高中物理-超重和失重练习(含解析)

超重和失重 例题解析★夯实根底1.关于超重和失重，如下说法中正确的答案是Ａ.超重就是物体受的重力增加了Ｂ.失重就是物体受的重力减小了Ｃ.完全失重就是物体一点重力都不受了Ｄ.不论超重或失重物体所受重力是不变的【答案】 D2.前苏联时期在空间建立了一座实验室，至今仍在地球上空运行.这座空间站中所有物体都处于完全失重状态，如此在其中可以完成如下哪个实验A.用天平称量物体的质量B.做托里拆利实验C.验证阿基米德定律D.用两个弹簧秤验证牛顿第三定律【答案】 D3.用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上.在如下四种情况中，绳的拉力最大的是A.电梯匀速上升B.电梯匀速下降C.电梯加速上升D.电梯加速下降【答案】 C4.升降机以0.2 m/s 2的加速度竖直加速上升，站在升降机里质量为60 kg 的人对升降机地板的压力为________N ；如果升降机以一样大小的加速度减速上升，人对地板的压力又为________N.〔g 取10 m/s 2)【解析】 升降机加速上升时，人受向上的支持力F 1和向下的重力mg ，根据牛顿第二定律知：F 1－mg ＝maF 1＝mg ＋ma ＝612 N升降机减速上升时，力的方向不变，同理：mg －F 2＝maF 2＝mg －ma ＝588 N故两种情况下的压力分别是612 N 、588 N.【答案】 612；5885.某人在地面上最多能举起60 kg 的重物，当此人站在以5 m/s 2的加速度加速上升的升降机中，最多能举起kg 的重物.(g 取10 m/s 2)【解析】 在地面上某人最多能举起60 kg 的重物，如此他的最大举力F ＝600 N ，在加速上升的升降机中，该力不变，设最多能举起质量为m 的物体，由牛顿第二定律得F －mg ＝maｍ＝510600+=+a g F kg ＝40 kg【答案】 406.如图3—7—4所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长 10 cm ，运动时弹簧伸长5 cm ，如此升降机的运动状态可能是图3—7—4Ａ.以a ＝1 m/s 2的加速度加速下降Ｂ.以a ＝1 m/s 2的加速度加速上升Ｃ.以a ＝4.９ m/s 2的加速度减速上升 Ｄ.以a ＝4.９ m/s 2的加速度加速下降【解析】 升降机运动时，弹簧伸长量变小，弹力减小，物体失重，具有向下的加速度.静止时F 1＝mg ，F 2＝21F 1＝21mg 运动时，mg －F 2＝ma ，所以a ＝g ／2＝4.９ m/s 2.【答案】 CD7.如图3—7—5所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体，受到一个伸长的弹簧的拉力作用，但仍能保持与升降机相对静止.现突然发现物体被弹簧拉动，如此可以判断升降机的运动状态可能是图3—7—5Ａ.加速上升 Ｂ.加速下降 Ｃ.减速上升Ｄ.减速下降【解析】 当物体匀速时，分析其受力如下列图，因为物体被弹簧拉动，所以弹簧的弹力F 大于物体所受的最大静摩擦力，说明最大静摩擦力减小了，可得F N 减小了.故升降机在竖直方向上具有了向下的加速度.【答案】 BC★提升能力8.在空中竖直向上发射一枚小火箭，其v —t 图象如图3—7—6所示，火箭内的水平支承面上放有质量为0.2 kg 的物体，如此物体对支承面的最大压力为N ，物体对支承面的最小压力为 N 〔g ＝10 m/s 2〕.图3—7—6【解析】 前5 ｓ火箭加速上升，物体对支承面的压力最大.由v —t 图象知，前5 s 火箭的加速度大小为a 1＝5100=∆t v m/s 2＝20 m/s 2 放在水平支承面上的物体受到重力mg 和支持力F N ，由牛顿第二定律得F N －mg ＝maF N ＝m 〔g ＋a 〕＝0.2×30 N ＝6 N由牛顿第三定律得，物体对支承面的压力大小为6 N.5 ｓ以后，火箭做竖直上抛运动，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，物体对支承面的压力为零.【答案】 6；09.升降机中斜面的倾角为θ，上面放着质量为m 的物体，如图3—7—7所示，当升降机以a 向上加速运动时，物体在斜面上保持静止.求物体所受斜面作用的摩擦力和支持力分别为多大？【解析】 由于物体随升降机加速上升，物体处于超重状态，相当于静止系统内物体重〔mg +ma 〕，所以F f =m (g +a )sin θF N =m (g +a )cos θ 【答案】 F f =m (g +a )sin θF N =m (g +a )cos θ10.质量为M 的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m 的重物从高处放下，如图3—7—8所示，假设重物以加速度a 下降〔a ＜g ＝,如此人对地面的压力为图3—7—8A.(M +m )g －maB.M (g －a )－maC.(M －m )g +maD.Mg －ma【解析】 对物体受力分析如图，由牛顿第二定律有G －T =ma ①对人受力有F N +T =Mg ②由①②得 F N =Mg －T =Mg +ma －mg =(M －m)g +ma同一根绳上拉力处处相等.【答案】 C11.用力F 提拉用细绳连在一起的A 、B 两物体，如图3—7—9以 4.9 m/s 2的加速度匀加速竖直上升，A 、B 的质量分别为1 kg 和2 kg ，绳子所能承受的最大拉力是35 N ，如此〔1〕力F 的大小是多少？〔2〕为使绳不被拉断，加速上升的最大加速度是多少？【解析】 以AB 整体为研究对象，应用牛顿第二定律，F －(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a 得：F =44.1 N;再以B 为研究对象，为使绳子不被拉断，AB 间的拉力最多能达到F 1=35 N ，如此物体的加速度为a =221m g m F -=7.7 m/s 2图3—7—9图3—7—7【答案】〔1〕44.1 N (2)7.7 m/s2。

