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第六节 超重和失重
【基础过关】
1．(2021-2022学年广东实验中学高一(上)期末)针对以下四幅图，下列说法正确的是( )
A．图甲中，蹲在体重计上的人突然站起的瞬间指针示数会大于人的体重
B．图乙中，对各类汽车都有限速是因为汽车的速度越大惯性就越大
C．图丙中，顾客乘行有台阶自动扶梯经过先加速再匀速的两个阶段始终受摩擦力的作用
D．图丁中，嫦娥五号返回时打开降落伞后伞绳对返回器的作用力大于返回器对伞绳的作用力
【解析】 A．蹲在体重计上的人突然站起的瞬间，人处于超重状态，指针示数会大于人的体重，A正确；
B．对各类汽车都有限速是因为汽车的质量越大惯性就越大，B错误；
C．顾客乘行有台阶自动扶梯经过加速过程，受摩擦力的作用，匀速过程，不受摩擦力的作用，C错误；
D．嫦娥五号返回时打开降落伞绳对返回器的作用力等于返回器对伞绳的作用力，这是一对相互作用力，D错误。故选A。
【答案】 A
2．(2021-2022学年重庆市南开中学高一(上)期末)下列说法正确的是( )
A．处于超重状态的物体其重力增加
B．物体做曲线运动时速度一定变化，加速度可能不变
C．国际单位制中，力学的基本单位分别是kg、m、N
D．牛顿利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，并在此基础上提出了万有引力定律
【解析】 A．处于超重状态的物体其重力没有增加，对接触面的压力大于重力，A错误；
B．物体做曲线运动时速度一定变化，加速度可能不变，例如平抛运动，速度变化加速度不变，B正确；
C．国际单位制中，力学的基本单位分别是kg、m、s，N是导出单位，C错误；
D．牛顿先提出了万有引力定律，卡文迪许后利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，D错误。 故选B。
【答案】 B
3．(2021-2022学年银川一中高一(上)期末)关于超重和失重，下列说法中正确的是( )
A．做自由落体运动的物体处于超重状态
B．做减速下降运动的物体处于超重状态
C．正在向上加速启动的电梯处于失重状态
D．物体处在超重状态，代表其重力变大
【解析】 A．做自由落体运动的物体加速度为重力加速度，物体处于完全失重状态，故A错误；
B．做减速下降运动的物体，加速度竖直向上，物体处于超重状态，故B正确；
C．正在向上加速启动的电梯，加速度竖直向上，处于超重状态，故C错误；
D．无论物体处在超重还是失重状态，物体重力均不变，故D错误。故选B。
【答案】 B
4．(多选)(2021-2022学年湖南省名校联盟高一(上)期末)实际生活中有很多领域涉及超重和失重现象。下列关于超重与失重的说法正确的是( )
A．物体具有向上的加速度时处于超重状态
B．物体只要向下运行就处于失重状态
C．超重就是指物体受到的重力增大了
D．航天器在太空轨道上绕地球运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态
【解析】 A．根据牛顿第二定律得知，物体具有向上的加速度时处于超重状态，物体具有向下的加速度时处于失重状态，A正确；
B．物体可以向下做减速运动，此时加速度方向是竖直向上的，是超重状态，B错误；
C．重力与物体的运动状态无关，超重时，物体的重力并没有变化，只是是物体对接触面的压力(或者是对悬挂物的拉力)大于物体的真实重力，C错误；
D．航天器在太空轨道上绕地球运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态，D正确。故选AD。
【答案】 AD
5．(2021-2022学年黑龙江省双鸭山市第一中学高一(上)期末)乘客乘坐电梯过程中，电梯做下列哪种运动，乘客会处于失重状态( )
A．匀速上升 B．匀速下降
C．加速上升 D．加速下降
【解析】 当电梯的加速度竖直向下时，即电梯减速上升或加速下降时，乘客会处于失重状态，故选D。
【答案】 D
6．(2021-2022学年广东省汕头市金山中学高一(上)期末)下列说法中正确的( )
A．计算火车通过大桥所需时间时，火车可被看作质点
B．作用力变化，其反作用力也必然同时发生变化
C．骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下，是为了增大惯性冲上坡
D．竖直向上抛出一个小球(不计空气阻力)，它上升过程处于超重状态
【解析】 A．火车长度相比大桥长度不能忽略不计，火车通过大桥所需的时间是从火车头进入大桥开始，到车尾离开大桥结束。是不能将火车看作质点的，A错误；
B．根据牛顿第三定律，作用力发生变化时，反作用力必然也会同时发生变化，B 正确；
C．骑自行车的人上坡之前猛蹬几下是为了增大自行车上坡前的初速度，惯性只与物体的质量有关，不会因为猛蹬几下就增大，C错误；
D．气球在上升过程中不计空气阻力，将只受到竖直向下的重力作用，此时气球具有竖直向下的加速度，处于失重状态，D 项错误。故选 B。
【答案】 B
7．(2021-2022学年上海市延安中学高一(上)期末)在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的( )
A． B．
C． D．
【解析】 人的下蹲动作是先加速后减速的。人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小。故选D。
【答案】 D
8．(2021-2022学年山西省长治二中高一(上)期末)一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则( )
A．t3时刻火箭距地面最远
B．t2 t3的时间内，火箭在向下降落
C．t1 t2的时间内，火箭处于失重状态
D．0 t3的时间内，火箭始终处于失重状态
【解析】 阶段，火箭在向上加速，所以处于超重状态，阶段，物体向上减速，所以处于失重状态，整个阶段火箭的速度方向都是向上的，所以在时刻火箭距离地面最远，BCD错误，A正确。故选A。
【答案】 A
