4.6 超重和失重重点题型归纳（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.6 超重和失重重点题型归纳（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 390.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-22 19:25:11 | ||
图片预览
文档简介
超重和失重重点题型归纳
一、判断超重和失重
1．某次跳伞大赛中运动员在一座悬崖边跳伞的运动过程可简化为：运动员离开悬崖后先做自由落体运动，一段时间后，展开降落伞，习减速下降，达到安全落地速度后匀速下降。下列说法正确的是（ ）
A．在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，故而不受重力作用
B．在自由落体运动阶段，运动员处于超重状态
C．在减速下降阶段，运动员和降落伞处于失重状态
D．在匀速下降阶段，降落伞和运动员受到空气阻力的大小等于运动员和降落伞的重力
2．随着神州十一号飞船在长征二号火箭推动下成功发射，成功与天宫二号对接，航天员景海鹏、陈冬进驻天宫二号，开始了前所未有的30天“漂浮”的太空生活。下列对景海鹏在航天中的认识正确的是（ ）
A．在天宫二号里，他的重力消失了
B．在天宫二号里，他的惯性和在地面时相同
C．在长征二号加速离地时，他处于失重状态
D．在长征二号加速离地时，他对座椅的作用力小于座椅对他的作用力
3．站在电梯里的人处于超重状态，此时电梯可能正在（ ）
A．匀速上升 B．匀速下降 C．加速上升 D．加速下降
4．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
5．如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．床面从A位置下降到位置的过程中，小明的速度先增大后减小
B．床面在位置时，小明所受合外力为零
C．小明接触床面前处于失重状态，接触床面后处于超重状态
D．床面从A位置下降到位置的过程中，加速度方向始终向下
6．电梯的顶部拴一弹簧秤，弹簧秤下挂一重物，电梯静止时，电梯中的人观察到弹簧秤的示数为10N。某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数为12N，取，则此时（ ）
A．电梯中的人一定处于平衡状态
B．电梯中的人一定处于超重状态
C．电梯可能向上加速运动，加速度大小为
D．电梯可能向上减速运动，加速度大小为
7．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
二、利用图像及超重、失重判断物体的运动情况
8．一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落至蹦床上后又弹起到原高度。小孩从高处开始下落到弹回原高度的整个过程中，他的运动速度随时间变化的关系如图所示，图中oa段和cd段为直线，其余段为曲线，则据此图象，以下说法正确的是（ ）
A．t2时刻，小孩开始与蹦床接触
B．t6时刻，小孩弹起到原高度
C．t3时刻，小孩处于完全失重状态
D．t5时刻，小孩处于完全失重状态
9．如图甲所示，用体重计研究运动与力的关系，测量者先静止站在体重计上，然后完成下蹲动作。该过程中体重计示数的变化情况如图乙所示。则（ ）
A．测量者经历了加速、减速、再加速、再减速四个阶段
B．测量者在t3时刻速度最小
C．测量者在t4时刻加速度最小
D．测量者在t1 ~t2时间内表现为失重
10．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
11．某塔吊正在将一块建筑物料从地面竖直向上吊起，物料的v-t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．前3s内建筑物料处于失重状态
B．最后2s内建筑物料只受重力作用
C．前3内建筑物料受到的重力与塔吊对物料的拉力大小相等
D．建筑物料上升过程中，塔吊对它的拉力和它对塔吊的拉力大小始终相等
12．一货箱随竖直升降机运动的速度—时间图象如图所示，取竖直向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．在t2时货箱运动到最高位置
B．在t2～t3时间内，货箱所受的合力竖直向上且不断减小
C．在t4～t5时间内，货箱处于失重状态
D．在t6～t7时间内，货箱做匀加速运动
13．为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，a、b、c为图线上的三点，下列有关图线的说法可能正确的是（ ）
A．a→b→c为一次“下蹲”过程
B．a→b→c为一次“站起”过程，先失重，后超重
C．a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程