4.6 超重和失重Ⅰ. 基础达标1.在某届学校秋季运动会上，小明同学以背越式成功地跳过了1.70米的高度，如图所示.若忽略空气阻力，g 取10 m/s2.则下列说法正确的是( )A.小明下降过程中处于失重状态B.小明起跳后在上升过程中处于超重状态C.小明起跳时地面对他的支持力等于他的重力D.小明起跳以后在下降过程中重力消失了答案 A2.某物体以30 m/s 的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g ＝10 m/s 2，则5 s 内物体的( )A.路程为55 mB.位移大小为25 m ，方向竖直向上C.速度改变量的大小为10 m/s ，方向竖直向下D.平均速度大小为13 m/s ，方向竖直向上答案 B解析 物体以30 m/s 的初速度竖直上抛时，上升的最长时间为：t 1＝v 0g ＝3 s ，上升的最大高度为：h 1＝v 022g＝45 m ，后2 s 内物体做自由落体运动，下降的高度为：h 2＝12gt 22＝20 m ，所以物体在5 s 内通过的路程为s ＝h 1＋h 2＝65 m ，故选项A 错误；通过的位移为：x ＝h 1－h 2＝25 m ，方向竖直向上，选项B 正确；根据平均速度的定义可知，物体在5 s 内的平均速度为：v ＝x t＝5 m /s ，故选项D 错误；根据加速度的定义可知，物体在5 s 内速度改变量的大小为：Δv ＝gt ＝50 m/s ，故选项C 错误.3.下列关于超重和失重的说法中，正确的是( )A.物体处于超重状态时，其重力增加了B.物体处于完全失重状态时，其重力为零C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化答案 D4.(多选)下列有关超重与失重的说法正确的是( )A.体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于超重状态D.不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变答案BD解析体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时单杠对运动员的拉力等于运动员的重力，运动员既不处于超重状态也不处于失重状态，A错误；蹦床运动员在空中上升和下落过程中有方向竖直向下的加速度，处于失重状态，B正确；举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内地面对运动员和杠铃的支持力等于运动员和杠铃的重力，运动员和杠铃既不处于超重状态也不处于失重状态，C错误；不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变，D正确.5.如图所示，金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出.如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中()A.水继续以相同的速度从小孔中流出B.水不再从小孔中流出C.水将以更大的速度从小孔中流出D.水将以较小的速度从小孔中流出答案B解析小桶自由下落，处于完全失重状态，其中的水也处于完全失重状态，对容器壁无压力，水不会流出，故选B.6.如图所示，一人站在电梯中的体重计上随电梯一起运动.用F表示电梯匀速上升时体重计的示数，F1和F2分别表示电梯以大小为a的加速度加速上升和减速上升时体重计的示数，则()A.F2<F<F1B.F1<F<F2C.F<F1＝F2D.F>F1＝F2答案A解析当电梯匀速运动时，F＝F N＝mg；当电梯以大小为a的加速度加速上升时，根据牛顿第二定律F N1－mg＝ma，得F N1＝m(g＋a)，即F1＝F N1＝m(g＋a)；当电梯以大小为a的加速度减速上升时，根据牛顿第二定律mg－F N2＝ma，得F N2＝m(g－a)，即F2＝F N2＝m(g－a)，故F2<F<F1，A正确，B、C、D错误.7.(多选)在电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50 kg.电梯运动过程中的某一段时间内该同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内，下列说法正确的是(取g＝10 m/s2)()A.该同学所受的重力变小B.