9．(2021-2022学年宁夏银川二中高一(上)期末)小明站在电梯(竖直上下运动的升降机)内放在电梯水平地板的体重计上，电梯静止时体重计示数为50kg；若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45kg，取g=10m/s2。下列说法中正确是( )
A．电梯可能在加速上升，加速度大小为1m/s2
B．电梯可能在加速下降，加速度大小为9m/s2
C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1m/s2
D．电梯可能在加速下降或减速上升，且小明都处于超重状态
【解析】 根据题意，小明处于失重状态，电梯加速度方向一定向下，可能加速向下，也可能减速上升；根据牛顿第二定律，根据题意，解得，故选C。
【答案】 C
10．(2021-2022学年宁夏银川二中高一(上)期末)图示为水平面上一质量m=10kg的货物在吊车作用下竖直向上运动过程的v -t图像，以下判断正确的是( )
A．前3s内货物处于失重状态
B．货物能上升的最大高度为27m
C．第7s末货物回到了出发点
D．前3s内货物的平均速度大于最后2s内的平均速度
【解析】 A．前3s内加速度向上，货物处于超重状态，A错误；
B．货物能上升的最大高度为，B正确；
C．货物一直上升，第7s末货物上升到最高点，C错误；
D．前3s内货物的平均速度等于最后2s内的平均速度，都等于3m/s，D错误。故选B。
【答案】 B
11．(多选)(2021-2022学年长春外国语学校高一(上)期末)小明家住10层．他放学后，乘坐电梯从1层直达10层．假设电梯刚起动时做匀加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做匀减速直线运动．在电梯从1层直达10层的过程中，下列说法正确的是( )
A．电梯刚起动时，小明处于失重状态
B．电梯刚起动时，小明处于超重状态
C．在超重或失重过程中，小明的体重发生了变化
D．电梯运动的加速度方向发生了变化
【解析】 A、B、电梯刚起动时，小明有向上的加速度，则小明处于超重状态，故A错误，B正确；
C、D、电梯启动和向上加速时，加速度向上，而减速运动时，加速度向下，故加速度方向发生了变化，故C错误，D正确．故选BD．
【答案】 BD
12．(多选)(2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一(上)期末)蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。如图所示，蹦极者小张站在约40米的高处，把一端固定的长长的橡皮条绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。当小张落到离地面(或水面)一定距离时，橡皮条被拉伸、绷紧、阻止小张继续下落，直至小张下落到最低点。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是( )
A．当小张在最低点时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等
B．当小张下降的速度达到最大时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等
C．从橡皮绳开始绷紧至小张下落到最低点的过程中，他的加速度一直增大
D．在橡皮条处于拉伸阶段，小张可能处于失重状态
【解析】 ABC．小张在开始的一段时间内做自由落体运动，当橡皮条开始绷紧之后，其对小张的弹力竖直向上，且不断增大，小张所受合外力逐渐减小，竖直向下的加速度逐渐减小，当橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等时，小张的加速度减小至零，且速度达到最大值，之后橡皮条的弹力开始大于小张的重力，小张开始做加速度不断增大的减速运动，当小张下降至最低点时，速度减为零，此时橡皮条对小张的弹力大于他的重力，综上所述可知AC错误，B正确；
D．小张在达到最大速度之前，他的加速度向下，处于失重状态，故D正确。故选BD。
【答案】 BD
13．(多选)(2021-2022学年广东省汕头市金山中学高一(上)期末)新冠疫情期间，某些地方利用无人机投放救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的( )
A．箱内物体对箱子底部始终没有压力
B．箱子刚从飞机上投下时，箱子处于超重状态
C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大
D．箱子下落过程中，箱子速度增大的过程加速度也逐渐减小
【解析】 D．选整体为研究对象，由牛顿第二定律mg-kv2=ma，随着v变大，加速度a逐渐变小，直到变为零，D正确；
ABC．分析物体受力，由牛顿第二定律可得N=mg-ma，刚开始运动时N=0，处于完全失重状态，此后支持力逐渐变大，箱内物体对箱子底部压力逐渐变大，箱子接近地面时比刚投下时大，A、B错误、C正确；故选CD。
【答案】 CD
14．(多选)(2021-2022学年北京市师范大学附属中学高一(上)期末)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是( )
A．绳对人的拉力始终向上且越来越大
B．人经历先失重后超重的状态
C．绳恰好伸直时，绳的弹力为零，人的速度最大
D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
【解析】 A．绳对人的拉力始终向上且随着高度的降低，绳子伸长量逐渐变大，则弹力越来越大，选项A正确；
BC．开始时，弹力小于重力，加速度向下；当弹力等于重力时，加速度为零，此时速度最大；再后来弹力大于重力，加速度向上，则人经历先失重后超重的状态，选项B正确，C错误；
D．人在最低点时，加速向上，此时绳对人的拉力大于人所受的重力，选项D错误。故选AB。
【答案】 AB