D．a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程
14．某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为的钩码。弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示，则下列分析正确的是（ ）
A．从时刻到，钩码处于失重状态 B．从时刻到，钩码处于失重状态
C．电梯可能从1楼开始上升，最后停在12楼 D．电梯可能从16楼开始下降，最后停在1楼
三、关于超重和失重的计算
15．弹簧秤下挂一个物体，在地面上弹簧秤示数为80N，而在一个加速下降的电梯中弹簧秤的示数为60N，若g取10m/s2，求：
（1）电梯的加速度多大？
（2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数又是多少？
16．如图所示，电梯内有一台秤，上面放一个重物．当电梯做匀速直线运动时，台秤的示数为10N。在某时刻，电梯中的人观察到台秤的示数变为8N，取g=10，此时电梯运动的加速度的大小为多少，方向如何 电梯可能向什么方向运动
17．美国国家航空航天局（NASA）有一项面向大学生的“微重力学生飞行挑战计划”，学生以团队形式提交自己设计的微重力实验方案，获胜的队伍会受邀到约翰逊航天中心，乘坐飞机到达高空，然后飞机由静止开始下落，以模拟微重力环境。下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍。这样，可以获得持续约之久的失重状态，大学生们便在这段时间内进行关于微重力影响的实验。紧接着，飞艇又做匀减速运动。若飞艇离地面的高度不得低于，重力加速度取。试求：
（1）飞艇在内下落的高度。
（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是重力的多少倍。
18．有登山爱好者攀登泰山时，被泰山雄伟磅礴的气势所震撼，同时他进行了一个大胆的设想：在泰山半山腰最艰险之处安装观光电梯。考虑到人们的身体感受，要求电梯的最大速度是10m/s，从底部到顶部只需40s，电梯运行过程中会经历匀加速、匀速、匀减速三个过程，其中匀加速过程中加速度为0.8m/s ，已知重力加速度取10m/s ，结果均保留一位小数。
（1）电梯内放一台秤，静止时，该登山者站在台秤上的示数为60.0kg，如果电梯加速，那么台秤的示数是多少？
（2）若加速、减速的加速度大小相等，求在电梯减速阶段该登山者对电梯的压力，以及电梯总共上升的高度。
19．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机作下列各种运动时，体重计的读数是多少？
(1)升降机匀速上升；
(2)升降机以4 m/s 2 的加速度加速上升；
(3)升降机以5 m/s 2 的加速度加速下降；
(4)升降机以重力加速度g加速度下降。
20．为了使航天员能适应在失重环境下的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行失重训练．现利用训练客机创造一种失重环境．训练客机沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起，沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿竖直方向以加速度为g加速运动，当飞机离地3000米高时为了安全必须拉起，后又可一次次重复为航天员失重训练．为了防止飞机发生失速危险，每次飞机速度达到350m/s 后必须终止失重训练．请计算飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间．（g=10m/s2，结果保留一位小数）
答案
1．D
【详解】
AB．在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，但是重力大小没有发生变化，故AB错误；
C．在减速下降阶段，运动员和降落伞的加速度向上，降落伞受到的空气阻力大于运动员和降落伞的重力，处于超重状态，故C错误；
D．在匀速下降阶段，运动员和降落伞处于平衡状态，降落伞受到的空气阻力大小等于运动员和降落伞的重力，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．景海鹏在在天宫二号里，处于完全失重状态，但是他的重力没有消失，A错误；
B．质量是物体的属性，不随物体位置、形状、状态及温度而变化；他的质量不变，他的惯性和在地面时相同，B正确；
C．在长征二号加速离地时，加速度向上，属于超重，C错误；
D．景海鹏对座椅的作用力与座椅对景海鹏的作用力是相互作用力，大小相等，方向相反，与长征二号加速无关，D错误。
故选B。
3．C
【详解】
