2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册4.6 超重和失重 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册4.6 超重和失重 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-18 16:34:48 | ||
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文档简介
4.6 超重和失重
一、单选题
1．某同学站在电梯底板上，如图所示的一图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（ ）
A．在0~8s内，电梯向上运动，该同学始终处于超重状态
B．在0~2s内，电梯在加速上升，该同学处于超重状态
C．在6s~8s内，该同学对电梯底板的压力大于他所受的重力
D．在12s~14s内，电梯在减速下降，该同学处于失重状态
2．在某商场的自动扶梯上，没人上扶梯时，扶梯以很慢的速度运行，人站上扶梯时，它会先加速再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（ ）
A．顾客在匀速运动的过程中处于超重状态
B．顾客始终处于超重状态
C．顾客在加速运动的过程中受摩擦力作用
D．顾客始终受摩擦力作用
3．质量为的物体放置在升降机内的台秤上，现在升降机以加速度在竖直方向上做匀变速直线运动，若物体处于超重状态，则（ ）
A．升降机加速度方向竖直向上 B．台秤示数减小
C．升降机一定向上运动 D．升降机一定做加速运动
4．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，如图所示，当此车减速上坡时（仅考虑乘客与水平面之间的作用），则乘客（ ）
A．受到向后（水平向左）的摩擦力作用
B．处于超重状态
C．不受摩擦力的作用
D．所受合力竖直向上
5．一个质量为1kg的物体用一轻质弹簧测力计竖直悬挂在升降机内，下列说法正确的是 （ ）
A．只有当弹簧测力计的示数为零时，物体才处于失重状态
B．弹簧测力计的示数为5N时，物体的重力大小也为5N
C．升降机向上加速运动时，弹簧测力计的示数大于10N
D．升降机向下减速运动时，弹簧测力计的示数小于10N
6．近日，14岁的奥运冠军全红婵，在刚刚结束的14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠如图所示，在女子跳台的决赛中，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为，重力加速度大小为，则（ ）
A．全红婵在空中运动的时间为
B．入水后全红婵受到水的阻力为
C．入水后全红婵处于失重状态
D．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态
7．2014年12月7日，中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空。04星成功发射，恰逢中国长征系列运载火箭第200次发射，展示了两国科技合作最新成果和水平。相比中巴地球资源卫星01星、02星，04星提高了空间分辨率，增加了传感器和谱段数，获取的5米全色、10米多光谱等影像图可广泛应用于中国和巴西农作物估产、环境保护与监测、国土资源勘查和灾害监测等多个领域，满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求。火箭加速上升的过程中，假设火箭中有一个质量为2kg的物体静止地放在台式弹簧测力计上，此时弹簧测力计的示数可能是（ ）
A．20N B．10N C．40N D．0N
8．如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员（ ）
A．在第一过程中始终处于失重状态
B．在第二过程中始终处于超重状态
C．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态
D．在第二过程中先处于失重状态，后处于超重状态
9．2021年4月28日，在西安举行的全运会田径项目测试赛女子撑杆跳高决赛中，浙江队选手徐惠琴以4米50的成绩获得冠军。若不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．徐惠琴上升过程先处于超重状态，后处于失重状态
B．徐惠琴上升到最高点时其加速度为零，她既不失重也不超重
C．徐惠琴从最高点下落到软垫前，这阶段一直处于超重状态
