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课时跟踪检测(二十二)　超重和失重
1.关于超重与失重的说法正确的是 (　 )
A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B.在超重现象中,物体的重力是增大的
C.处于完全失重状态的物体,其重力一定为零
D.如果物体处于失重状态,它必然有竖直向下的加速度
2.(2025·广东揭阳期末)(多选)如图所示,家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动,方便行动困难的老人上下楼。以下说法正确的是 (　 )
A.升降椅加速上升时,人处于失重状态
B.升降椅减速上升时,人处于失重状态
C.升降椅匀速上升时,升降椅对人的作用力竖直向上
D.升降椅加速上升时,升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
3.(2025·新疆克孜勒苏期末)(多选)在电梯内放一体重计,电梯静止时,小花站在体重计上示数为50 kg,电梯运动过程中,某段时间内小花发现体重计示数如图所示,在这段时间内下列说法正确的是 (　 )
A.电梯可能竖直向上加速运动
B.电梯可能竖直向下加速运动
C.电梯可能向上减速运动
D.电梯可能向下减速运动
4.如图所示,垂直电梯有一个“轿厢”和一个“对重”,它们通过钢丝绳连接,驱动装置带动钢丝绳使“轿厢”和“对重”在竖直方向上做上下运动。当“轿厢”向上做匀加速直线运动时 (　 )
A.电梯的“对重”处于超重状态
B.电梯的“对重”向下做匀减速直线运动
C.钢丝绳的拉力等于“对重”的重力
D.钢丝绳的拉力小于“对重”的重力
5.(2025·宁波高一质检)我国建设的落塔及塔内的落仓如图所示。某次实验时,t=0时刻落仓由静止开始自由下落,t=2 s时开始减速,t=4 s时落仓速度变为0。已知2~4 s内落仓做匀变速直线运动,忽略空气阻力,下列说法正确的是 (　 )
A.0~2 s内落仓内的物体不受重力的作用
B.0~2 s内落仓内的物体处于完全失重状态
C.与0~2 s内相比,2~4 s内落仓下落的位移更小
D.t=1.5 s和t=2.5 s两时刻落仓的加速度相同
6.(2025·河南开封期末)现用某款智能手机进行竖直上抛实验:用手掌托着智能手机,打开加速度传感器,把手机向上抛出,然后又在抛出点接住手机,以竖直向上为正方向,测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示,则手机 (　 )
A.在t1~t3时间内手机先加速后减速
B.在t3时刻手机到达最高点
C.在t2~t4时间内,手机处于失重状态
D.在t2~t4时间内手机受到的支持力逐渐减小
7.(2025·安徽芜湖期末)(多选)某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”动作,研究超重和失重现象。某次实验获得的力传感器采集到压力示数F随时间变化的图像如图所示,a、b、c为图线上的三点。下列判断正确的是 (　 )
A.a→b过程,该同学处于超重状态
B.b→c过程,该同学处于超重状态
C.a→b→c这段时间内,该同学完成了一次“下蹲”
D.a→b→c这段时间内,该同学完成了一次“站起”后并“下蹲”
8.在“天宫课堂”第四课中,神舟十六号航天员展示在微重力环境下,用“特制乒乓球拍”击打水球的现象。下列说法正确的是 (　 )
A.由于水球在空间站中处于失重状态,所以水球没有惯性
B.“球拍”拍水球时,水球受到的弹力是由于“球拍”发生形变产生的
C.“球拍”拍水球时,水球对“球拍”的作用力总是垂直于拍面
D.水球能够悬浮在空间站中是由于水球受到空气的浮力与微重力平衡
9.(多选)同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼,过程中都经历了电梯加速上升阶段,假设三次的加速度大小相同,且乘客相对电梯均静止,如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中,下列说法正确的是 (　 )
A.三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用
B.只有在甲种方式中,乘客才受到了摩擦力作用
C.在丙种方式中,乘客受到电梯地板的支持力最大
D.三种方式中的乘客均处于超重状态
10.(14分)(2025·山东淄博期末)2024年8月10日在巴黎奥运会上,我国举重运动员刘焕华打破奥运会纪录获冠军,刘焕华还在2024年4月8日于泰国普吉岛举行的举重世界杯上以挺举233公斤的成绩创造新的世界纪录。如果在稳定运行的升降机中,重力加速度g取10 m/s2。求(计算结果保留一位小数):
(1)当升降机以1 m/s2的加速度匀加速上升,刘焕华挺举的最好成绩将是多少;(7分)
(2)当升降机以1 m/s2的加速度匀加速下降,刘焕华挺举的最好成绩将是多少。(7分)
11.(16分)一名质量为60 kg的工人,站在竖直向上运动着的升降机底板上。他看到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40 N,已知该重物的质量为5 kg。 弹簧测力计的质量忽略不计。(g取10 m/s2)
