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第四章 运动和力的关系
6 超重和失重
题组 一　
1. ［2022北京密云高一期末］如图是人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间变化情况。请通过分析图线判断以下说法正确的是（　）
A. 0.5 s时人开始下蹲
B. 4 s时人处于下蹲静止状态
C.“下蹲”过程中人始终处于失重状态
D. “站起”过程中人始终处于超重状态
点题：超重和失重的概念。
超重现象、失重现象概念的理解
B
解 析
A错、B对、C错：开始下蹲时，人先向下加速运动，加速度向下，发生失重现象，然后减速向下，加速度向上，发生超重现象，则1 s时人开始下蹲，2 s末下蹲结束，4 s时人处于下蹲静止状态。
D错：“站起”过程中人先加速上升，加速度向上，处于超重状态；然后
减速上升，加速度向下，处于失重状态。
2.如图所示，我国航天员在“天宫课堂”演示喝水的过程中，我们看到水滴呈球形漂浮在空间站内，处于完全失重状态。下列在地面上运动过程中的物体也处于此状态的是（　）
A. 做自由落体运动的小钢球
B. 沿水平面加速行驶的火车
C. 沿斜面匀速滑下的小木块
D. 沿竖直方向减速下降的电梯
点题：超重与失重的概念的理解。
解 析
A对：做自由落体运动的小钢球只受重力作用，加速度为g，为完全失重状态。
B错：沿水平面加速行驶的火车在水平方向上有加速度，在竖直方向上加速度为零，不是完全失重状态。
C错：沿斜面匀速滑下的小木块，加速度为零，不是完全失重状态。
D错：沿竖直方向减速下降的电梯，加速度向上，处于超重状态。
A
3.［2022辽宁沈阳高一期末］现在很多智能手机都可以测量重力加速度。某高中学生打开测量加速度的APP，用手掌水平托住手机，点击“ ”后，让手机迅速脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观察到手机显示的加速度值为9.6 m/s2。已知当地的重力加速度为9.8 m/s2，则手机在脱离手掌到被接住的过程中（　）
A. 手机一直处于失重状态
B. 手机一直处于超重状态
C. 手机先处于失重状态后处于超重状态
D. 手机先处于完全失重状态后处于超重状态
点题：超重、失重只与加速度方向有关。
C
解 析

4.［2022辽宁丹东高一期末］2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。11月7日，航天员翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱。12月9日空中课堂开始。下列说法正确是（　）
A. 火箭在加速上升过程中，航天员处于失重状态
B. 返回舱返回地面落地前的减速过程中，航天员对座椅的压力小于其重力
C. 在空中课堂中，王亚平将乒乓球按入装有水的量筒中，松开手后球不再浮起
D. 航天员在舱外执行太空行走任务时没法用脚行走，需要靠手以及机械臂等装
置来移动身体，因为舱外活动是在完全失重的条件下进行的，即航天员根本不受
重力作用
C
解 析
A、B错：火箭在加速上升过程和返回舱落地前的减速过程，加速度方向均向上，即航天员处于超重状态，由牛顿第二定律知，航天员对座椅的压力大于其自身重力。C对：在太空中乒乓球处于完全失重状态，和重力有关的一切现象会消失，故将乒乓球按入装有水的量筒中，松开手后球不再浮起。
D错：无论在什么状态下，重力都不会消失。
5.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）。
下列说法正确的是（　）
A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
点题：超重和失重的理解。
解 析
以A、B整体为研究对象，抛出后仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为g，方向竖直向下。以A为研究对象，因加速度为g，方向竖直向下，故由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用。
A
6.如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作。下列F-t图像能反映体重计示数随时间变化的是（　）
C　
题组 二　

点题：加速度方向先向下，后向上。
解 析
对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对体重计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，人处于超重状态，此时人对体重计的压力大于人的重力的大小，故Ｃ正确，A、B、D错误。


B　
解 析

8.如图所示为某人站在压力传感器上做下蹲—起立的动作时记录的压力随时间变化的图线。由图线可知，该人的重力约为650 N，除此之外，还可以得到的信息是（　）
A.该人做了两次下蹲—起立的动作
B.该人做了一次下蹲—起立的动作
C.下蹲过程中人处于失重状态
D.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
拨开迷雾：下蹲过程既有向下加速的过程，也有向下减速的过程，易错理解为
只有向下加速的过程。
解 析
人下蹲动作分别有失重和超重两个状态。先是加速下降，到达一个最大速度后再减速下降，对应先失重后超重，起立对应先超重后失重，由对应图像可知，该人做了一次下蹲—起立的动作，故A错误，B正确；下蹲过程既有失重又有超重，且先失重后超重，故C、D错误。
D　
9.某校科技兴趣小组用实验来模拟卫星的发射。假设火箭点火后从地面竖直升空，t1时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落，t2时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落，此后不再有燃料燃烧。实验中测得火箭的v-t图像如图所示，运动中不计空气阻力，全过程中燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断中正确的是（　）
A. t2时刻火箭到达最高点，t3时刻火箭落回地面
B.火箭在t2～t3时间内的加速度大小大于重力加速度
C.火箭在0～t1时间内的加速度大于t1～t2时间内的加速度
D. t1～t2时间内火箭处于超重状态，t2～t3时间内火箭处于失重状态
拨开迷雾：斜率正负的改变不表示速度方向的改变。
D　
题组 三　

