属于超重状态，下降阶段属于失重状态 6．小玲同学在乘坐电梯时感觉到电梯在加速上升过程中超重，在减速上升过程中失重，则她对她在这两个过程中受力情况的判断，以下说法中正确的是（） A．在超重状态下她受到的重力大于电梯地板的支持力 B．在超重状态下她受到的各个力的合力方向向下 C．在失重状态下她受到的重力大于电梯地板的支持力 D．在失重状态下她受到的各个力的合力为零 7．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，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，这一现象表明（  ） A．电梯的加速度方向一定是向上 B．乘客处于失重状态 C．电梯一定是在下降 D．电梯的加速度方向一定是向下 8．如图所示是某同学站在力传感器上做下蹲－起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线，由图线可知该同学（　　） A．体重约为800N B．做了两次下蹲－起立的动作 C．做了一次下蹲－起立的动作，且下蹲后约2s起立 D．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态 9．我国空降部队在抗震救灾过程中多次建立功勋，这与伞兵们平时严格的训练是分不开的。一伞兵从高空悬停的直升机上无初速度下落，5s后打开降落伞。规定竖直向下为正方向，其沿竖直方向运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．0～5s内伞兵处于完全失重状态 B．5～9s内，伞兵处于超重状态 C．伞兵下落50m时速度小于 D．5～9s内伞兵所受的合力越来越大 10．如图所示为一玩具飞机运动的图象，规定竖直向上为速度的正方向，下列说法正确的是（　　） A．0～5s内和15～20s内玩具飞机的运动方向相反 B．0～5s内和15～20s内玩具飞机的加速度相同 C．5～15s内玩具飞机在空中处于悬停状态 D．15～20s内玩具飞机处于失重状态 二、多选题 11．下面哪种运动的情况物体处于超重状态（　　） A．平抛出去的物体在落地前 B．竖直向上加速发射火箭中的物体 C．汽车通过凸形桥顶时 D．荡秋千的人摆过最低位置时 12．图甲为门式起重机，它可以将列车上静止的集装箱竖直向上提升到一定高度。若选竖直向上为正方向，测得集装箱竖直方向运动过程中的加速度a随位移x变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是（　　）    A．在时，集装箱的速度为2m/s B．在0~4m内，集装箱运动的时间为 C．在4~6m内，集装箱处于超重状态 D．集装箱上升的最大高度为6m 13．某商场安装了智能化电动扶梯，无人站在扶梯上时扶梯运转得很慢。现有顾客乘扶梯下楼，扶梯自动先加速、再匀速运转。下列说法正确的是（　　） A．扶梯匀速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小 B．扶梯加速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小 C．扶梯加速过程中，顾客处于失重状态 D．扶梯加速过程中，顾客共受到两个力作用 14．中国的长征系列火箭是世界上先进的运载工具之一，它是利用喷射燃烧的气体获得动力的。若不计空气阻力，下面关于火箭竖直发射加速升空时的叙述正确的是(　　) A．喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力与反作用力 B．喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对平衡力 C．火箭加速上升时，喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力 D．此时火箭搭载的嫦娥四号探测器处于超重状态 15．某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象，先保持手指和钩码静止，感受套在手指上的橡皮筋对手指的压力，然后设法使钩码上下振动同时手指保持静止，感受套在手指上的橡皮筋对手指压力的变化（整个过程中，橡皮筋对手指始终有压力作用）。不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　） A．钩码下降过程，处于失重状态 B．钩码上升过程，处于失重状态 C．钩码下降和上升过程，都能出现失重现象 D．钩码由最低点上升到最高点的过程，先出现超重现象，后出现失重现象 16．“神舟十三号”飞船采用“快速返回技术”。在距离地面处时，反推发动机点火，返回舱速度由减至软着陆，此阶段的运动可看作匀减速直线运动。则此阶段（　　） A．航天员处于超重状态 B．航天员处于失重状态 C．航天员的加速度大小为 D．返回舱运动的时间为 三、解答题 17．