电梯可能竖直向上运动C.该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力D.电梯的加速度大小为2 m/s2，方向竖直向上答案BD8.一个质量为50 kg的人，站在竖直方向运动着的升降机地板上.他看到升降机上弹簧秤挂着一个质量为5kg的重物，弹簧秤的示数为40 N，重物相对升降机静止，如图所示，则()A.升降机一定向上加速运动B.升降机一定向上减速运动C.人对地板的压力一定为400 ND.人对地板的压力一定为500 N答案C9.(多选)“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点是弹性绳的原长度位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊时的平衡位置，不计空气阻力，人在从P点下落到最低点c点的过程中()A.人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B.在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态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，处于平衡状态答案ABC10.如图所示，在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量M＝1.5 kg，货物的质量m＝1 kg，无人机与货物间通过轻绳相连.无人机以恒定动力F＝30 N从地面开始加速上升，不计空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2.则()A.无人机加速上升时货物处于失重状态B.无人机加速上升时的加速度a＝20 m/s2C.无人机加速上升时轻绳上的拉力F T＝10 ND.无人机加速上升时轻绳上的拉力F T＝12 N答案D11.某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是()A.人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动B.人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态C.人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重D.人在C点具有最大速度答案C解析在B点，重力等于弹力，在C点速度为零，弹力大于重力，所以从C到B过程中合力向上，做加速运动，但是由于从C到B过程中踏板的形变量在减小，弹力在减小，所以合力在减小，故做加速度减小的加速运动，加速度向上，处于超重状态，从B到A过程中重力大于弹力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做减速运动，处于失重状态，故C正确.12.利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h.计算机显示该同学受到地面支持力F N随时间变化的图象如图所示.根据图象提供的信息，以下判断错误的是()A.在0至t2时间内该同学处于失重状态B.在t2至t3时间内该同学处于超重状态C.t3时刻该同学的加速度为零D.在t3至t4时间内该同学的重心继续下降答案C解析由题图可以看出，在0至t2时间内该同学受到的地面支持力小于重力，由牛顿第二定律可知该同学处于失重状态，而在t2至t3时间内支持力大于重力，该同学处于超重状态，A、B正确；t3时刻该同学受到的支持力最大，且F1大于重力，由牛顿第二定律可知a≠0，C错误；在t3至t4时间内该同学受到的支持力逐渐减小，但仍大于重力，故重心继续下降，D正确.13.若货物随升降机运动的v－t图象如图所示(竖直向上为正方向)，则货物受到升降机的支持力F与时间t变化的图象可能是()答案B解析将整个运动过程分解为六个阶段.第一阶段货物先向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得mg－F＝ma，解得F＝mg－ma<mg；第二阶段货物做匀速直线运动，F＝mg；第三阶段货物向下做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得F＝mg＋ma>mg；第四阶段货物向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得F＝mg＋ma>mg；第五阶段货物做匀速直线运动，F＝mg；第六阶段货物向上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得mg－F＝ma，解得F＝mg－ma<mg.