2026教科版高中物理必修第一册练习--第四章 7 超重与失重 同步练习（含解析）

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2026教科版高中物理必修第一册
7　超重与失重
基础过关练
题组一　对超重、失重现象的理解
1.(2024湖南邵阳期末)下列关于超重和失重现象的描述中正确的是 (　　)
A.电梯正在减速上升时,电梯中的乘客处于超重状态
B.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,列车上的乘客处于超重状态
C.小明逛商场,随感应扶梯加速下行时,小明处于失重状态
D.“天宫课堂”中,航天员可以用天平直接测量物体的质量
2.(2025四川泸州期末)如图所示,兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况,在电梯地板上放置了一个压力传感器,将质量为4 kg的物体放在传感器上。在电梯运动的某段过程中,传感器的示数为44 N。重力加速度g取10 m/s2。对此过程的分析正确的是 (　　)
A.物体处于失重状态　　　　
B.物体的加速度大小为2 m/s2
C.电梯可能正在减速下降
D.电梯可能正在减速上升
3.(2025四川眉山期末)巴黎奥运会女子10米跳台跳水决赛,中国选手以425.60分夺冠。将运动员视为质点,从她离开跳台开始计时,其运动的速度与时间的图像如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.t2时刻到达最高点
B.t3时刻刚好到达最低点
C.t2~t3时间内处于失重状态
D.t2~t3时间内做加速度增大的减速运动
题组二　应用牛顿第二定律解决超重和失重问题
4.(多选题)(2024安徽蚌埠期末)课堂上一位同学站在力传感器上做下蹲、站起动作时,通过计算机采集到传感器的示数F最高点与时间t的变化情况,如图所示。重力加速度g取10 m/s2,下列对图像分析正确的是 (　　)
A.a点~b点对应时间内该同学处于超重状态
B.a点~b点对应时间内该同学处于失重状态
C.整个过程的最大加速度约为6 m/s2
D.由图可知该同学做了两次下蹲、站起动作
能力提升练
题组一　对超重、失重现象的理解
1.(多选题)(2025四川南充期末)某商场的智能化电动扶梯在无人乘坐时运转得很慢,有人站上扶梯时会先加速再匀速运转。如图所示,一顾客乘电动扶梯上楼,始终与扶梯相对静止,电梯踏板水平,下列说法中正确的是 (　　)
A.匀速阶段,顾客不受摩擦力的作用
B.加速阶段,顾客受到的摩擦力方向指向身后
C.加速阶段,顾客受到扶梯的支持力大于重力
D.加速阶段,顾客处于失重状态
题组二　对超重和失重的分析与计算
2.(2025四川内江期末)如图所示,在电梯的顶部挂有一个弹簧测力计,弹簧测力计下端挂了一个重物,当电梯做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10 N。在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8 N,重力加速度g取10 m/s2。关于此时电梯的运动,以下说法正确的是 (　　)
A.电梯可能向上运动,人处于超重状态
B.电梯一定向下运动,人处于失重状态
C.电梯可能向下加速运动,加速度大小为2.5 m/s2
D.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2.0 m/s2
3.(多选题)(2025四川成都测试)质量为m=1 kg的物块在竖直向上的拉力F作用下由静止开始运动,物块运动的v-t图像如图所示。忽略空气阻力的影响,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 (　　)
A.0~2 s内,拉力F的大小为12 N
B.4 s时,物块开始下降
C.4~6 s内,物块处于超重状态
D.物块上升的最大高度为16 m
4.(多选题)(2024四川德阳期末)如图所示,在升降电梯里固定一倾角为θ的光滑斜面,将质量为m的光滑小球置于斜面和一个光滑竖直固定挡板之间。当电梯具有竖直向上的加速度a时,重力加速度为g,下列说法正确的是 (　　)
A.电梯可能正在减速下降
B.斜面对小球的弹力大小为
C.若增大加速度a,挡板对小球的弹力不变
D.若增大加速度a,挡板对小球的弹力一定增大
答案与分层梯度式解析
7　超重与失重
基础过关练