一个质量为m物体放在台式弹簧秤上，受到的支持力为FN，对台秤的压力为FN′： (1)画出物体的受力分析示意图； (2)试证明物体静止时对弹簧秤的压力大小等于物体所受的重力大小；（证明时，请在图上标出所涉及的力） (3)若把物体和台秤放在加速上升的电梯里，请说明台秤的示数是否等于重力，如果不等，比重力大还是小。 18．小明将重物静止悬挂在力传感器下如图（a）所示，从t时刻起，小明手持力传感器沿竖直方向运动，如图（b）为得到的力传感器示数F随时间t的变化图像，忽略空气阻力。请解答下列问题： (1)指出重物在时间内超重和失重的情况； (2)推断重物在时间内的运动方向，并分析其原因； (3)指出重物在时间内，何时速度最大？ 19．一质量为的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从时刻由静止开始上升，在0~6 s内体重计对人的支持力F的变化情况如图所示。试问：在这段时间内小孩超重、失重情况及电梯上升的高度是多少？（取重力加速度） 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C D B C A C B D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 BD BC ABC AD CD AC 1．D 【详解】A．超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力，物体的重力并没有增加，A错误； B．失重是物体对接触面的压力小于物体的真实重力，物体的重力并没有减小，B错误； CD．完全失重是说物体对接触面的压力为零的时候，由重力产生加速度，故物体的加速度等于重力加速度，此时物体的重力也不变，C错误，D正确。 故选D。 【点睛】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g。 2．B 【详解】A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时既不失重也不超重，选项A错误； B．人乘坐电梯加速向下运动时，加速度向下，则处于失重状态，选项B正确； C．举重运动员举起杠铃不动时既不失重也不超重，选项C错误； D．司机在水平公路上刹车时，加速度在水平方向，竖直方向的加速度为零，则司机既不失重也不超重，选项D错误。 故选B。 3．C 【详解】发射升空过程中，先做加速运动后做减速运动，向上加速过程加速度向上，为超重，向上减速过程加速度向下，为失重，则C正确．故选C. 4．D 【分析】首先要对货物进行受力分析，而后根据货物是处于什么样的状态，来判断出所受力的关系； 【详解】A、物体以很大匀速上升或以很小的速度匀速下降时，物体做匀速直线运动，受的拉力与重力也是一对平衡力，所以拉力等于重力，故AB不符合题意； C、以较小的加速度减速下降时，加速度方向向上，物体处于超重状态，故拉力大于重力，故C不符合题意； D、以较小的加速度加速下降时，加速度方向向下，物体处于失重状态，故拉力小于重力，此时绳的拉力最小，故D符合题意，故选项D正确，选项ABC错误． 【点睛】明确物体在保持静止状态或匀速直线运动状态时，受到的力一定是平衡力，同时掌握超重和失重现象． 5．B 【详解】A.球受到人的作用力是人的形变产生的，故A错误 ； B.头对球的作用力与球对头的作用力是作用力与反作用力，大小相等方向相反，故B正确； C.头对球的作用力与球的重力合力不是0，不是平衡力，故C错误； D.球员离地后不论上升与下降加速度均为向下的g，均是失重状态，故D错误． 6．C 【详解】A、当她处于超重时，其加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律：，即，即其重力小于地板对其的支持力，合力方向竖直向上，故选项AB错误； C、当她处于失重时，其加速度方向竖直向下，根据牛顿第二定律：，即，即她受到的重力大于电梯地板的支持力，合力方向竖直向下，故选项C正确，D错误． 点睛：本题考查对超重和失重的理解，要注意所谓超重或失重都是指物体的视重发生变化，而物体受到的重力保持不变． 7．A 【详解】AD．由题知乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，则说明 F弹 > mg 则加速度方向向上，A正确、D错误； B．因为弹簧的弹力大于铁球的重力，铁球处于超重状态，电梯、乘客也都处于超重状态，B错误； C．由选项AD可知，小球的加速度方向一定向上，而速度方向可能向上、也可能向下，则电梯可能加速上升，也可能减速下降，C错误； 故选A。 8．C 【详解】A．根据静止时人的重力大小等于力传感器的压力，则有 所以A错误； BCD．一次下蹲过程速度从0变为到最大，再变为0，所以一次下蹲经过了一次加速向下与一次减速向下的运动，所以下蹲过程中先是失重后是超重，而起立过程先是超重后是失重，如图所示可知有二次失重，二次超重，并且下蹲后约2s起立，所以BD错误；C正确； 故选C。 9．B 【详解】A．0～5s内伞兵向下的加速度为 则伞兵并非处于完全失重状态，选项A错误； B．