D．徐惠琴落到软垫后一直做减速运动，一直处于超重状态
10．跳水是一项优美的水上运动。在2021年东京奥运会上，14岁的全红婵勇夺女子十米台跳水冠军，十米台跳水是指运动员从离水面十米高的跳台上起跳，在空中完成屈体、抱膝、转体等动作后入水的运动，其过程如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．当裁判员研究运动员在空中的动作时可以将运动员看成质点
B．运动员在空中上升过程中处于超重状态
C．运动员在空中下降过程中处于失重状态
D．运动员从起跳后到入水前的过程中位移的大小等于路程
二、多选题
11．某人乘电梯从24楼到1楼的图象如图，下列说法错误的是（ ）
A．内物体做匀加速直线运动，加速度为
B．内物体做匀速直线运动，速度保持不变，处于完全失重状态
C．内，物体做匀减速直线运动，速度由减至0，处于失重状态
D．内，此人经过的位移为
12．为了方便居民的生活，很多老旧小区加装了电梯，如图甲所示为某小区加装的外置电梯。质量为的某同学站在电梯内，用仪器记录了电梯在运行过程中速度随时间变化的关系的图像如图乙所示。若规定竖直向上为正方向，重力加速度取，下列说法中正确的是（ ）
A．内该同学处于失重状态
B．内该同学处于失重状态
C．末，该同学对电梯的压力大小为
D．末，该同学对电梯的压力大小为
13．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度一位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的有（ ）
A．弹性绳原长小于15m
B．当运动员下降10m时，处于超重状态
C．当运动员下降15m时，绳的弹力最大
D．当运动员下降20m时，其加速度方向竖直向上
14．关于这四幅插图下列说法错误的是（ ）
A．甲图中学生从起立到站直的过程中，体重计的示数先减小后增大
B．乙图中赛车的质量较小，却安装着牵引力很大的发动机，目的是获得很大的加速度
C．丙图中海豚的身体呈流线型，可以减小海豚运动中的阻力
D．丁图中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面做匀速直线运动
15．2021年8月8日东京奥运会落下帷幕，我国运动健儿奋力拼搏，最终以38枚金牌位列金牌榜第二位。下列关于各种项目中运动员在运动过程中（不计空气阻力）的状态描述说法正确的是（ ）
A．跳高运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
B．蹦床运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性越来越大
C．举重运动员在举杠铃过头停在最高点时，杠铃处于平衡状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
16．某海洋馆中的“海豚顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。如图所示，一海豚把球顶向空中，并等其落下。下列说法正确的是（ ）
A．球在最高点时受到重力和海豚对它的顶力作用
B．球在最高点时速度为零，但加速度不为零
C．球在上升过程中处于超重状态
D．球在下落过程中处于失重状态
17．2021年第14届全运会资格赛落幕，董栋和刘灵玲分获男、女个人蹦床冠军。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度—时间图像如图所示，其中段为曲线，直线与曲线相切于点，部分关于对称。不计空气阻力，则（ ）
A．运动员在时间内竖直向上做加速运动，处于超重状态
B．在时弹簧处于原长状态，运动员处于失重状态
C．运动员在时到达最高处，处于失重状态
D．运动员在时与时加速度大小相等，都处于失重状态
三、解答题
18．如图所示，质量M=60kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计（图中简画为弹簧），测力计下挂着一个质量m=1.0kg的物体A．在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为6.0N．取g=10m/s2。
（1）求此时升降机加速度的大小和方向；
（2）求此时人对地板的压力大小；
（3）请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动，升降机处于超重状态还是失重状态。
19．如图所示，静止在水平地面上的框架B的质量为M，圆环A的质量为m，在下述情况下求框架B对地面的压力。