人处于超重状态，则有竖直向上的加速度，此时电梯可能加速上升，也可能减速下降。
故选C。
4．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。
5．A
【详解】
A．床面从A位置下降到位置的过程中，刚开始弹力小于重力，小明加速下降，后来弹力大于重力，小明减速下降，故小明的速度先增大后减小，A正确；
B．床面在位置时，小明所受弹力大于重力，合外力大于零，方向向上，B错误；
CD．小明接触床面前自由下落处于失重状态，接触床面后前一段时间弹力小于重力，加速度向下，仍处于失重状态，后来弹力大于重力，加速度向上，处于超重状态，CD错误。
故选A。
6．BC
【详解】
AB．电梯静止时，电梯中的人观察到弹簧秤的示数为重物的重力mg，人观察到弹簧秤的示数为12N＞10N，说明电梯中的人一定处于超重状态，故A错误，B正确；
CD．依题意，可知
可得
根据牛顿第二定律有
得电梯加速度大小
加速度方向向上，电梯可能向上加速运动，也可能向下做减速运动，故C正确，D错误。
故选BC。
7．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。
8．BD
【详解】
A．由题意可知，当小孩从高处下落而未与蹦床接触时，小孩只受重力作用，加速度为g，而在小孩弹起的运动中，小孩与蹦床脱离，小孩只受重力，其加速度为g，所以速度时间图象为倾斜直线时，小孩在空中不与蹦床接触，所以小孩与蹦床接触的时间为t1~t5，因此小孩从t1时刻开始接触蹦床，A错误；
B．小孩从高处开始计时，在t6时刻，小孩的加速度为g，速度是零，所以小孩在最大高度处，因此t6时刻，小孩弹起到原高度，B正确；
C．速度图象斜率表示加速度，t3时刻，小孩的加速度向上，处于超重状态，C错误；
D．速度图象斜率表示加速度，t5时刻，图象斜率为正，加速度向下，小孩处于失重状态，D正确。
故选BD。
9．D
【详解】
A．根据图像可知，体重计示数与受支持力大小相等，支持力先小于重力，后大于重力，故先失重后超重，即经历先加速下降后减速下降，故A错误；
B．测量者在t3时刻之前，合力一直向下，向下加速，t3时刻速度最大，故B错误；
C．测量者在t4时刻合力最大，根据牛顿第二定律可知，加速度最大，故C错误；
D．测量者在t1 ~t2时间内表现为失重，因为支持力小于重力，合力向下，加速度向下，故D正确。
故选D。
10．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。
11．D
【详解】
A．前3s内建筑物料加速上升，处于超重状态，A错误；
B．最后2s内建筑物料减速上升，图线斜率表示加速度，可得加速度大小为
若只受重力作用，加速度大小应为10m/s2，故除重力外还受其它力作用，B错误；
C．前3内建筑物料的加速度大小为
由牛顿第二定律可得
解得
故建筑物料受到的重力与塔吊对物料的拉力大小不相等，C错误；
D．由牛顿第三定律可知，建筑物料上升过程中，塔吊对它的拉力和它对塔吊的拉力大小始终相等，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．在0～t3时，货箱一直在往上运动。由图像围成面积表示位移可知，t3时刻货箱运动到最高位置，故A错误；
B．由图线的斜率表示加速度，可知在t2～t3时间内，v﹣t图的斜率为负，即加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律可知，合力方向竖直向下且大小不变，故B错误；
C．在t4～t5时间内，图线的斜率为负，货箱的加速度方向竖直向下，由此可知货箱处于失重状态；故C正确；
D．由图像可知，在t6～t7时间内，货箱的速度在不断减小，做匀减速直线运动，故D错误。
故选C。
【点睛】
利用v﹣t图像求出加速度，结合牛顿第二定律的知识判断物体的超失重状态：加速度向上为超重，加速度向下为失重。
13．A
【详解】
人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，a→b→c为一次“下蹲”过程，故A正确，BCD错误。
故选A。
14．AD
【详解】
A．从时刻t1到t3，钩码受到的拉力小于重力，钩码处于失重状态，加速度向下，A正确；
B．从时刻t5到t6，钩码受到的拉力大于重力，钩码处于超重状态，加速度向上，B错误；
C．如果电梯开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层，那么图像应该为拉力先等于重力、再大于重力、然后等于重力、小于重力、最后等于重力，C错误；
D．如果电梯开始停在高楼层，先加速下降，接着匀速下降，再减速下降，最后停在低楼层，那么应该是拉力先等于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力，D正确。
故选AD。
15．（1）2.5m/s2；（2）100N
【详解】
（1）在地面上时，弹簧秤的示数为
①