15．(2021-2022学年安徽省合肥市第六中学高一(上)期末)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，则从徐惠琴撑杆起跳到落至软垫的整个过程中，下列说法正确的是( )
A．在撑杆的过程中杆对她的弹力小于她对杆的压力
B．在撑杆上升过程中，她始终处于超重状态
C．在空中下降过程中她处于失重状态
D．徐惠琴落到软垫后一直做减速运动
【解析】 A．在撑杆的过程中杆对她的弹力与她对杆的压力是一对作用力与反作用力，故大小相等，A错误；
B．在撑杆上升过程中，她先处于超重状态后处于失重状态，B错误；
C．在空中下降过程中只受重力，则她处于失重状态，C正确；
D．徐惠琴落到软垫后，先做加速度运动后做减速运动，D错误。故选C。
【答案】 C
16．(2021-2022学年福建师范大学附属中学高一(上)期末)在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到如图所示的压力F随时 间t变化的图象，则该同学是完成一次_______ (选填“下蹲”或“起立”)的动作，该过程中 最大加速度为_______ m/s2。(g取l0m/s2)
【解析】 [1] 对人的运动过程分析可知，人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，起立过程开始加速起立，加速度向上，处于超重状态，后减速上升，加速度向下，处于失重状态，根据图像，可知是先超重，后失重，则是起立动作
[2]当压力最大时，加速度最大，根据牛顿第三定律，压力大小等于支持力，对于该同学根据，解得
【答案】 ①起立 ②6
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第六节 超重和失重
【能力提升】
1．(2021-2022学年湖北省荆州市沙市中学高一(上)期末)2021年6月17日，在神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功实现自主快速交会对接后，于18时48分，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。则下列说法正确的是( )
A．宇航员在太空中由于完全失重，所以没有惯性
B．宇航员进入核心舱需借助外力，说明力是维持物体运动的原因
C．载人飞船加速升空的过程中，宇航员对座椅的压力与其受到的支持力大小相等
D．宇航员在空间站内用力F双手互拉弹簧两端时，弹簧弹力大小为2F
2．(多选)(2021-2022学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一(上)期末)质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a在竖直方向做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则( )
A．升降机的加速度方向竖直向下 B．台秤示数减少ma
C．升降机一定向上运动 D．升降机一定做加速运动
3．(多选)(2021-2022学年福建省莆田第一中学高一(上)期末)高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷．当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙．则下列说法正确的是( )
A．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
B．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力等于人的重力
C．弹簧压缩到最低点时，人处于超重状态
D．弹簧压缩到最低点时，人处于失重状态
4．(多选)(2021-2022学年云南省昆明市第一中学高一(上)期末)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随时间变化的图线。由图线可知该同学( )
A．体重约为
B．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
C．做了两次下蹲—起立的动作
D．做了一次下蹲—起立的动作
5．(2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第一中学高一(上)期末)小明同学在力传感器上完成“下蹲”和“站起”动作，计算机采集的图线如图所示，由图中信息可以判断出(重力加速度g取10m/s2)( )
A．小明的体重大约为70kg
B．小明同学先完成“下蹲”动作，再完成“站起”动作
C．“站起”过程一直处于超重状态
D．整个过程的最大加速度约为4m/s2
6．(2021-2022学年山东省聊城第一中学高一(上)期末)某游客蹦极时运动的简化过程如图所示。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连，游客从A点由静止开始下落，至B点弹性绳刚好伸直，到达最低点C后向上弹起。整个过程中空气阻力可以忽略不计，下列说法正确的是( )
A．从A点至B点游客所受的拉力逐渐增大
B．从B点到C点游客处于超重状态
C．在C点时游客受到的拉力最大
D．从C点向上弹起后，游客向上做匀加速直线运动
7．(多选)(2021-2022学年湖北省荆州市沙市中学高一(上)期末)近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为1400N。打开扣环，从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备的总质量为70kg(可视为质点)。不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是( )
A．在C点，人处于超重状态
B．在B点，人所受合力为零
C．打开扣环瞬间，人的加速度大小为
D．从A点到B点上升过程中，人的加速度不断减小