（1）圆环A以速度匀速下滑时；
（2）圆环A以加速度加速下滑时；
（3）圆环A自由下滑时。
20．如图所示，质量为50 kg的人，站在升降机内的台秤上，视重为600 N，重力加速度g取，求升降机的加速度a。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．B
【详解】
ABC．0~8s，速度始终为正值，因此电梯向上运动，但0~2s加速向上为超重状态，2s~6s为平衡状态，6s~8s减速向上为失重状态，该同学对电梯底板的压力小于所受重力，故A、C错误，B正确。
D．12s~14s，电梯减速下降，加速度向上，该同学处于超重状态，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
CD．加速过程中，在竖直方向上有个向上的分加速度，所以处于超重状态，在水平方向上有个水平向右的分加速度，所以受摩擦力作用，在匀速过程中，在竖直方向上没有加速度，不是超重状态，在水平方向上没有加速度，不受摩擦力作用，故C正确，D错误；
AB．顾客在加速阶段有向上的分加速度而处于超重状态，顾客在匀速阶段处于平衡状态，故AB错误；
故选C。
3．A
【详解】
ACD．由于物体处于超重状态，人对台秤的压力大于人的重力，台秤对人的支持力也大于重力，根据牛顿第二定律
可知人有向上的加速度，那么升降机也就有向上的加速度，此时可以是向上加速运动，也可以是向下减速运动，故A正确，CD错误；
B．根据牛顿第二定律
可知
所以台秤示数增加ma，故B错误。
故选A。
4．A
【详解】
AC．当减速上坡时，乘客加速度沿斜面向下，乘客有水平向左的分加速度，而静摩擦力必沿水平方向，所以受到向后（水平向左）的摩擦力作用，故A正确，C错误；
B．当减速上坡时，整体的加速度沿斜面向下，乘客具有向下的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，故B错误；
D．由于乘客加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下，故D错误．
故选A。
5．C
【详解】
A．只要当弹簧测力计的示数小于物体的重力时，物体就处于失重状态，所以A错误；
B．物体的重力大小只与当地的重力加速度及物体的质量有关，所以B错误；
C．根据牛顿第二定律
可知，当升降机向上加速运动时，弹簧测力计的示数大于10N，所以C正确；
D．升降机向下减速运动时，其加速度向上，合外力向上，所以弹簧测力计的示数大于10N，则D错误；
故选C。
6．B
【详解】
A．向上为正方向，则根据
即
解得
t=2s
即全红婵在空中运动的时间为2s，选项A错误；
B．入水时的速度
在水中的加速度
根据牛顿第二定律可知
选项B正确；
C．入水后全红婵的加速度向上，处于超重状态，选项C错误；
D．跳离跳台后上升阶段，加速度向下，则全红婵处于失重状态，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】
火箭加速上升的过程中，物体有向上的加速度，则处于超重状态，即弹簧测力计的读数
F>mg=20N
则弹簧测力计的示数可能是40N。
故选C。
8．C
【详解】
AC．运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态，随着床面形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，运动员处于超重状态，A错误，C正确；
BD．运动员在上升过程，先向上加速，后向上减速，即先处于超重状态后处于失重状态，CD错误。
故选C。
9．A
【详解】
A．在撑杆上升的开始阶段加速度的方向向上，她处于超重状态，在上升的最后阶段加速度的方向向下，她处于失重状态，故A正确；
B．她上升到最高点时，其加速度方向向下，她处于失重状态，故B错误；
C．在空中下降过程她只受到重力的作用，加速度的方向向下，她处于失重状态，故C错误；
D．她落到软垫后，开始时软垫的作用力小于重力，她仍然要做一段加速运动后才会减速，故D错误。
故选A。
10．C
【详解】
A．研究运动员的跳水动作时，运动员自身的姿态和形状直接影响观察结果，所以不可以把运动员看成质点，故A错误；
BC．起跳以后在空中的上升过程以及下降过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故B错误，C正确；
D．运动员从起跳后到入水前的过程中位移是起点与终点的直线距离，因此路程大于位移，D错误。
故选C。
11．BC
【详解】
A．0~4s内物体做匀加速直线运动，加速度为
故A正确；