设电梯的加速度大小为a，在电梯上时，弹簧秤的示数为
②
联立①②解得
（2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数为
③
16．2m/s2，方向向下；电梯可能加速向下运动，也可能减速向上运动。
【详解】
设向下为正方向，则对重物，由牛顿第二定律可知
解得
即电梯的加速度向下，电梯可能加速向下运动，也可能减速向上运动。
17．(1)3000m；(2)1.48
【详解】
(1)设飞艇在25s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得
解得
所以飞艇在25s内下落的高度为
(2) 25s后，飞艇将做减速运动，减速时飞机的速度
减速运动下落的高度
减速运动飞艇的加速度大小
由牛顿第二定律
得飞艇对大学生的支持力为
由牛顿第三定律得，大学生对座位的压力大小
即大学生对座位的压力为重力的1.48倍。
18．（1）64.8kg；（2）552.0N，275.0m
【详解】
（1）电梯向上匀加速，合外力向上，设登山员受到向上的支持力为，根据牛顿第二定律
有
故示数为64.8kg
（2）电梯向下减速，合外力向下，设登山员受到向上的支持力为，
根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律得该登山者对电梯的压力为552.0N。
电梯匀加速的时间为t1
匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，初末速度也相等，故时间也相等，所以匀速阶段的时间t
总高度H
19．(1)600N；(2)840N；(3)300N；(4)0
【详解】
(1)升降机匀速上升，受力平衡，则
FN=mg=600N
(2)升降机加速上升，加速度方向向上，支持力大于重力，根据牛顿第二定律得
FN1-mg=ma1
解得
FN1=m(g+a1)=840N
(3)升降机加速下降，加速度方向向下，支持力小于重力，根据牛顿第二定律得
mg-FN2=ma2
解得
FN2=300N
(4)升降机以重力加速度g加速下降，物体处于完全失重状态，FN3=0，也可根据牛顿第二定律得
mg-FN3=ma3
解得
FN3=0
20．54．6s
【解析】
试题分析：上升时间
上升高度
判断当速度达到350m/s时，下落高度，此时离地高度为2875<3000m，所以飞机下降到离地面3000m时，必须终止失重训练．
飞机从最高点自由下落到距离地面3000m过程中过下落了6000m经历的时间是：
所以一次上下创造的完全失重的时间为
考点：匀变速直线运动的规律；失重和超重
【名师点睛】本题关键是分析清楚飞机的运动情况，然后对其运用运动学公式列式计算，最后再结合牛顿第二定律列式计算．
一、判断超重和失重
1．某次跳伞大赛中运动员在一座悬崖边跳伞的运动过程可简化为：运动员离开悬崖后先做自由落体运动，一段时间后，展开降落伞，习减速下降，达到安全落地速度后匀速下降。下列说法正确的是（ ）
A．在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，故而不受重力作用
B．在自由落体运动阶段，运动员处于超重状态
C．在减速下降阶段，运动员和降落伞处于失重状态
D．在匀速下降阶段，降落伞和运动员受到空气阻力的大小等于运动员和降落伞的重力
2．随着神州十一号飞船在长征二号火箭推动下成功发射，成功与天宫二号对接，航天员景海鹏、陈冬进驻天宫二号，开始了前所未有的30天“漂浮”的太空生活。下列对景海鹏在航天中的认识正确的是（ ）
A．在天宫二号里，他的重力消失了
B．在天宫二号里，他的惯性和在地面时相同
C．在长征二号加速离地时，他处于失重状态
D．在长征二号加速离地时，他对座椅的作用力小于座椅对他的作用力
3．站在电梯里的人处于超重状态，此时电梯可能正在（ ）
A．匀速上升 B．匀速下降 C．加速上升 D．加速下降
4．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
5．如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．床面从A位置下降到位置的过程中，小明的速度先增大后减小
B．床面在位置时，小明所受合外力为零
C．小明接触床面前处于失重状态，接触床面后处于超重状态
D．床面从A位置下降到位置的过程中，加速度方向始终向下
6．电梯的顶部拴一弹簧秤，弹簧秤下挂一重物，电梯静止时，电梯中的人观察到弹簧秤的示数为10N。某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数为12N，取，则此时（ ）
A．电梯中的人一定处于平衡状态
B．电梯中的人一定处于超重状态
C．电梯可能向上加速运动，加速度大小为
D．电梯可能向上减速运动，加速度大小为
7．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
