4.6超重和失重（Word版含答案）

4.6 超重和失重
一、单选题
1．如图(a)所示，在电梯箱内轻绳AO、BO、CO连接吊着质量为m的物体，轻绳AO、BO、CO对轻质结点O的拉力分别为F1、F2、F3.现电梯箱竖直向下运动，其速度v随时间t的变化规律如图(b)所示，重力加速度为g，则(　　)
A．在0～t1时间内，F1与F2的合力等于F3
B．在0～t1时间内，F1与F2的合力大于mg
C．在t1～t2时间内，F1与F2的合力小于F3
D．在t1～t2时间内，F1与F2的合力大于mg
2．在电梯内，某人发现体重计上的示数比自己正常的体重减少了10%，则以下判断可能正确的是（g=10m/s2）
A．电梯以1m/s2的加速度加速上升
B．电梯以1m/s2的加速度加速下降
C．电梯以9m/s2的加速度减速上升
D．电梯以9m/s2的加速度减速下降
3．如图所示，某同学将一木箱沿地面推行5 m，他推木箱的力与地面平行，木箱与地面间的动摩擦因数处处相同．他分别按下面两种情形推：①沿水平地面加速推行；②沿水平地面匀速推行．关于木箱受到的力做功情况，分析正确的是
A．在①过程中，推力做功较多
B．在②过程中，推力做功较多
C．在①过程中，克服摩擦力做功较多
D．在②过程中，克服摩擦力做功较多
4．水平面上放置一个斜面足够长的斜劈A，小物块B静止在斜面上，如图所示.现对B施加一个沿斜面向上的拉力F，F的大小从零随时间均匀增大，斜劈A一直处于静止状态.设A、B之间的摩擦力大小为f1，A与地面之间的摩擦力大小为f2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则整个过程中摩擦力大小随时间变化的图象可能正确的是
A． B． C． D．
5．如图所示，在跳板跳水比赛中，运动员的起跳过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员向上弹起，直到运动到最高点A，然后运动员完成规定动作落入水中，则下列说法正确的是
A．运动员在下压跳板运动至最低点C时，其所受外力的合力为0
B．运动员从B到C过程中，动能一直在减小
C．运动员从B到C过程中，跳板的弹性势能一直在增加
D．在从C到A的过程中，运动员始终处于超重状态
6．下列关于惯性的说法中正确的是（　　）
A．惯性是物体的基本属性，与物体的运动状态无关
B．物体在加速时没有惯性，在减速时有惯性
C．自由下落的物体，处于完全失重状态，没有惯性
D．物体在地球上时比它在月球上时的惯性大
7．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置，空气阻力不计，则人从P点落下到最低点c的过程中（　　）
A．人从a点开始做减速运动，一直处于失重状态
B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于超重状态
C．在bc段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态
D．在c点，人的速度为零，其加速度也为零
8．在里约奥运会男子跳高决赛的比赛中，中国选手薛长锐获得第六名，这一成绩创造了中国奥运该项目的历史．则
A．薛长锐在最高点处于平衡状态
B．薛长锐起跳以后在上升过程处于失重状态
C．薛长锐起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力
D．薛长锐下降过程处于超重状态
9．某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动，并在下表中记录了几个特定时刻体重秤的示数（表内时刻不存在先后顺序），若已知t0时刻电梯处于静止状态，则
时 间 t0 t1 t2 t3
体重秤示数（kg） 45.0 50.0 40.0 45.0
A．t1时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化
B．t2时刻电梯可能向上做减速运动
C．t1和t2时刻电梯运动的方向相反
D．t3时刻电梯处于静止状态
二、多选题
10．为了备战因疫情推迟的东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了原地纵跳摸高训练，如图所示。已知质量的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10m，训练过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10m/s2。则（　　）
A．运动员从起跳到上升至最高点过程中处于超重状态