B．4s~16s内物体做匀速直线运动，速度保持4m/s不变，处于平衡状态，故B错误；
C．16s~24s内，物体做匀减速直线运动，速度由4m/s减至0加速度为负值，即竖直向上，物体处于超重状态，故C错误；
D．0~24s内，此人经过的位移为
故D正确。
本题选错误项，故选BC。
12．BC
【详解】
A．内，图线斜率为正，加速度向上，该同学处于超重状态。故A错误；
B．内，图线斜率为负，加速度向下，该同学处于失重状态。故B正确；
C．末，由图象得加速度的大小为
由牛顿的定律得
解得
故C正确；
D．末，该同学处于失重，对电梯的压力大小小于自身重力（500N）。故D错误。
故选BC。
13．AD
【详解】
A．由图像知，运动员下降15m时速度最大，此时加速度为零，合外力为零，弹力等于重力，弹性绳处于伸长状态，原长小于15m，A正确；
B．当运动员下降10m时，速度向下并且逐渐增大，加速度竖直向下，处于失重状态，B错误；
C．当运动员下降15m时，速度最大，运动员继续向下运动，弹性绳继续伸长，弹力继续增大，C错误；
D．当运动员下降20m时，运动员向下减速运动，其加速度方向竖直向上，D正确。
故选AD。
14．AD
【详解】
A．甲图中学生从起立到站直的过程中，先向上加速后减速，先超重后失重，则体重计的示数先增大后减少，故A错误；
B．根据牛顿第二定律可知，乙图中赛车的质量较小，却安装着牵引力很大的发动机，目的是获得很大的加速度，故B正确；
C．丙图中海豚的身体呈流线型，是为了减小在水中运动的阻力，故C正确；
D．丁图中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面上受摩擦阻力作用而做匀减速直线运动，故D错误。
由于本题选择错误的，故选AD。
15．AC
【详解】
A．跳高运动员在空中上升和下落过程中加速度都向下，都处于失重状态，A正确；
B．质量是惯性的唯一量度，在蹦床比赛中，运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性不变，B错误；
C．举重运动员在举杠铃过头停在最高点时，杠铃处于静止状态，即平衡状态，C正确；
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时加速度为零，不是处于失重状态，而是处于静止状态，D错误。
故选AC。
16．BD
【详解】
A．竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，球在最高处只受到重力，故A错误；
B．球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为g，故B正确；
CD．竖直上抛运动上升和下落过程都是只受到重力的作用，加速度大小为g，方向竖直向下，处于失重状态，故C错误，D正确。
故选BD。
17．AC
【详解】
A．时间内运动员竖直向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态，选项A正确；
B．由题图知时运动员的速度达到最大，此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡，弹簧并非处于原长状态，运动员不是处于失重状态，选项B错误；
C．运动员在时到达最高处，加速度向下，处于失重状态，选项C正确；
D．由对称性可知，曲线在时与时的斜率绝对值相等，运动员加速度大小相等，即，运动员在时处于超重状态，在时处于失重状态，选项D错误。
故选AC。
18．（1）4.0m/s2 方向竖直向下（2）360N（3）失重状态
【详解】
（1）以物体A为研究对象，它受到竖直向下的重力mg、竖直向上的拉力F作用，根据牛顿第二定律得：
mg-F=ma
代入数据解得升降机的加速度大小
a=4.0m/s2
方向竖直向下。
（2）以人为研究对象，它受到竖直向下的重力Mg、竖直向上的支持力N作用，根据牛顿第二定律有：
Mg-N=Ma
代入数据解得：
N=360N
根据牛顿第三定律，此时人对地板的压力大小为360N。
（3）升降机可能在向上运动，也可能在向下运动。升降机处于失重状态。
19．（1） （2） （3）Mg
【详解】
(1)由于A环匀速下滑，由平衡条件可知，A环的摩擦力等于A环的重力，由牛顿第三定律可知，B受到A的摩擦力大小为A环的重力，方向向下，所以框架B对地面的压力为
(2)以A环为研究对象，由牛顿第二定律有
得
以框架B为研究对象，由平衡条件得
由牛顿第三定律可知 ，框架B对地面的压力为
(3)圆环A自由下滑时，AB之间无摩擦力作用，所以框架B受重力与地面的支持力，由牛顿第三定律可知，框架B对地面的压力为框架B的重力大小即为Mg。