二、利用图像及超重、失重判断物体的运动情况
8．一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落至蹦床上后又弹起到原高度。小孩从高处开始下落到弹回原高度的整个过程中，他的运动速度随时间变化的关系如图所示，图中oa段和cd段为直线，其余段为曲线，则据此图象，以下说法正确的是（ ）
A．t2时刻，小孩开始与蹦床接触
B．t6时刻，小孩弹起到原高度
C．t3时刻，小孩处于完全失重状态
D．t5时刻，小孩处于完全失重状态
9．如图甲所示，用体重计研究运动与力的关系，测量者先静止站在体重计上，然后完成下蹲动作。该过程中体重计示数的变化情况如图乙所示。则（ ）
A．测量者经历了加速、减速、再加速、再减速四个阶段
B．测量者在t3时刻速度最小
C．测量者在t4时刻加速度最小
D．测量者在t1 ~t2时间内表现为失重
10．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
11．某塔吊正在将一块建筑物料从地面竖直向上吊起，物料的v-t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．前3s内建筑物料处于失重状态
B．最后2s内建筑物料只受重力作用
C．前3内建筑物料受到的重力与塔吊对物料的拉力大小相等
D．建筑物料上升过程中，塔吊对它的拉力和它对塔吊的拉力大小始终相等
12．一货箱随竖直升降机运动的速度—时间图象如图所示，取竖直向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．在t2时货箱运动到最高位置
B．在t2～t3时间内，货箱所受的合力竖直向上且不断减小
C．在t4～t5时间内，货箱处于失重状态
D．在t6～t7时间内，货箱做匀加速运动
13．为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，a、b、c为图线上的三点，下列有关图线的说法可能正确的是（ ）
A．a→b→c为一次“下蹲”过程
B．a→b→c为一次“站起”过程，先失重，后超重
C．a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程
D．a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程
14．某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为的钩码。弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示，则下列分析正确的是（ ）
A．从时刻到，钩码处于失重状态 B．从时刻到，钩码处于失重状态
C．电梯可能从1楼开始上升，最后停在12楼 D．电梯可能从16楼开始下降，最后停在1楼
三、关于超重和失重的计算
15．弹簧秤下挂一个物体，在地面上弹簧秤示数为80N，而在一个加速下降的电梯中弹簧秤的示数为60N，若g取10m/s2，求：
（1）电梯的加速度多大？
（2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数又是多少？
16．如图所示，电梯内有一台秤，上面放一个重物．当电梯做匀速直线运动时，台秤的示数为10N。在某时刻，电梯中的人观察到台秤的示数变为8N，取g=10，此时电梯运动的加速度的大小为多少，方向如何 电梯可能向什么方向运动
17．美国国家航空航天局（NASA）有一项面向大学生的“微重力学生飞行挑战计划”，学生以团队形式提交自己设计的微重力实验方案，获胜的队伍会受邀到约翰逊航天中心，乘坐飞机到达高空，然后飞机由静止开始下落，以模拟微重力环境。下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍。这样，可以获得持续约之久的失重状态，大学生们便在这段时间内进行关于微重力影响的实验。紧接着，飞艇又做匀减速运动。若飞艇离地面的高度不得低于，重力加速度取。试求：
（1）飞艇在内下落的高度。
（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是重力的多少倍。
18．有登山爱好者攀登泰山时，被泰山雄伟磅礴的气势所震撼，同时他进行了一个大胆的设想：在泰山半山腰最艰险之处安装观光电梯。考虑到人们的身体感受，要求电梯的最大速度是10m/s，从底部到顶部只需40s，电梯运行过程中会经历匀加速、匀速、匀减速三个过程，其中匀加速过程中加速度为0.8m/s ，已知重力加速度取10m/s ，结果均保留一位小数。
（1）电梯内放一台秤，静止时，该登山者站在台秤上的示数为60.0kg，如果电梯加速，那么台秤的示数是多少？
（2）若加速、减速的加速度大小相等，求在电梯减速阶段该登山者对电梯的压力，以及电梯总共上升的高度。
19．质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机作下列各种运动时，体重计的读数是多少？