B．起跳过程的平均速度等于离地上升到最高点过程的平均速度
C．起跳过程中运动员对地面的压力为1300N
D．从开始起跳到离地上升到最高点需要
11．现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则（　　）
A．起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏前
B．运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下
C．运动员在空中上升过程处于失重状态
D．运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同
12．以竖直向上为正方向，某物体沿竖直方向运动的v-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．物体在0~1s内的加速度大小为1m/s2
B．物体在1s~2s内处于失重状态
C．物体在2s~4s内和4s~6s内的运动方向相反
D．物体在0~6s内的位移大小为4m
13．如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极弹性金属片板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测量电容的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为，下列说法正确的是（ ）
A．当升降机加速上升时， B．当升降机减速上升时，
C．当升降机减速下降时， D．当升降机加速下降时，
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
结点质量为零，结点所受的合力为零，根据加速度的方向判断超失重，从而判断出拉力和重力的大小关系．
【详解】
AC、对于轻质结点O，质量为0，则合力为零，可知F1、F2、F3三个力的合力为零，F1与F2的合力大小等于F3，方向相反．故AC错误．
B、在0～t1时间内，电梯厢向下做匀加速运动，加速度方向向下，物体处于失重状态，则F3D、在t1～t2时间内，加速度方向向上，则物块的合力向上，物体处于超重状态，则OC绳的拉力大于mg，综合AC分析可得，F1与F2的合力大于mg，D正确．
【点评】
解决本题的关键掌握判断超失重的方法，当加速度的方向向上，物体处于超重，当加速度的方向向下，物体处于失重．
2．B
【解析】
【详解】
试题分析：人发生了失重，说明电梯的加速度向下，根据牛顿定律可知：mg-FN=10%mg=ma，解得a=1m/s2，故选B.
考点：牛顿第二定律的应用
【名师点睛】此题考查了牛顿第二定律的应用；关键是知道产生失重和超重的条件：加速度向下时发生失重，加速度向上时产生超重；根据牛顿第二定律列的方程可求解未知量；此题是基础题，意在考查学生对基础知识的掌握.
3．A
【解析】
【详解】
在①过程中，木箱加速运动，则
F1=f+ma
在②过程中木箱匀速运动，则
F2=f
根据W=Fscosθ可知，两次位移相同，则①过程中推力做功较多。
故选A.
4．D
【解析】
【分析】
先以B为研究对象，分析受力情况，由平衡条件列式分析f1与t的关系．再以A、B整体为研究对象，分析受力情况，由平衡条件得到地面对A的摩擦力与时间的关系，即可分析图象．
【详解】
AB．由题有，物体原来处于静止状态，故有，有外力F后，F=kt,k>0.以B为研究对象,A对B的摩擦力先沿斜面向上,由平衡条件得F+f1=mgsinα,得f1=mgsinα kt,知f1随时间均匀减小．当F=mgsinα,得f1=0.之后,A对B的摩擦力沿斜面向下,由平衡条件得F=f1+mgsinα,得f1=mgsinα+kt,知f1随时间均匀增大．当F增大到物体运动后,f1=μmgcosα，保持不变．故AB错误．
CD．A.B均不动时,以A.B组成的整体为研究对象,由平衡条件得：f2=Fcosα=ktcosα,则f2与t成正比．当B相对A向上运动时,A的受力情况不变,f2不变，故C错误，D正确．
5．C
【解析】
【详解】
运动员在下压跳板运动至最低点C时，跳板的形变量最大，此时所受外力的合力最大，选项A错误；运动员从B到C过程中，重力先大于弹力，加速向下运动；当重力等于弹力时速度最大；然后重力小于弹力做减速运动，可知运动员的动能先增加后减小，选项B错误；运动员从B到C过程中，跳板的形变量一直变大，则弹性势能一直在增加，选项C正确；在从C到A的过程中，运动员向上先加速后减速，则先超重后失重，选项D错误；故选C.