20．，方向竖直向上
【详解】
对人受力分析，受重力和支持力，支持力大于重力，故合力向上，加速度向上，故升降机的加速度也向上；由牛顿第二定律可知
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．某同学站在电梯底板上，如图所示的一图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（ ）
A．在0~8s内，电梯向上运动，该同学始终处于超重状态
B．在0~2s内，电梯在加速上升，该同学处于超重状态
C．在6s~8s内，该同学对电梯底板的压力大于他所受的重力
D．在12s~14s内，电梯在减速下降，该同学处于失重状态
2．在某商场的自动扶梯上，没人上扶梯时，扶梯以很慢的速度运行，人站上扶梯时，它会先加速再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（ ）
A．顾客在匀速运动的过程中处于超重状态
B．顾客始终处于超重状态
C．顾客在加速运动的过程中受摩擦力作用
D．顾客始终受摩擦力作用
3．质量为的物体放置在升降机内的台秤上，现在升降机以加速度在竖直方向上做匀变速直线运动，若物体处于超重状态，则（ ）
A．升降机加速度方向竖直向上 B．台秤示数减小
C．升降机一定向上运动 D．升降机一定做加速运动
4．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，如图所示，当此车减速上坡时（仅考虑乘客与水平面之间的作用），则乘客（ ）
A．受到向后（水平向左）的摩擦力作用
B．处于超重状态
C．不受摩擦力的作用
D．所受合力竖直向上
5．一个质量为1kg的物体用一轻质弹簧测力计竖直悬挂在升降机内，下列说法正确的是 （ ）
A．只有当弹簧测力计的示数为零时，物体才处于失重状态
B．弹簧测力计的示数为5N时，物体的重力大小也为5N
C．升降机向上加速运动时，弹簧测力计的示数大于10N
D．升降机向下减速运动时，弹簧测力计的示数小于10N
6．近日，14岁的奥运冠军全红婵，在刚刚结束的14届全运会上再次上演“水花消失术”夺冠如图所示，在女子跳台的决赛中，全红婵竖直向上跳离跳台的速度为，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为，重力加速度大小为，则（ ）
A．全红婵在空中运动的时间为
B．入水后全红婵受到水的阻力为
C．入水后全红婵处于失重状态
D．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态
7．2014年12月7日，中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空。04星成功发射，恰逢中国长征系列运载火箭第200次发射，展示了两国科技合作最新成果和水平。相比中巴地球资源卫星01星、02星，04星提高了空间分辨率，增加了传感器和谱段数，获取的5米全色、10米多光谱等影像图可广泛应用于中国和巴西农作物估产、环境保护与监测、国土资源勘查和灾害监测等多个领域，满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求。火箭加速上升的过程中，假设火箭中有一个质量为2kg的物体静止地放在台式弹簧测力计上，此时弹簧测力计的示数可能是（ ）
A．20N B．10N C．40N D．0N
8．如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员（ ）
A．在第一过程中始终处于失重状态
B．在第二过程中始终处于超重状态
C．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态
D．在第二过程中先处于失重状态，后处于超重状态
9．2021年4月28日，在西安举行的全运会田径项目测试赛女子撑杆跳高决赛中，浙江队选手徐惠琴以4米50的成绩获得冠军。若不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A．徐惠琴上升过程先处于超重状态，后处于失重状态
B．徐惠琴上升到最高点时其加速度为零，她既不失重也不超重
C．徐惠琴从最高点下落到软垫前，这阶段一直处于超重状态
D．徐惠琴落到软垫后一直做减速运动，一直处于超重状态
10．跳水是一项优美的水上运动。在2021年东京奥运会上，14岁的全红婵勇夺女子十米台跳水冠军，十米台跳水是指运动员从离水面十米高的跳台上起跳，在空中完成屈体、抱膝、转体等动作后入水的运动，其过程如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．当裁判员研究运动员在空中的动作时可以将运动员看成质点