(1)先根据受力情况判断重物的加速度的方向,并指出重物是处于超重状态还是失重状态,再求出重物的加速度的大小。(5分)
(2)这时该工人对升降机底板的压力是多大 (5分)
(3)如果悬挂测力计的悬线突然从A点断开,则此时重物的加速度有何变化 (6分)
课时跟踪检测
1．选D　运动员处于静止状态，合力为零，既不失重，也不超重，故A错误；不管是超重还是失重，物体的重力是不变的，故B、C错误；失重是指弹力小于重力、合力竖直向下的情形，即加速度方向向下，故D正确。
2．选BC　升降椅加速上升时，加速度向上，人处于超重状态，A错误；当升降椅减速上升时，加速度向下，人处于失重状态，B正确；当升降椅匀速上升时，人处于平衡状态，升降椅对人的力与人受到的重力平衡，竖直向上，C正确；升降椅加速上升时，升降椅对人的作用力斜向上，但不沿楼梯，因为升降椅对人的作用力和人的重力的合力才沿楼梯向上，D错误。故选B、C。
3．选BC　体重计示数此时为40 kg<50 kg，可知小花失重，电梯的加速度向下，电梯可能向下加速或者向上减速。故选B、C。
4．选D　当“轿厢”向上做匀加速直线运动时，“轿厢”加速度向上，此时，“对重”向下做匀加速直线运动，加速度向下，则“对重”处于失重状态，钢丝绳的拉力小于“对重”的重力，选项D正确。
5．选B　0～2 s内落仓做自由落体运动，落仓内的物体只受重力的作用，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故A错误，B正确；设2 s时落仓的速度为v，则0～2 s内落仓下落的位移为x1＝t1,2～4 s内落仓下落的位移x2＝t2，由于t1＝t2＝2 s，可知0～2 s内落仓下落的位移等于2～4 s内落仓下落的位移，故C错误；0～2 s内落仓向下做匀加速直线运动，2～4 s内落仓向下做匀减速直线运动，根据对称性可知，t＝1.5 s和t＝2.5 s两时刻落仓的加速度大小相等，方向相反，故D错误。
6．选D　由题图可知，t1～t3时间加速度向上，手机一直在向上加速，故A错误；t3时刻手机的加速度为0，此时手机向上的速度达到最大，由于惯性手机会继续向上运动，所以在t3时刻手机还没有到达最高点，故B错误；在t2～t4时间内加速度先向上再向下，手机应处于先超重再失重状态，故C错误；t2～t3时间内加速度向上，大小逐渐减小，根据牛顿第二定律，则有FN－mg＝ma，随着a的减小，手机受到支持力逐渐减小，t3～t4时间内加速度向下，逐渐增大，根据牛顿第二定律mg－FN＝ma，随着a的增大，手机受到支持力逐渐减小，则在t2～t4时间内手机受到的支持力逐渐减小，故D正确。
7．选BC　a→b过程，压力小于重力，该同学处于失重状态，故A错误；b→c过程，压力大于重力，该同学处于超重状态，故B正确；每次“下蹲”过程，先向下加速再向下减速，则物体先失重后超重；每次“站起”过程，先向上加速再向上减速，则先超重后失重；a→b→c过程先失重后超重，则为一次“下蹲”过程，故C正确，D错误。故选B、C。
8．选B　惯性是物体的固有属性，与所在位置和状态无关，故A错误；“球拍”拍水球时，水球所受弹力是由于“球拍”发生形变产生的，故B正确；“球拍”拍水球时，如果不是正拍，水球对“球拍”的作用力包括弹力和摩擦力，弹力垂直于拍面，摩擦力平行于拍面，合力不垂直于拍面，故C错误；水球能够悬浮在空间站中是由于失重现象，故D错误。
9．选CD　电梯加速上升阶段，在甲种方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用；在乙种方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用；在丙种方式中，乘客受到支持力、重力作用；故在甲、乙两种方式中，乘客受到了摩擦力作用，故A、B错误。在甲种方式中，乘客受到电梯地板的支持力为FN1＝mgcos θ；在乙种方式中，根据牛顿第二定律有FN2－mg＝masin θ，乘客受到电梯地板的支持力为FN2＝mg＋masin θ；在丙种方式中，根据牛顿第二定律有FN3－mg＝ma，乘客受到电梯地板的支持力为FN3＝mg＋ma；可得FN110．解析：(1)刘焕华对被举的物体最大支持力为F＝m0g＝2 330 N
当升降机以1 m/s2的加速度匀加速上升时，以被举的物体为研究对象，根据牛顿第二定律可得F－m1g＝m1a1
解得m1≈211.8 kg。
(2)当升降机以1 m/s2的加速度匀加速下降时，以被举的物体为研究对象，根据牛顿第二定律可得m2g－F＝m2a2
解得m2≈258.9 kg。
答案：(1)211.8 kg　(2)258.9 kg
11．解析：(1)以重物为研究对象，重物受向下的重力mg，向上的拉力F，由于重物的重力mg大于弹簧的拉力F，因此重物所受合力方向向下，即重物的加速度方向应向下，重物处于失重状态。
由牛顿第二定律有mg－F＝ma
解得a＝2 m/s2。
(2)以人为研究对象，人受到重力Mg，底板的支持力FN，由牛顿第二定律有Mg－FN＝Ma
解得FN＝480 N
由牛顿第三定律知，人对升降机底板的压力大小为480 N。
(3)悬线突然断开，则此时重物的加速度立即变为重力加速度，即大小是10 m/s2，方向竖直向下。
答案：(1)向下　失重状态　2 m/s2　(2)480 N　(3)重物的加速度立即变为10 m/s2，方向竖直向下
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