故B正确，A、C、D错误.二、非选择题14.质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示.重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数.(1)匀速上升；(2)以4 m/s2的加速度加速上升；(3)以5 m/s2的加速度加速下降.答案(1)600 N(2)840 N(3)300 N解析 (1)匀速上升时：由平衡条件得：F N1＝mg ＝600 N ，由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为600 N ，即体重计示数为600 N.(2)加速上升时，由牛顿第二定律得：F N2－mg ＝ma 1，故F N2＝mg ＋ma 1＝840 N由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为840 N ，即体重计示数为840 N.(3)加速下降时，由牛顿第二定律得：mg －F N3＝ma 3，故F N3＝mg －ma 3＝300 N ，由牛顿第三定律得：人对体重计的压力为300 N ，即体重计示数为300 N.15.竖直上抛的物体，初速度为30 m/s ，经过2.0 s 、4.0 s ，物体的位移分别是多大？通过的路程分别是多长？2.0 s 、4.0 s 末的速度分别是多大？(g 取10 m/s 2，忽略空气阻力)答案 见解析解析 物体上升到最高点所用时间t ＝v 0g ＝3 s.上升的最大高度H ＝v 022g ＝3022×10m ＝45 m 由x ＝v 0t －12gt 2得 当t 1＝2.0 s<t 时，物体在上升过程中，位移x 1＝30×2.0 m －12×10×2.02 m ＝40 m ，所以路程s 1＝40 m 速度v 1＝v 0－gt 1＝30 m /s －10×2.0 m/s ＝10 m/s当t 2＝4.0 s>t 时，物体在下降过程中，位移x 2＝30×4.0 m －12×10×4.02 m ＝40 m ，所以路程s 2＝45 m ＋(45－40) m ＝50 m 速度v 2＝v 0－gt 2＝30 m /s －10×4.0 m/s ＝－10 m/s ，负号表示速度方向与初速度方向相反.16.“蹦极跳”是一种能获得强烈失重、超重感觉的非常“刺激”的惊险娱乐项目.人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处(或悬崖上)，用橡皮弹性绳拴住身体，让人头下脚上自由下落，落到一定位置时弹性绳拉紧.假设人体立即做匀减速运动，到接近水面时刚好减速为零，然后再反弹.已知某“勇敢者”头戴重为45 N 的安全帽，开始下落时的高度为75 m ，设计的系统使人落到离水面30 m 时，弹性绳才绷紧.不计空气阻力，则：(1)当他落到离水面高50 m 位置时戴着的安全帽对人的头顶的弹力为多少？(2)当他落到离水面20 m 的位置时，则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽？(取g ＝10 m/s 2) 答案 (1)0 N (2)112.5 N解析 (1)人在离水面50 m 左右位置时，做自由落体运动，处于完全失重状态，对安全帽，mg －F ＝ma ， 对整体，a ＝g所以F ＝0，头感觉不到安全帽的作用力，弹力为0.(2)人下落到离水面30 m 处时，已经自由下落h 1＝75 m －30 m ＝45 m ，此时v 1＝2gh 1＝30 m/s匀减速运动距离为h 2＝30 m设人做匀减速运动的加速度为a ，由0－v 12＝2ah 2得a ＝－15 m/s 2安全帽的质量为m ＝G g＝4.5 kg. 对安全帽，则由牛顿第二定律可得：mg －F ′＝ma ，解得：F ′＝112.5 N.由牛顿第三定律可知，在离水面20 m 的位置时，其颈部要用112.5 N 的力才能拉住安全帽.Ⅰ. 能力提升11．找一小手电筒，使其竖直放置后盖朝下（如图所示）。