B．运动员在空中上升过程中处于超重状态
C．运动员在空中下降过程中处于失重状态
D．运动员从起跳后到入水前的过程中位移的大小等于路程
二、多选题
11．某人乘电梯从24楼到1楼的图象如图，下列说法错误的是（ ）
A．内物体做匀加速直线运动，加速度为
B．内物体做匀速直线运动，速度保持不变，处于完全失重状态
C．内，物体做匀减速直线运动，速度由减至0，处于失重状态
D．内，此人经过的位移为
12．为了方便居民的生活，很多老旧小区加装了电梯，如图甲所示为某小区加装的外置电梯。质量为的某同学站在电梯内，用仪器记录了电梯在运行过程中速度随时间变化的关系的图像如图乙所示。若规定竖直向上为正方向，重力加速度取，下列说法中正确的是（ ）
A．内该同学处于失重状态
B．内该同学处于失重状态
C．末，该同学对电梯的压力大小为
D．末，该同学对电梯的压力大小为
13．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度一位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的有（ ）
A．弹性绳原长小于15m
B．当运动员下降10m时，处于超重状态
C．当运动员下降15m时，绳的弹力最大
D．当运动员下降20m时，其加速度方向竖直向上
14．关于这四幅插图下列说法错误的是（ ）
A．甲图中学生从起立到站直的过程中，体重计的示数先减小后增大
B．乙图中赛车的质量较小，却安装着牵引力很大的发动机，目的是获得很大的加速度
C．丙图中海豚的身体呈流线型，可以减小海豚运动中的阻力
D．丁图中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面做匀速直线运动
15．2021年8月8日东京奥运会落下帷幕，我国运动健儿奋力拼搏，最终以38枚金牌位列金牌榜第二位。下列关于各种项目中运动员在运动过程中（不计空气阻力）的状态描述说法正确的是（ ）
A．跳高运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
B．蹦床运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性越来越大
C．举重运动员在举杠铃过头停在最高点时，杠铃处于平衡状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
16．某海洋馆中的“海豚顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。如图所示，一海豚把球顶向空中，并等其落下。下列说法正确的是（ ）
A．球在最高点时受到重力和海豚对它的顶力作用
B．球在最高点时速度为零，但加速度不为零
C．球在上升过程中处于超重状态
D．球在下落过程中处于失重状态
17．2021年第14届全运会资格赛落幕，董栋和刘灵玲分获男、女个人蹦床冠军。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度—时间图像如图所示，其中段为曲线，直线与曲线相切于点，部分关于对称。不计空气阻力，则（ ）
A．运动员在时间内竖直向上做加速运动，处于超重状态
B．在时弹簧处于原长状态，运动员处于失重状态
C．运动员在时到达最高处，处于失重状态
D．运动员在时与时加速度大小相等，都处于失重状态
三、解答题
18．如图所示，质量M=60kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计（图中简画为弹簧），测力计下挂着一个质量m=1.0kg的物体A．在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为6.0N．取g=10m/s2。
（1）求此时升降机加速度的大小和方向；
（2）求此时人对地板的压力大小；
（3）请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动，升降机处于超重状态还是失重状态。
19．如图所示，静止在水平地面上的框架B的质量为M，圆环A的质量为m，在下述情况下求框架B对地面的压力。
（1）圆环A以速度匀速下滑时；
（2）圆环A以加速度加速下滑时；
（3）圆环A自由下滑时。
20．如图所示，质量为50 kg的人，站在升降机内的台秤上，视重为600 N，重力加速度g取，求升降机的加速度a。
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参考答案