(1)升降机匀速上升；
(2)升降机以4 m/s 2 的加速度加速上升；
(3)升降机以5 m/s 2 的加速度加速下降；
(4)升降机以重力加速度g加速度下降。
20．为了使航天员能适应在失重环境下的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行失重训练．现利用训练客机创造一种失重环境．训练客机沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起，沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿竖直方向以加速度为g加速运动，当飞机离地3000米高时为了安全必须拉起，后又可一次次重复为航天员失重训练．为了防止飞机发生失速危险，每次飞机速度达到350m/s 后必须终止失重训练．请计算飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间．（g=10m/s2，结果保留一位小数）
答案
1．D
【详解】
AB．在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，但是重力大小没有发生变化，故AB错误；
C．在减速下降阶段，运动员和降落伞的加速度向上，降落伞受到的空气阻力大于运动员和降落伞的重力，处于超重状态，故C错误；
D．在匀速下降阶段，运动员和降落伞处于平衡状态，降落伞受到的空气阻力大小等于运动员和降落伞的重力，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．景海鹏在在天宫二号里，处于完全失重状态，但是他的重力没有消失，A错误；
B．质量是物体的属性，不随物体位置、形状、状态及温度而变化；他的质量不变，他的惯性和在地面时相同，B正确；
C．在长征二号加速离地时，加速度向上，属于超重，C错误；
D．景海鹏对座椅的作用力与座椅对景海鹏的作用力是相互作用力，大小相等，方向相反，与长征二号加速无关，D错误。
故选B。
3．C
【详解】
人处于超重状态，则有竖直向上的加速度，此时电梯可能加速上升，也可能减速下降。
故选C。
4．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。
5．A
【详解】
A．床面从A位置下降到位置的过程中，刚开始弹力小于重力，小明加速下降，后来弹力大于重力，小明减速下降，故小明的速度先增大后减小，A正确；
B．床面在位置时，小明所受弹力大于重力，合外力大于零，方向向上，B错误；
CD．小明接触床面前自由下落处于失重状态，接触床面后前一段时间弹力小于重力，加速度向下，仍处于失重状态，后来弹力大于重力，加速度向上，处于超重状态，CD错误。
故选A。
6．BC
【详解】
AB．电梯静止时，电梯中的人观察到弹簧秤的示数为重物的重力mg，人观察到弹簧秤的示数为12N＞10N，说明电梯中的人一定处于超重状态，故A错误，B正确；
CD．依题意，可知
可得
根据牛顿第二定律有
得电梯加速度大小
加速度方向向上，电梯可能向上加速运动，也可能向下做减速运动，故C正确，D错误。
故选BC。
7．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。
8．BD
【详解】
A．由题意可知，当小孩从高处下落而未与蹦床接触时，小孩只受重力作用，加速度为g，而在小孩弹起的运动中，小孩与蹦床脱离，小孩只受重力，其加速度为g，所以速度时间图象为倾斜直线时，小孩在空中不与蹦床接触，所以小孩与蹦床接触的时间为t1~t5，因此小孩从t1时刻开始接触蹦床，A错误；
B．小孩从高处开始计时，在t6时刻，小孩的加速度为g，速度是零，所以小孩在最大高度处，因此t6时刻，小孩弹起到原高度，B正确；
C．速度图象斜率表示加速度，t3时刻，小孩的加速度向上，处于超重状态，C错误；
D．速度图象斜率表示加速度，t5时刻，图象斜率为正，加速度向下，小孩处于失重状态，D正确。
故选BD。
9．D
【详解】
A．根据图像可知，体重计示数与受支持力大小相等，支持力先小于重力，后大于重力，故先失重后超重，即经历先加速下降后减速下降，故A错误；
B．测量者在t3时刻之前，合力一直向下，向下加速，t3时刻速度最大，故B错误；
C．测量者在t4时刻合力最大，根据牛顿第二定律可知，加速度最大，故C错误；
D．测量者在t1 ~t2时间内表现为失重，因为支持力小于重力，合力向下，加速度向下，故D正确。
故选D。
10．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。
11．D
【详解】
A．前3s内建筑物料加速上升，处于超重状态，A错误；
B．最后2s内建筑物料减速上升，图线斜率表示加速度，可得加速度大小为
若只受重力作用，加速度大小应为10m/s2，故除重力外还受其它力作用，B错误；