点睛：本题应搞清人在向下压跳板的过程中弹力与重力的大小关系，从而分析其运动情况；注意加速度向下是失重，加速度向上是超重；此类问题可类比于弹簧进行分析．
6．A
【解析】
【详解】
惯性是物体的基本属性，仅与物体的质量有关，质量越大，关系越大，与物体的运动状态无关，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．在Pa段绳还没有被拉长，人做自由落体运动，所以处于完全失重状态，在ab段绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，处于失重状态；在bc段绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，处于超重状态，故A、B错误，C正确；
D．在c点，绳的形变量最大，绳的拉力最大，人受到的合力向上，有向上的加速度，处于超重状态，故D错误；
故选择：C。
8．B
【解析】
【详解】
A、B、D、无论是上升过程还是下落过程，还是最高点，运动员的加速度始终向下，所以他处于失重状态，故A、D错误，B正确；C、起跳时运动员的加速度的方向向上，地面对他的支持力大于他受到的重力．故C错误；故选B．
【点睛】
本题主要考查了对超重失重现象的理解，人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力或悬挂物的拉力变了．
9．B
【解析】
【详解】
A. 超重和失重时物体的重力和质量是不变的，只是对悬挂物的压力或者支持力变化了，故A错误；
B. t2时刻物体处于失重状态，电梯的加速度方向向下，可能向上做减速运动，选项B正确；
C. t1时刻物体处于超重状态，根据牛顿第二定律分析得知，电梯的加速度方向向上，所以t1和t2时刻电梯的加速度方向相反，但是速度不一定相反，选项C错误；
D. t3时刻电梯受力平衡，可能保持静止，也可能做匀速直线运动，故D错误。
故选B．
【点睛】
超重和失重现象可以运用牛顿运动定律进行分析理解，产生超重的条件是：物体的加速度方向向上；产生失重的条件：物体的加速度方向向下．
10．BC
【解析】
【详解】
A．运动员在起跳过程中可视为匀加速直线运动，加速度方向竖直向上，所以运动员起跳过程处于超重状态，离地上升到最高点过程中，加速度向下，处于失重状态，故A错误；
B．在起跳过程中和离地后上升至最高的过程中均做匀变速直线运动，其平均速度均为
即两者相等，故B正确；
C．运动员离开地面后做竖直上拋运动，根据
可知
根据速度位移公式可知
解得
对运动员根据牛顿第二定律可知
根据牛顿第三定律可知，对地面的压力为1300N，故C正确；
D．起跳过程运动的时间
起跳后运动的时间
故运动的总时间
故D错误。
故选BC。
11．BCD
【解析】
【详解】
AB．运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动．各分运动具有等时性，水平方向的分运动与滑板的运动情况一样，最终落在滑板的原位置，所以运动员起跳时，对滑板的作用力方向是竖直向下，故A错误，B正确；
CD．人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，运动员在空中上升过程只受重力，运动员在空中处于失重状态，因为只受重力，所以加速度是重力加速度，所以单位时间内速度的变化相同，故CD正确。
故选BCD 。
12．BC
【解析】
【详解】
A．以竖直向上为正方向，在v-t图象中，斜率代表加速度，则在0~1s内的加速度大小为
选项A错误；
B．在1~2s内的加速度为
方向竖直向下，物体处于失重状态，选项B正确；
C．在v-t图象中，速度的正负代表速度的方向，故物体在2s～4s和4s～6s的运动方向相反，选项C正确；
D．在v-t图象中，与时间轴所围面积为物体通过的位移，则在0~6s内的位移大小为
选项D错误。
故选BC。
13．AD
【解析】
【分析】
平行板电容器的决定式为C=，加速、减速会影响两金属片之间的距离d，由此可以判断。
【详解】
A.当升降机加速上升时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故A正确；
B.当升降机减速上升时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故B错误；
C.当升降机减速下降时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故C错误；
D.当升降机加速下降时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故D正确。
故选AD.
答案第1页，共2页
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