8．(2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一(上)期末)如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个物块从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，则小球从接触弹簧到下降到最低点的过程中( )
A．物块刚接触弹簧瞬间速度最大 B．当物块的速度最大时，它所受的合力为零
C．物块一直处于失重状态 D．物块的加速度先增大后减小
9．(2021-2022学年哈尔滨师范大学附属中学高一(上)期末)如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，右图为其结构简图。跳楼机由静止从a自由下落到b，再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。已知跳楼机和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g。则( )
A．从b到c，跳楼机和游客处于失重状态
B．从a到b，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等
C．从a到b与从b到c的运动时间之比为
D．从b到c，跳楼机受到制动力的大小等于3mg
10．(2021-2022学年黑龙江省大庆实验中学高一(上)期末)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
11．(2021-2022学年深圳外国语学校高一(上)期末)“蹦极”是一项刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空点自由下落，图中点是弹性绳的原长位置，是人所到达的最低点，是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从点下落到最低点点的过程中( )
A．在点时人的速度最大
B．在段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C．在段人做减速运动
D．在点，人的速度为零，处于平衡状态
12．(2021-2022学年华南师范大学附属中学高一(上)期末)利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让质量为m的某同学从桌子上跳下，自由下落高度H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，其重心又下降了h，计算机显示该同学受到地面支持力F随时间变化的图像如图所示，根据图像提供的信息，以下判断中错误的是( )
A．从0至t1时间内该同学处于失重状态
B．在t1至t2时间内该同学处于超重状态
C． t2时刻该同学加速度为零
D．在t2到t3时间内该同学的加速度在逐渐减小
13．(2021-2022学年福建省福州第一中学高一(上)期末)如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是( )
A． B．
C． D．
14．(2021-2022学年北京市师范大学附属中学高一(上)期末)某同学站在体重计上，通过做下蹲、起立的动作来探究超重和失重现象．下列说法正确的是( )
A．下蹲过程中人始终处于超重状态
B．起立过程中人始终处于超重状态
C．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
D．起立过程中人先处于超重状态后处于失重状态
15．(多选)(2021-2022学年北京市第四中学高一(上)期末)一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可不计，盘内放一个物体P处于静止。P的质量m＝12kg，弹簧的劲度系数k＝800N/m。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，如图所示。已知在头0.2s内F的大小是变化的，在0.2s以后F是恒力，g取10m/s2。下列说法正确的有( )
A．0.2s时P与秤盘分离
B．P做匀加速运动的加速度大小为5m/s2
C．F的最大值为210N
D．F的最小值为90N
16．(多选)(2021-2022学年北京市第四中学高一(上)期末)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．人对体重计的压力大于体重计对人的支持力
D．人对体重计的压力等于体重计对人的支持力
17．(2021-2022学年山西省临汾一中高一(上)期末)如图1所示，将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止。使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先加速、再匀速、最终减速停下，已知电动扶梯与水平方向夹角为，重力加速度g取，，，某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图2所示。
(1)求该次测量中实验员的质量m；
(2)求该次测量中加速和减速过程中水平扶梯台阶对实验员的摩擦力。
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第六节 超重和失重
【基础过关】
1．(2021-2022学年广东实验中学高一(上)期末)针对以下四幅图，下列说法正确的是( )
A．图甲中，蹲在体重计上的人突然站起的瞬间指针示数会大于人的体重
B．图乙中，对各类汽车都有限速是因为汽车的速度越大惯性就越大
C．图丙中，顾客乘行有台阶自动扶梯经过先加速再匀速的两个阶段始终受摩擦力的作用
D．图丁中，嫦娥五号返回时打开降落伞后伞绳对返回器的作用力大于返回器对伞绳的作用力
2．(2021-2022学年重庆市南开中学高一(上)期末)下列说法正确的是( )