C．前3内建筑物料的加速度大小为
由牛顿第二定律可得
解得
故建筑物料受到的重力与塔吊对物料的拉力大小不相等，C错误；
D．由牛顿第三定律可知，建筑物料上升过程中，塔吊对它的拉力和它对塔吊的拉力大小始终相等，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．在0～t3时，货箱一直在往上运动。由图像围成面积表示位移可知，t3时刻货箱运动到最高位置，故A错误；
B．由图线的斜率表示加速度，可知在t2～t3时间内，v﹣t图的斜率为负，即加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律可知，合力方向竖直向下且大小不变，故B错误；
C．在t4～t5时间内，图线的斜率为负，货箱的加速度方向竖直向下，由此可知货箱处于失重状态；故C正确；
D．由图像可知，在t6～t7时间内，货箱的速度在不断减小，做匀减速直线运动，故D错误。
故选C。
【点睛】
利用v﹣t图像求出加速度，结合牛顿第二定律的知识判断物体的超失重状态：加速度向上为超重，加速度向下为失重。
13．A
【详解】
人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，a→b→c为一次“下蹲”过程，故A正确，BCD错误。
故选A。
14．AD
【详解】
A．从时刻t1到t3，钩码受到的拉力小于重力，钩码处于失重状态，加速度向下，A正确；
B．从时刻t5到t6，钩码受到的拉力大于重力，钩码处于超重状态，加速度向上，B错误；
C．如果电梯开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层，那么图像应该为拉力先等于重力、再大于重力、然后等于重力、小于重力、最后等于重力，C错误；
D．如果电梯开始停在高楼层，先加速下降，接着匀速下降，再减速下降，最后停在低楼层，那么应该是拉力先等于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力，D正确。
故选AD。
15．（1）2.5m/s2；（2）100N
【详解】
（1）在地面上时，弹簧秤的示数为
①
设电梯的加速度大小为a，在电梯上时，弹簧秤的示数为
②
联立①②解得
（2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数为
③
16．2m/s2，方向向下；电梯可能加速向下运动，也可能减速向上运动。
【详解】
设向下为正方向，则对重物，由牛顿第二定律可知
解得
即电梯的加速度向下，电梯可能加速向下运动，也可能减速向上运动。
17．(1)3000m；(2)1.48
【详解】
(1)设飞艇在25s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得
解得
所以飞艇在25s内下落的高度为
(2) 25s后，飞艇将做减速运动，减速时飞机的速度
减速运动下落的高度
减速运动飞艇的加速度大小
由牛顿第二定律
得飞艇对大学生的支持力为
由牛顿第三定律得，大学生对座位的压力大小
即大学生对座位的压力为重力的1.48倍。
18．（1）64.8kg；（2）552.0N，275.0m
【详解】
（1）电梯向上匀加速，合外力向上，设登山员受到向上的支持力为，根据牛顿第二定律
有
故示数为64.8kg
（2）电梯向下减速，合外力向下，设登山员受到向上的支持力为，
根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律得该登山者对电梯的压力为552.0N。
电梯匀加速的时间为t1
匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等，初末速度也相等，故时间也相等，所以匀速阶段的时间t
总高度H
19．(1)600N；(2)840N；(3)300N；(4)0
【详解】
(1)升降机匀速上升，受力平衡，则
FN=mg=600N
(2)升降机加速上升，加速度方向向上，支持力大于重力，根据牛顿第二定律得
FN1-mg=ma1
解得
FN1=m(g+a1)=840N
(3)升降机加速下降，加速度方向向下，支持力小于重力，根据牛顿第二定律得
mg-FN2=ma2
解得
FN2=300N
(4)升降机以重力加速度g加速下降，物体处于完全失重状态，FN3=0，也可根据牛顿第二定律得
mg-FN3=ma3
解得
FN3=0
20．54．6s
【解析】
试题分析：上升时间
上升高度
判断当速度达到350m/s时，下落高度，此时离地高度为2875<3000m，所以飞机下降到离地面3000m时，必须终止失重训练．
飞机从最高点自由下落到距离地面3000m过程中过下落了6000m经历的时间是：
所以一次上下创造的完全失重的时间为
考点：匀变速直线运动的规律；失重和超重
【名师点睛】本题关键是分析清楚飞机的运动情况，然后对其运用运动学公式列式计算，最后再结合牛顿第二定律列式计算．