失重超重高中物理练习题及讲解# 失重超重现象的高中物理练习题及讲解## 练习题一：失重状态下的物体题目：在一次太空旅行中，宇航员在失重状态下将一个质量为2kg的物体从舱内抛出。

假设物体在抛出时的速度为5m/s，求物体在失重状态下的动能。

解答：失重状态下，物体不受重力影响，动能的计算公式为：\[ KE = \frac{1}{2}mv^2 \]其中，\( m \) 是物体的质量，\( v \) 是物体的速度。

将题目中的数据代入公式，得：\[ KE = \frac{1}{2} \times 2 \times 5^2 = 25 \, \text{J} \] 所以，物体在失重状态下的动能为25焦耳。

## 练习题二：超重状态下的电梯题目：一个质量为60kg的人站在电梯内，电梯以2m/s²的加速度向上加速。

求此时人所感受到的重力。

解答：在超重状态下，人所感受到的重力等于其真实重力加上由于加速度产生的额外力。

真实重力为：\[ F_{\text{real}} = mg \]其中，\( m \) 是人的质量，\( g \) 是重力加速度（约9.8m/s²）。

代入数据得：\[ F_{\text{real}} = 60 \times 9.8 = 588 \, \text{N} \]由于电梯向上加速，人会感受到额外的力，这个力的计算公式为：\[ F_{\text{extra}} = ma \]代入数据得：\[ F_{\text{extra}} = 60 \times 2 = 120 \, \text{N} \]所以，人所感受到的总重力为：\[ F_{\text{total}} = F_{\text{real}} + F_{\text{extra}} =588 + 120 = 708 \, \text{N} \]## 练习题三：失重与超重的转换题目：一个质量为50kg的物体在自由落体过程中，从10m的高度开始下落。

物理易错难点训练—超重和失重问题（含解析）1（2016&#8226;安徽合肥一模）如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重。

她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。

关于她的实验现象，下列说法中正确的是A．只有“起立”过程，才能出现失重的现象B．只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象．“下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象D．“起立”、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象【参考答案】D【点评】只要物体具有向下的加速度，则处于失重状态；物体具有向上的加速度，则处于超重状态。

2．（2016湖南省12校联考）我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7020 深度创下世界最新纪录（国外最深不超过600 ）．这预示着它可以征服全球99．8%的海底世界，假设在某次实验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10 in内全过程的深度曲线（a）和速度图象（b），则下列说法中正确的是A．图中h3代表本次最大深度B．全过程中最大加速度是0．02/s2．潜水员感到超重发生在3～4 in和6～8 in的时间段内D．整个潜水器在8～10 in时间段内机械能守恒．【参照答案】A【名师解析】3（2016浙江省舟市联考）2012年10月2日，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第16颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。

这是一颗地球静止轨道卫星，它将与先期发射的1颗北斗导航卫星组网运行，形成区域服务能力。

根据计划，北斗卫星导航系统将于明年初向亚太大部分地区提供正式服务。

则下列说法正确的是A．火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力B．高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力是一对平衡力．发射初期，火箭处于超重状态D．发射的卫星进入轨道正常运转后，均处于完全失重状态【参照答案】D【名师解析】由牛顿第三定律可知，火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力等于火箭对气流的作用力，选项A错误；高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力是一对作用力和反作用力，选项B错误；发射初期，火箭加速上升，处于超重状态，选项正确；发射的卫星进入轨道正常运转后，只受万有引力作用，加速度指向地心，均处于完全失重状态，选项D正确。