A．处于超重状态的物体其重力增加
B．物体做曲线运动时速度一定变化，加速度可能不变
C．国际单位制中，力学的基本单位分别是kg、m、N
D．牛顿利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，并在此基础上提出了万有引力定律
3．(2021-2022学年银川一中高一(上)期末)关于超重和失重，下列说法中正确的是( )
A．做自由落体运动的物体处于超重状态
B．做减速下降运动的物体处于超重状态
C．正在向上加速启动的电梯处于失重状态
D．物体处在超重状态，代表其重力变大
4．(多选)(2021-2022学年湖南省名校联盟高一(上)期末)实际生活中有很多领域涉及超重和失重现象。下列关于超重与失重的说法正确的是( )
A．物体具有向上的加速度时处于超重状态
B．物体只要向下运行就处于失重状态
C．超重就是指物体受到的重力增大了
D．航天器在太空轨道上绕地球运行时，航天器内的物体将处于完全失重状态
5．(2021-2022学年黑龙江省双鸭山市第一中学高一(上)期末)乘客乘坐电梯过程中，电梯做下列哪种运动，乘客会处于失重状态( )
A．匀速上升 B．匀速下降
C．加速上升 D．加速下降
6．(2021-2022学年广东省汕头市金山中学高一(上)期末)下列说法中正确的( )
A．计算火车通过大桥所需时间时，火车可被看作质点
B．作用力变化，其反作用力也必然同时发生变化
C．骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下，是为了增大惯性冲上坡
D．竖直向上抛出一个小球(不计空气阻力)，它上升过程处于超重状态
7．(2021-2022学年上海市延安中学高一(上)期末)在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的( )
A． B．
C． D．
8．(2021-2022学年山西省长治二中高一(上)期末)一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则( )
A．t3时刻火箭距地面最远
B．t2 t3的时间内，火箭在向下降落
C．t1 t2的时间内，火箭处于失重状态
D．0 t3的时间内，火箭始终处于失重状态
9．(2021-2022学年宁夏银川二中高一(上)期末)小明站在电梯(竖直上下运动的升降机)内放在电梯水平地板的体重计上，电梯静止时体重计示数为50kg；若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45kg，取g=10m/s2。下列说法中正确是( )
A．电梯可能在加速上升，加速度大小为1m/s2
B．电梯可能在加速下降，加速度大小为9m/s2
C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1m/s2
D．电梯可能在加速下降或减速上升，且小明都处于超重状态
10．(2021-2022学年宁夏银川二中高一(上)期末)图示为水平面上一质量m=10kg的货物在吊车作用下竖直向上运动过程的v -t图像，以下判断正确的是( )
A．前3s内货物处于失重状态
B．货物能上升的最大高度为27m
C．第7s末货物回到了出发点
D．前3s内货物的平均速度大于最后2s内的平均速度
11．(多选)(2021-2022学年长春外国语学校高一(上)期末)小明家住10层．他放学后，乘坐电梯从1层直达10层．假设电梯刚起动时做匀加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做匀减速直线运动．在电梯从1层直达10层的过程中，下列说法正确的是( )
A．电梯刚起动时，小明处于失重状态
B．电梯刚起动时，小明处于超重状态
C．在超重或失重过程中，小明的体重发生了变化
D．电梯运动的加速度方向发生了变化
12．(多选)(2021-2022学年湖南师范大学附属中学高一(上)期末)蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。如图所示，蹦极者小张站在约40米的高处，把一端固定的长长的橡皮条绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。当小张落到离地面(或水面)一定距离时，橡皮条被拉伸、绷紧、阻止小张继续下落，直至小张下落到最低点。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是( )
A．当小张在最低点时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等
B．当小张下降的速度达到最大时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等
C．从橡皮绳开始绷紧至小张下落到最低点的过程中，他的加速度一直增大
D．在橡皮条处于拉伸阶段，小张可能处于失重状态
13．(多选)(2021-2022学年广东省汕头市金山中学高一(上)期末)新冠疫情期间，某些地方利用无人机投放救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的( )
A．箱内物体对箱子底部始终没有压力
B．箱子刚从飞机上投下时，箱子处于超重状态
C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大
D．箱子下落过程中，箱子速度增大的过程加速度也逐渐减小
14．(多选)(2021-2022学年北京市师范大学附属中学高一(上)期末)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是( )
A．绳对人的拉力始终向上且越来越大
B．人经历先失重后超重的状态
C．绳恰好伸直时，绳的弹力为零，人的速度最大
D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