1.C　电梯正在减速上升时,加速度方向向下,电梯中的乘客处于失重状态,故A错误;磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,竖直方向的加速度为0,列车上的乘客不处于超重状态,故B错误;小明逛商场,随感应扶梯加速下行时,小明有竖直向下的加速度,小明处于失重状态,故C正确;“天宫课堂”中,由于物体完全失重,航天员不能用天平直接测量物体的质量,故D错误。
2.C　由于物体的重力G=mg=40 N<44 N,则物体处于超重状态,物体加速度方向向上,A错误;对物体由牛顿第二定律有N-mg=ma,解得a=1 m/s2,B错误;物体加速度方向向上,则电梯可能减速下降,也可能加速上升,C正确,D错误。故选C。
方法总结　 判断超重和失重现象的三种方法
　　(1)受力的角度判断:当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态;等于零时处于完全失重状态。
　　(2)加速度的角度判断:当物体具有向上的加速度时处于超重状态;具有向下的加速度时处于失重状态;向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。
　　(3)运动的角度判断:当物体加速上升或减速下降时,物体处于超重状态;当物体加速下降或减速上升时,物体处于失重状态。
3.B　运动员先向上运动,到达最高点时,速度应为0,故t1时刻运动员到达最高点,A错误;运动员到达最低点时,速度为0,则t3时刻运动员刚好到达最低点,B正确;运动员先向上运动,加速度为重力加速度,由图可知,斜率为正时,加速度向下,t2~t3时间内图像斜率为负,运动员加速度向上,处于超重状态,C错误;由图像斜率可知t2~t3时间内运动员做加速度减小的减速运动,故D错误。故选B。
4.BC　由F-t图像可知,该同学的质量为50 kg,a点~b点对应时间内F<500 N,该同学有向下的加速度,处于失重状态,故A错误,B正确;由F-t图像可知,整个过程的最大加速度约为am== m/s2=6 m/s2,故C正确;下蹲过程,先向下加速后向下减速,应先失重后超重;起立过程,先向上加速后向上减速,应先超重后失重;由F-t图像可知,该同学做了一次下蹲、站起动作,故D错误。
方法技巧　有关超重、失重的计算问题,首先应根据加速度方向判断物体处于超重状态还是失重状态,然后选取正方向,分析物体的受力情况,利用牛顿第二定律进行求解。求解此类问题的关键是确定物体加速度的大小和方向。
能力提升练
1.AC　匀速阶段,顾客受力平衡,则水平方向受力为零,水平方向不受摩擦力的作用,A正确;加速阶段,加速度有水平向右的分量,则顾客受到的摩擦力方向指向身前,B错误;加速阶段,加速度有竖直向上的分量,则顾客处于超重状态,受到扶梯的支持力大于重力,C正确,D错误。故选A、C。
2.D　当电梯做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10 N,可知重物的重力为10 N,重物的质量为m== kg=1 kg,在某时刻弹簧测力计的示数变为8 N,则重物处于失重状态,故重物的加速度竖直向下,所以电梯可能向上做减速运动或向下做加速运动,根据牛顿第二定律有G-F=ma,代入数据解得a=2.0 m/s2。故选D。
易混易错　判断物体运动时是超重还是失重,要看其加速度的方向,不能看速度的方向。物体有向上的加速度时,处于超重状态,但速度方向可能是向上,也可能是向下;物体有向下的加速度时,处于失重状态,但速度方向可能是向上,也可能是向下。
3.AD　0~2 s内,物块做匀加速直线运动,由图像可知加速度大小为a1==2 m/s2,根据牛顿第二定律有F-mg=ma1,解得F=12 N,A正确;由图像可知,物块的速度始终为正值,即物块一直向上运动,B错误;4~6 s内,物块做匀减速直线运动,加速度方向向下,所以物块处于失重状态,C错误;根据v-t图线与横轴所围面积表示位移,可知物块上升的最大高度为h=×4 m=16 m,故D正确。故选A、D。
4.AD　电梯具有竖直向上的加速度a,由于速度方向未知,则电梯可能加速上升或减速下降,故A正确;对小球受力分析,如图
在水平方向由平衡条件有F1=F2 sin θ,在竖直方向由牛顿第二定律有F2 cos θ-mg=ma,所以斜面对小球的弹力大小为F2>,故B错误;若增大加速度a,根据F2 cos θ-mg=ma可知斜面对小球的弹力F2增大,根据F1=F2 sin θ可知挡板对小球的弹力F1一定增大,故C错误,D正确。
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