高一物理超重失重试题答案及解析1. 在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象？ ①荡秋千经过最低点的小孩 ②汽车过凸形桥 ③汽车过凹形桥④在绕地球作匀速圆周运动的飞船中的仪器 A ①② B ①③ C ①④ D ③④ 【答案】B【解析】：①荡秋千经过最低点的小球，此时有向上的加速度，处于超重状态． ②汽车过凸形桥最高点，加速度向下，处于失重状态；③汽车过凹形桥最低点，此时有向上的加速度，处于超重状态． ④在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器，处于完全失重状态。

故B 正确。

【考点】考查了超重和失重2. 如图所示，质量一定的汽车驶过圆弧形桥面顶点时未脱离桥面，关于汽车所处的运动状态以及对桥面的压力，以下说法正确的是 （ ）A ．汽车处于超重状态，它对桥面的压力大于汽车的重力B ．汽车处于超重状态，它对桥面的压力小于汽车的重力C ．汽车处于失重状态，它对桥面的压力大于汽车的重力D ．汽车处于失重状态，它对桥面的压力小于汽车的重力【答案】D【解析】试题解析：由于圆弧形桥面的圆心在下方，故汽车通过时的向心力竖直向下，设汽车受到的圆弧形桥面的支持力为F N ，则由牛顿第二定律可得：mg －F N =ma ，故F N =mg －ma ，根据力的相互性可知，汽车对桥面的压力小于汽车的重力，即汽车处于失重状态，故D 正确。

【考点】牛顿第二定律，圆周运动。

3. 王力乘坐电梯，突然感到背上的背包变轻了，电梯此时可能在 A ．匀速上升 B ．减速下降 C ．加速上升 D ．减速上升【答案】D【解析】背包变轻说明处于失重状态，当加速度向下时处于失重状态，即当物体加速下降或减速上升时，才处于失重状态，因此D 正确，ABC 错误。

【考点】超重与失重4. 2013年6月20日上午10时，中国首位“太空教师”王亚平在太空一号太空舱内做了如下两个实验：实验一，将两个细线悬挂的小球由静止释放，小球呈悬浮状。

实验二，拉紧细线给小球一个垂直于线的速度，小球以选点为圆做匀速圆周运动。

高三物理超重失重试题答案及解析1.太空授课中，王亚平成功地制成了晶莹剔透的大水球，并用注射器在水球中注入了红色的液体，最终看到了红色液体充满了整个水球。

有关这个现象，下列说法错误的是A．大水球处于完全失重状态B．大水球处于平衡状态C．大水球成球形是因为水的表面张力D．红色液体的扩散反映了液体分子的无规则运动【答案】B【解析】该大水球的重力完全充当向心力，处于完全失重状态，A正确B错误；表面张力是使表面收缩的力。

在没有外力作用下，球形的表面积最小，即表面收缩得最小，故液滴为球形，C正确；红色液体在水球中慢慢散开，这是一种扩散现象，说明分子在不停的做无规则运动，D正确；【考点】考查了完全失重，液体张力，分子扩散2.某同学站在装有力传感器的轻板上做下蹲-起立的动作。

.如图所示为记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为牛顿），横坐标为时间（单位为秒)。

由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，以下有关由图线还可以得到的信息，其中正确的是（）A．该同学做了两次下蹲-起立的动作B．该同学做了一次下蹲-起立的动作，且下蹲后约2s起立C．下蹲过程中人处于失重状态，起立过程中人处于超重状态D．下蹲过程中人所受重力先变小后变大【答案】B【解析】由图线可看出，该同学先失重后超重，再超重再失重的过程，即该同学先加速下蹲后减速下蹲，再加速起立，再减速起立，即该同学经历了一次下蹲-起立的动作，从图像看出下蹲后约2s起立，选项A 错误，B正确；下蹲和起立过程中都有超重和失重状态，选项C 错误；下蹲和起立过程中人所受重力保持不变，选项D错误。