1．B
【详解】
ABC．0~8s，速度始终为正值，因此电梯向上运动，但0~2s加速向上为超重状态，2s~6s为平衡状态，6s~8s减速向上为失重状态，该同学对电梯底板的压力小于所受重力，故A、C错误，B正确。
D．12s~14s，电梯减速下降，加速度向上，该同学处于超重状态，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
CD．加速过程中，在竖直方向上有个向上的分加速度，所以处于超重状态，在水平方向上有个水平向右的分加速度，所以受摩擦力作用，在匀速过程中，在竖直方向上没有加速度，不是超重状态，在水平方向上没有加速度，不受摩擦力作用，故C正确，D错误；
AB．顾客在加速阶段有向上的分加速度而处于超重状态，顾客在匀速阶段处于平衡状态，故AB错误；
故选C。
3．A
【详解】
ACD．由于物体处于超重状态，人对台秤的压力大于人的重力，台秤对人的支持力也大于重力，根据牛顿第二定律
可知人有向上的加速度，那么升降机也就有向上的加速度，此时可以是向上加速运动，也可以是向下减速运动，故A正确，CD错误；
B．根据牛顿第二定律
可知
所以台秤示数增加ma，故B错误。
故选A。
4．A
【详解】
AC．当减速上坡时，乘客加速度沿斜面向下，乘客有水平向左的分加速度，而静摩擦力必沿水平方向，所以受到向后（水平向左）的摩擦力作用，故A正确，C错误；
B．当减速上坡时，整体的加速度沿斜面向下，乘客具有向下的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，故B错误；
D．由于乘客加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下，故D错误．
故选A。
5．C
【详解】
A．只要当弹簧测力计的示数小于物体的重力时，物体就处于失重状态，所以A错误；
B．物体的重力大小只与当地的重力加速度及物体的质量有关，所以B错误；
C．根据牛顿第二定律
可知，当升降机向上加速运动时，弹簧测力计的示数大于10N，所以C正确；
D．升降机向下减速运动时，其加速度向上，合外力向上，所以弹簧测力计的示数大于10N，则D错误；
故选C。
6．B
【详解】
A．向上为正方向，则根据
即
解得
t=2s
即全红婵在空中运动的时间为2s，选项A错误；
B．入水时的速度
在水中的加速度
根据牛顿第二定律可知
选项B正确；
C．入水后全红婵的加速度向上，处于超重状态，选项C错误；
D．跳离跳台后上升阶段，加速度向下，则全红婵处于失重状态，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】
火箭加速上升的过程中，物体有向上的加速度，则处于超重状态，即弹簧测力计的读数
F>mg=20N
则弹簧测力计的示数可能是40N。
故选C。
8．C
【详解】
AC．运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态，随着床面形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，运动员处于超重状态，A错误，C正确；
BD．运动员在上升过程，先向上加速，后向上减速，即先处于超重状态后处于失重状态，CD错误。
故选C。
9．A
【详解】
A．在撑杆上升的开始阶段加速度的方向向上，她处于超重状态，在上升的最后阶段加速度的方向向下，她处于失重状态，故A正确；
B．她上升到最高点时，其加速度方向向下，她处于失重状态，故B错误；
C．在空中下降过程她只受到重力的作用，加速度的方向向下，她处于失重状态，故C错误；
D．她落到软垫后，开始时软垫的作用力小于重力，她仍然要做一段加速运动后才会减速，故D错误。
故选A。
10．C
【详解】
A．研究运动员的跳水动作时，运动员自身的姿态和形状直接影响观察结果，所以不可以把运动员看成质点，故A错误；
BC．起跳以后在空中的上升过程以及下降过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故B错误，C正确；
D．运动员从起跳后到入水前的过程中位移是起点与终点的直线距离，因此路程大于位移，D错误。
故选C。
11．BC
【详解】
A．0~4s内物体做匀加速直线运动，加速度为
故A正确；
B．4s~16s内物体做匀速直线运动，速度保持4m/s不变，处于平衡状态，故B错误；
C．16s~24s内，物体做匀减速直线运动，速度由4m/s减至0加速度为负值，即竖直向上，物体处于超重状态，故C错误；
D．0~24s内，此人经过的位移为
故D正确。
本题选错误项，故选BC。