15．(2021-2022学年安徽省合肥市第六中学高一(上)期末)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，则从徐惠琴撑杆起跳到落至软垫的整个过程中，下列说法正确的是( )
A．在撑杆的过程中杆对她的弹力小于她对杆的压力
B．在撑杆上升过程中，她始终处于超重状态
C．在空中下降过程中她处于失重状态
D．徐惠琴落到软垫后一直做减速运动
16．(2021-2022学年福建师范大学附属中学高一(上)期末)在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到如图所示的压力F随时 间t变化的图象，则该同学是完成一次_______ (选填“下蹲”或“起立”)的动作，该过程中 最大加速度为_______ m/s2。(g取l0m/s2)
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第六节 超重和失重
【能力提升】
1．(2021-2022学年湖北省荆州市沙市中学高一(上)期末)2021年6月17日，在神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功实现自主快速交会对接后，于18时48分，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。则下列说法正确的是( )
A．宇航员在太空中由于完全失重，所以没有惯性
B．宇航员进入核心舱需借助外力，说明力是维持物体运动的原因
C．载人飞船加速升空的过程中，宇航员对座椅的压力与其受到的支持力大小相等
D．宇航员在空间站内用力F双手互拉弹簧两端时，弹簧弹力大小为2F
【解析】 A．物体的惯性由质量决定，与物体所处的位置没有关系，A错误；
B．宇航员进入核心舱需借助外力，说明力是改变物体运动的原因，B错误；
C．载人飞船加速升空的过程中，宇航员对座椅的压力与其受到的支持力互为作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知，其大小相等，C正确；
D．宇航员在空间站内用力F双手互拉弹簧两端时，根据二力平衡可知，弹簧弹力大小为F，D错误。故选C。
【答案】 C
2．(多选)(2021-2022学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一(上)期末)质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a在竖直方向做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则( )
A．升降机的加速度方向竖直向下 B．台秤示数减少ma
C．升降机一定向上运动 D．升降机一定做加速运动
【解析】 由于测得体重为mg，人对台秤的压力小于人的重力，对于人来说应该是有向下的合力，根据牛顿第二定律F=ma可知人有向下的加速度，那么升降机也就有向下的加速度，此时可能是向下加速，也可以是向上减速，所以A正确，CD错误；
根据牛顿第二定律F=ma可知人有向下的加速度，那么升降机也就有向下的加速度，由mg-FN=ma解得FN=mg-ma，即台秤示数减少ma，故B正确；故选AB．
【答案】 AB
3．(多选)(2021-2022学年福建省莆田第一中学高一(上)期末)高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷．当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙．则下列说法正确的是( )
A．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
B．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力等于人的重力
C．弹簧压缩到最低点时，人处于超重状态
D．弹簧压缩到最低点时，人处于失重状态
【解析】 A、弹簧压缩到最低点时，人向上弹起，加速度的方向向上，人处于超重状态，高跷对人的作用力大于人的重力．故A正确、B错误；
CD、弹簧压缩到最低点时，人的加速度的方向向上，人处于超重状态．故C正确、故D错误．故选AC．
【答案】 AC
4．(多选)(2021-2022学年云南省昆明市第一中学高一(上)期末)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随时间变化的图线。由图线可知该同学( )
A．体重约为
B．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
C．做了两次下蹲—起立的动作
D．做了一次下蹲—起立的动作
【解析】 A．当同学站在力传感器静止不动时，示数将稳定，由此可知该同学体重约为500N，故A正确；
BCD．图线左侧的明显变化表示下蹲过程，该过程中同学先处于失重状态后处于超重状态，同理可知图线右侧的明显变化表示起立过程，因此该同学做了一次下蹲—起立的动作，故BC错误，D正确。故选AD。
【答案】 AD
5．(2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第一中学高一(上)期末)小明同学在力传感器上完成“下蹲”和“站起”动作，计算机采集的图线如图所示，由图中信息可以判断出(重力加速度g取10m/s2)( )
A．小明的体重大约为70kg
B．小明同学先完成“下蹲”动作，再完成“站起”动作
C．“站起”过程一直处于超重状态
D．整个过程的最大加速度约为4m/s2
【解析】 A．开始时小处于平衡状态，小明对传感器的压力是500N，则小明的重力约为500N，体重约为50kg，故A错误；
BC．小明下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重(小于自身重力)，到达一个最大速度后再减速下降超重(大于自身重力)，站起过程分别有超重和失重两个过程，先是加速上升超重(大于自身重力)，到达一个最大速度后再减速上升失重(小于自身重力)，由图像可知，小明同学先完成“下蹲”动作，再完成“站起”动作，故B正确，C错误；