火箭上升的最大高度为运动过程中的最大位移，由图像可知，当速度等于零时，位移最大，火箭处于最高点，即t3时刻到达最高点，故A错误。火箭在t2～t3时间内没有燃料燃烧，且不计空气阻力，火箭只受重力，其加速度大小等于重力加速度，故B错误。v-t图线的斜率表示加速度，由题图可知火箭在0～t1时间内的加速度小于t1～t2时间内的加速度，故C错误。由题图可知， t1～t2时间内加速度为正值，即方向向上，火箭处于超重状态，t2～t3时间内加速度为负值，即方向向下，火箭处于失重状态，故D正确。
解 析
10.一同学在地面上用测力计称得体重为500 N，然后他将体重计移至电梯内称量，在t0至t3时间段内体重计的示数如图所示。若取电梯向上运行的方向为正，电梯运行的v-t图像可能是（　）
点题：利用v-t图像中v、a方向分析超重与失重。
B　
由G-t图像知：t0～t1时间内，人失重，具有向下的加速度，t1～t2时间内匀速或静止，t2～t3时间内，超重，具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：t0～t3时间内先加速下降，再匀速下降，最后减速下降；也可能是：先减速上升，静止，最后加速上升。故选B。
解 析
11.［2020山东卷］一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　）
D　
题组 四　

A.0～t1时间内，v增大，FN>mg
B.t1～t2时间内，v减小，FNC.t2～t3时间内，v增大，FND.t2～t3时间内，v减小，FN>mg
由于x-t图像的斜率表示速度，可知在0～t1时间内速度增大，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FNmg，选项C错误，D正确。
解 析
12.［2022浙江龙游中学高二期末］某校把跳长绳作为一项常规运动项目，其中一种运动方式为，一支队伍抽 12 人一起进长绳，计同步一起跳的个数，在2022年的比赛中该校潮勇班一次性跳了59下并打破纪录，根据跳绳中的情景，下列说法正确的是（　）
A. 学生起跳离开地面前的瞬间，学生受到的重力与地面对学生的
支持力大小相等
B. 学生起跳离开地面前的瞬间，学生处于失重状态
C. 学生起跳离开地面前的瞬间，学生对地面的压力
与地面对学生支持力大小相等
D. 学生从最高点开始下落的过程中，先处于完全失重，
再处于超重最后再处于失重状态
点题：超重和失重的概念，牛顿第二定律的应用。
C
A、B错：学生起跳离开地面前的瞬间，学生有向上的加速度，处于超重状态，根据牛顿第二定律知学生受到的重力小于地面对学生的支持力。
C对：学生起跳离开地面前的瞬间，学生对地面的压力与地面对学生支持力为一对相互作用力，大小相等，方向相反。D错：学生从最高点开始下落的过程中，先向下加速，然后向下减速到速度为零，加速度先向下，然后向上，最后静止时加速度为零，所以先处于完全失重，再处于超重最后再处于平衡状态。
解 析
13.［2022浙江温州高一期末］［多选］现在很多智能手机都有加速度传感器，某同学乘坐小区电梯时打开手机的加速度传感器，把手机平放在手掌上并与电梯保持相对静止，获得加速度的变化情况如图甲所示（规定竖直向上为正方向），为了方便研究问题，可以将图像简化为图乙，下列说法正确的是（　）
AB
A. t1～t2时间内电梯处于失重状态
B. t3～t4时间内电梯处于超重状态
C. t3～t4时间内电梯一定正在上行
D. t2～t3时间内电梯一定处于静止状态

解 析
14.［2022山东菏泽高一期末］［多选］弹簧高跷是一种新型的运动器材，如图甲，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. 人向上弹起过程中，一直处于超重状态
C. 人向上弹起过程中，踏板对人的作用力等于人对踏板的作用力
D. 人和高跷离开地面上升过程中处于完全失重状态
A对：弹簧压缩到最低点时，人要向上弹起，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。
B错：人向上弹起过程中，开始处于超重状态，弹力大于重力；上升过程，弹力减小，重力不变，当速度达到最大时，弹力等于重力，之后弹力小于重力，合力向下，处于失重。
C对：人向上弹起过程中，由牛顿第三定律可知，踏板对人的作用力等于人对踏板的作用力。
D对：人和高跷离开地面上升过程中只受重力，处于完全失重状态。
解 析
ACD
15.［2022广东惠州高一期末］［多选］如图所示，图甲为大型游乐设备——升降机，图乙为其结构图。升降机由静止开始从a位置自由下落到b位置，再从b位置开始以恒力制动竖直下落到c位置停下。已知升降机和游客的总质量为m，a、b高度差为2h，b、c高度差为h，重力加速度为g，忽略空气阻力，则（　 ）
A. 升降机从a到b与从b到c过程运动的时间之比为2∶1
B.升降机从a到b与从b到c过程运动的加速度大小之比为1∶2
C.从a到b，升降机座椅对游客的作用力为游客重力的2倍
D.从b到c，升降机座椅对游客的作用力为游客重力的3倍

解 析
ABD
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