12．BC
【详解】
A．内，图线斜率为正，加速度向上，该同学处于超重状态。故A错误；
B．内，图线斜率为负，加速度向下，该同学处于失重状态。故B正确；
C．末，由图象得加速度的大小为
由牛顿的定律得
解得
故C正确；
D．末，该同学处于失重，对电梯的压力大小小于自身重力（500N）。故D错误。
故选BC。
13．AD
【详解】
A．由图像知，运动员下降15m时速度最大，此时加速度为零，合外力为零，弹力等于重力，弹性绳处于伸长状态，原长小于15m，A正确；
B．当运动员下降10m时，速度向下并且逐渐增大，加速度竖直向下，处于失重状态，B错误；
C．当运动员下降15m时，速度最大，运动员继续向下运动，弹性绳继续伸长，弹力继续增大，C错误；
D．当运动员下降20m时，运动员向下减速运动，其加速度方向竖直向上，D正确。
故选AD。
14．AD
【详解】
A．甲图中学生从起立到站直的过程中，先向上加速后减速，先超重后失重，则体重计的示数先增大后减少，故A错误；
B．根据牛顿第二定律可知，乙图中赛车的质量较小，却安装着牵引力很大的发动机，目的是获得很大的加速度，故B正确；
C．丙图中海豚的身体呈流线型，是为了减小在水中运动的阻力，故C正确；
D．丁图中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面上受摩擦阻力作用而做匀减速直线运动，故D错误。
由于本题选择错误的，故选AD。
15．AC
【详解】
A．跳高运动员在空中上升和下落过程中加速度都向下，都处于失重状态，A正确；
B．质量是惯性的唯一量度，在蹦床比赛中，运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性不变，B错误；
C．举重运动员在举杠铃过头停在最高点时，杠铃处于静止状态，即平衡状态，C正确；
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时加速度为零，不是处于失重状态，而是处于静止状态，D错误。
故选AC。
16．BD
【详解】
A．竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，球在最高处只受到重力，故A错误；
B．球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为g，故B正确；
CD．竖直上抛运动上升和下落过程都是只受到重力的作用，加速度大小为g，方向竖直向下，处于失重状态，故C错误，D正确。
故选BD。
17．AC
【详解】
A．时间内运动员竖直向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态，选项A正确；
B．由题图知时运动员的速度达到最大，此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡，弹簧并非处于原长状态，运动员不是处于失重状态，选项B错误；
C．运动员在时到达最高处，加速度向下，处于失重状态，选项C正确；
D．由对称性可知，曲线在时与时的斜率绝对值相等，运动员加速度大小相等，即，运动员在时处于超重状态，在时处于失重状态，选项D错误。
故选AC。
18．（1）4.0m/s2 方向竖直向下（2）360N（3）失重状态
【详解】
（1）以物体A为研究对象，它受到竖直向下的重力mg、竖直向上的拉力F作用，根据牛顿第二定律得：
mg-F=ma
代入数据解得升降机的加速度大小
a=4.0m/s2
方向竖直向下。
（2）以人为研究对象，它受到竖直向下的重力Mg、竖直向上的支持力N作用，根据牛顿第二定律有：
Mg-N=Ma
代入数据解得：
N=360N
根据牛顿第三定律，此时人对地板的压力大小为360N。
（3）升降机可能在向上运动，也可能在向下运动。升降机处于失重状态。
19．（1） （2） （3）Mg
【详解】
(1)由于A环匀速下滑，由平衡条件可知，A环的摩擦力等于A环的重力，由牛顿第三定律可知，B受到A的摩擦力大小为A环的重力，方向向下，所以框架B对地面的压力为
(2)以A环为研究对象，由牛顿第二定律有
得
以框架B为研究对象，由平衡条件得
由牛顿第三定律可知 ，框架B对地面的压力为
(3)圆环A自由下滑时，AB之间无摩擦力作用，所以框架B受重力与地面的支持力，由牛顿第三定律可知，框架B对地面的压力为框架B的重力大小即为Mg。
20．，方向竖直向上
【详解】
对人受力分析，受重力和支持力，支持力大于重力，故合力向上，加速度向上，故升降机的加速度也向上；由牛顿第二定律可知
解得
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