D．由图可知，小明同学对力传感器的最小压力约为200N，则最大加速大小约为，故D错误。故选B。
【答案】 B
6．(2021-2022学年山东省聊城第一中学高一(上)期末)某游客蹦极时运动的简化过程如图所示。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连，游客从A点由静止开始下落，至B点弹性绳刚好伸直，到达最低点C后向上弹起。整个过程中空气阻力可以忽略不计，下列说法正确的是( )
A．从A点至B点游客所受的拉力逐渐增大
B．从B点到C点游客处于超重状态
C．在C点时游客受到的拉力最大
D．从C点向上弹起后，游客向上做匀加速直线运动
【解析】 A．游客从A点由静止开始下落，至B点弹性绳刚好伸直，则从A点至B点游客所受的拉力为零，选项A错误；
B．从B点到C点先加速后减速，即加速度先向下后向上，则游客先失重后超重，选项B错误；
C．在C点时弹性绳的弹力最大，则游客受到的拉力最大，选项C正确；
D．从C点向上弹起后，开始时弹力大于重力，加速度向上，随弹力减小加速度减小，则游客先向上做变加速运动，后来弹力小于重力，加速度向下，随弹力减小，加速度变大，则游客向上做变减速运动，选项D错误。故选C。
【答案】 C
7．(多选)(2021-2022学年湖北省荆州市沙市中学高一(上)期末)近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为1400N。打开扣环，从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备的总质量为70kg(可视为质点)。不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是( )
A．在C点，人处于超重状态
B．在B点，人所受合力为零
C．打开扣环瞬间，人的加速度大小为
D．从A点到B点上升过程中，人的加速度不断减小
【解析】 A．在C点速度为零，有向下的加速度，人处于失重状态，故A错误；
B．在B点时人的速度最大，此时人所受合力为零，弹性绳的拉力大小等于重力，故B正确；
C．传感器示数为T=1400N，设此时弹性绳的弹力为F，由平衡条件得F=T+mg，打开扣环瞬间，对人，由牛顿第二定律得F-mg=ma，代入数据解得a=20m/s2，故C错误；
D．人从A点到B点过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力F减小，人所受合力F-mg减小，加速度减小，故D正确。故选BD。
【答案】 BD
8．(2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一(上)期末)如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个物块从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，则小球从接触弹簧到下降到最低点的过程中( )
A．物块刚接触弹簧瞬间速度最大 B．当物块的速度最大时，它所受的合力为零
C．物块一直处于失重状态 D．物块的加速度先增大后减小
【解析】 物快刚接触弹簧时，弹力小于重力，物块具有向下的加速度，物块向下继续加速，弹簧继续被压缩，弹力增大，加速度逐渐减小，当弹簧的弹力等于重力时，此时物块所受合力为零，加速度为零，物块速度达到最大，当弹簧弹力大于重力时，物块的加速度向上，物块做减速运动， 随着弹簧继续被压缩，弹力增大，加速度反向增大，故物块先处于失重状态后处于超重状态，ACD错误，B正确。故选B。
【答案】 B
9．(2021-2022学年哈尔滨师范大学附属中学高一(上)期末)如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，右图为其结构简图。跳楼机由静止从a自由下落到b，再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。已知跳楼机和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g。则( )
A．从b到c，跳楼机和游客处于失重状态
B．从a到b，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等
C．从a到b与从b到c的运动时间之比为
D．从b到c，跳楼机受到制动力的大小等于3mg
【解析】 A．从b到c，跳楼机受恒力做减速运动，加速度方向竖直向上，游客处于超重状态，A错误；
B．从a到b，跳楼机做自由落体运动，游客处于完全失重状态，跳楼机座椅对游客的作用力为零，与游客的重力大小不等，B错误；
C．设跳楼机在b位置时的速度大小为v，从b到c的加速度大小为a，根据运动学规律有，解得，从a到b与从b到c的运动时间之比为，C错误；
D．设从b到c，跳楼机受到制动力的大小为F，根据牛顿第二定律有，解得，D正确。故选D。
【答案】 D
10．(2021-2022学年黑龙江省大庆实验中学高一(上)期末)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
【解析】 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。
【答案】 A
11．(2021-2022学年深圳外国语学校高一(上)期末)“蹦极”是一项刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空点自由下落，图中点是弹性绳的原长位置，是人所到达的最低点，是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从点下落到最低点点的过程中( )
A．在点时人的速度最大
B．在段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C．在段人做减速运动
D．在点，人的速度为零，处于平衡状态