5～9s内，伞兵向下减速运动，加速度向上，则处于超重状态，选项B正确； C．伞兵在开始的100m内做匀加速下降，则下落50m时速度 选项C错误； D．图像的斜率等于加速度，可知5～9s内伞兵的加速度逐渐减小，则所受的合力越来越小，选项D错误。 故选B。 10．D 【详解】A．由图象可知0～20s内玩具飞机一直竖直向上运动，故A错误； B．0～5s内玩具飞机的加速度方向竖直向上，15～20s内玩具飞机的加速度方向竖直向下，故B错误； C．5～15s内玩具飞机匀速上升，故C错误； D．15～20s内玩具飞机的加速度方向竖直向下，处于失重状态，故D正确。 故选D。 11．BD 【详解】A．平抛出去的物体在落地前，只受重力，处于完全失重状态，A错误； B．竖直向上加速发射火箭中的物体，支持力大于重力，处于超重状态，B正确； C．汽车通过凸形桥顶时，向心加速度向下，处于失重状态，C错误； D．荡秋千的人摆过最低位置时，向心加速度向上，支持力大于重力，处于超重状态，D正确。 12．BC 【详解】A．由题意，集装箱离开列车时的速度为0，之后在0~4m内竖直向上做匀加速直线运动，由 得时，集装箱的速度 A错误； B．由得 B正确； C．在4~6m内，集装箱向上做加速度逐渐减小的加速运动，加速度向上，集装箱处于超重状态，C正确； D．当时，加速度减小为0，向上的速度达到最大，故还会继续向上运动，D错误。 故选BC。 13．ABC 【详解】AB．无论电梯匀速还是加速，顾客受到的支持力和扶梯受到的压力总是一对作用力与反作用力，因此它们的大小总是相等的，故AB正确； C．在加速的过程中，物体加速度与速度同方向，合力斜向左下方，因而根据牛顿第二定律可知，顾客受到的支持力小于其重力，顾客处于失重状态，故C正确； D．在加速的过程中，物体受到的合力斜向左下方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向左，同时顾客还受重力，支持力的作用，故D错误。 故选ABC。 14．AD 【详解】AB.火箭尾部喷出气体，火箭对气体产生推力，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力，选项A正确，B错误； C.火箭加速上升，是因为喷出气体对火箭的推力大于火箭自身重力的原因，选项C错误； D.火箭加速升空，加速度竖直向上，合力竖直向上，则该探测器处于超重状态，选项D正确。 故选AD。 15．CD 【详解】ABC．钩码运动过程，在最低点和最高点之间有一个受力平衡点，在最低点与受力平衡点之间，橡皮筋的弹力大于重力，合力向上，加速度也向上，钩码处于超重状态；在最高点与受力平衡点之间，橡皮筋的弹力小于重力，合力向下，加速度也向下，钩码处于失重状态，与钩码运动的方向无关，因此钩码下降和上升过程都能出现失重或超重现象，AB错误C正确； D．钩码由最低点上升到最高点过程，合力先向上，然后为零，再向下，所以先出现超重现象，后出现失重现象，D正确。 故选CD。 16．AC 【详解】由题知，此阶段向下做匀减速运动，故加速度向上，则航天员处于超重状态，故A正确，B错误；根据速度位移公式有，故C正确；根据速度时间公式有，故D错误。 17．(1)见解析；(2)证明过程见解析；(3)不等，大于 【详解】(1)物体受重力和支持力     (2)证明：因为物体处于平衡状态 根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力 所以 (3)加速上升的电梯处于超重状态，此时物体对台秤的压力不等于物体所受重力，因此台秤的示数不等于重力。由于超重状态时物体对支持物的压力大于物体所受重力，即显示重量大于实际重量，所以台秤的示数比重力大。 【点睛】平衡状态下合外力为0、通过牛顿第三定律进行相互作用力的转换、加速上升的电梯处于超重状态。 18．(1)在时间F<G，失重；在时间内F>G，超重 (2)重物加速向下运动 (3)时刻 【详解】（1）重物在时间F<G，失重；在时间内F>G，超重； （2）重物在时间内失重，则加速度向下，因小明提着重物由静止开始运动，则重物在时间内加速向下运动； （3）在时间内加速向下运动，而在时间内减速向下运动，可知重物在时刻速度最大。 19．在0~2 s内，小孩处于超重状态 在2~5 s内，小孩处于平衡状态 在5~6 s内，小孩处于失重状态 电梯上升的高度为 【详解】由图可知，在t=0到t1=2s的时间内，电梯向上加速运动，小孩处于超重状态，设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得 在这段时间内电梯上升的高度 在t2-t1=3s的时间内，电梯匀速上升，小孩处于平衡状态，速度为t1时刻的电梯的速度，即 在这段时间内电梯上升的高度 在t3-t2=1s时间内，电梯做减速上升运动，小孩处于失重状态，设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得 电梯上升的总高度 由以上各式，解得 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 $