【解析】 A．人下落至b处，拉力等于重力，加速度为零，获得最大速度，A错误；
BC．在ab段绳的拉力小于人的重力，加速度向下，做加速运动，并且随着下降弹力绳的拉力逐渐变大，加速度减小，人处于失重状态，C错误，B正确；
D．在c点，人的速度为零，但是弹力大于重力，不是处于平衡状态，D错误。故选B。
【答案】 B
12．(2021-2022学年华南师范大学附属中学高一(上)期末)利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让质量为m的某同学从桌子上跳下，自由下落高度H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，其重心又下降了h，计算机显示该同学受到地面支持力F随时间变化的图像如图所示，根据图像提供的信息，以下判断中错误的是( )
A．从0至t1时间内该同学处于失重状态
B．在t1至t2时间内该同学处于超重状态
C． t2时刻该同学加速度为零
D．在t2到t3时间内该同学的加速度在逐渐减小
【解析】 A．根据图像，从0至t1时间内支持力小于重力，该同学处于失重状态，A正确；
B．根据图像，在t1至t2时间内支持力大于重力，该同学处于超重状态，B正确；
C．t2时刻，支持力大于重力，合力不等于零，该同学加速度不等于零，C错误；
D．根据牛顿第二定律，解得，在t2到t3时间内，FN减小，该同学的加速度在逐渐减小，D正确。故选C。
【答案】 C
13．(2021-2022学年福建省福州第一中学高一(上)期末)如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是( )
A． B．
C． D．
【解析】 下蹲过程，钩码先向下加速再向下减速，则加速度方向先向下后向上，则钩码先处于失重状态，再处于超重状态，传感器受到的拉力先小于钩码的重力再大于钩码的重力。
起立过程，钩码先向上加速再向上减速，则加速度方向先向上后向下，则钩码先处于超重状态，再处于失重状态，传感器受到的拉力先大于钩码的重力再小于钩码的重力。故选C。
【答案】 C
14．(2021-2022学年北京市师范大学附属中学高一(上)期末)某同学站在体重计上，通过做下蹲、起立的动作来探究超重和失重现象．下列说法正确的是( )
A．下蹲过程中人始终处于超重状态
B．起立过程中人始终处于超重状态
C．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
D．起立过程中人先处于超重状态后处于失重状态
【解析】 AC．下蹲过程中，人的重心是先加速下降后减速下降，故人的加速度先向下，后向上，根据牛顿第二定律可知，人先处于失重后处于超重状态，AC错误；
BD．起立过程中，人的重心是先加速上升，后减速上升，故人的加速度先向上，后向下，故该过程中，先是超重状态后是失重状态，B错误，D正确。故选D。
【答案】 D
15．(多选)(2021-2022学年北京市第四中学高一(上)期末)一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都可不计，盘内放一个物体P处于静止。P的质量m＝12kg，弹簧的劲度系数k＝800N/m。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，如图所示。已知在头0.2s内F的大小是变化的，在0.2s以后F是恒力，g取10m/s2。下列说法正确的有( )
A．0.2s时P与秤盘分离
B．P做匀加速运动的加速度大小为5m/s2
C．F的最大值为210N
D．F的最小值为90N
【解析】 以物体P为研究对象．物体P静止时受重力G、称盘给的支持力N。因为物体静止，合外力为0，N=mg=kx0，解得x0=0.15m，加拉力后物体P受力如图受重力G，拉力F和支持力N′
据牛顿第二定律有F+N′-mg=ma，当0.2s后物体所受拉力F为恒力，即为P与盘脱离，即弹簧无形变，由0～0.2s内物体的位移为x0。物体由静止开始运动，则x0＝at2，将x0=0.15m代入解得a=7.5m/s2，A正确，B错误；
C．F的最小值由F+N′-mg=ma，式可以看出即为N′最大时，即初始时刻N′=N=kx，代入F+N′-mg=ma，得Fmin+kx0-mg=ma，，C正确；
D．F最大值即N=0时，Fmax-mg=ma，Fmax=210N，D正确；故选ACD。
【答案】 ACD
16．(多选)(2021-2022学年北京市第四中学高一(上)期末)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．人对体重计的压力大于体重计对人的支持力
D．人对体重计的压力等于体重计对人的支持力
【解析】 AB．人受到的支持力，则根据牛顿第二定律可知，得到，根据牛顿第三定律得，对体重计的压力大小，A正确、B错误；
CD．人对体重计的压力和人受到的支持力是作用力和反作用力，故人对体重计的压力等于体重计对人的支持力，C错误、D正确；故选AD。
【答案】 AD
17．(2021-2022学年山西省临汾一中高一(上)期末)如图1所示，将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止。使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先加速、再匀速、最终减速停下，已知电动扶梯与水平方向夹角为，重力加速度g取，，，某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图2所示。
(1)求该次测量中实验员的质量m；
(2)求该次测量中加速和减速过程中水平扶梯台阶对实验员的摩擦力。
【解析】 (1)电梯匀速运动，实验员受力平衡，得
(2)加速阶段，根据牛顿第二定律，
解得，方向水平向右
减速阶段，根据牛顿第二定律，
解得，方向水平向左
【答案】 (1)；(2)，方向水平向右；，方向水平向左
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