【考点】超重和失重。

3.如图所示，假设地球是个半径为R的标准的球体，其表面的重力加速度为g，有一辆汽车沿过两极的圆周轨道沿地面匀速率行驶，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．重力和地面的支持力是一对平衡力B．汽车的机械能保持不变C．汽车在北极处于超重状态，在南极处于失重状态D．若汽车速率为，重力的作用效果是改变汽车的运动状态【答案】BD【解析】A、汽车在地球两极行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力．设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得：，得。

第四章运动和力的关系6超重和失重基础过关练题组一对超重、失重现象的理解1.(2019宁夏银川一中高一上期末)如果说一个人在电梯中“超重”了,是指()A.人的重力减小B.人的重力增大C.人对电梯的压力减小D.人对电梯的压力增大2.(2019吉林长春外国语学校高一上期末)一个人站在电梯内的测力计上,若他发现体重变大了,则()A.电梯一定在加速下降B.电梯一定在减速上升C.电梯可能在加速上升D.只要电梯减速运动就会出现这种现象3.(2019辽宁沈阳育才中学高一上期中)关于超重和失重,下列说法正确的是()A.超重指的是物体的重力增加,失重指的是物体的重力减少,完全失重是指物体重力完全消失的现象B.站在减速下降的升降机中的人处于失重状态C.被踢出去的足球(忽略空气阻力)在飞行过程中处于失重状态D.举重运动员双手举住杠铃不动时,杠铃处于超重状态4.(2019福建厦门高一上期末)(多选)厦门海底世界的“海狮顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。

如图所示为一海狮把球顶向空中,并等其落下。

下列说法正确的是(忽略空气阻力)()A.球在最高点时受到重力和海狮对它的顶力作用B.球在最高点时速度为零,但加速度不为零C.球在上升过程中处于超重状态D.球在下落过程中处于失重状态5.(2019黑龙江哈尔滨三中高一上期末)在下列几种情况中,升降机绳索对同一悬挂物体拉力最小的是()A.以很大的速度匀速上升B.以很小的速度匀速下降C.以较小的加速度减速下降D.以较小的加速度加速下降题组二应用牛顿第二定律解决超重和失重问题6.(多选)在升降机内,一人站在体重计上,发现自己的体重减轻了20%,则下列判断可能正确的是(g取10m/s2)()A.升降机以8m/s2的加速度加速上升B.升降机以2m/s2的加速度加速下降C.升降机以2m/s2的加速度减速上升D.升降机以8m/s2的加速度减速下降7.(2019天津南开高一上期末)在以加速度a匀加速上升的电梯里,有一个质量为m 的人,下列说法正确的是(重力加速度大小为g)()①人的重力为m(g+a)②人的重力为mg③人对电梯的压力为m(g+a)④人对电梯的压力为m(g-a)A.①③B.①④C.②③D.②④8.(2019四川眉山高一上期末)如图所示,将小球用轻绳悬挂在升降机内,当升降机以2m/s2的加速度加速向上运动时轻绳拉力为12N,当升降机以2m/s2的加速度加速向下运动时轻绳拉力为(g取10m/s2)()A.8NB.10NC.12ND.14N9.(2020北京二中高一上期中)(多选)北京欢乐谷游乐场天地双雄是双塔太空梭。

超重和失重·典型例题解析【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24－1所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m ＝4kg 的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g 取10m/s 2)：(1)当弹簧秤的示数T 1＝40N ，且保持不变．(2)当弹簧秤的示数T 2＝32N ，且保持不变．(3)当弹簧秤的示数T 3＝44N ，且保持不变．解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg 和竖直向上的拉力T 的作用．规定竖直向上方向为正方向．(1)当T 1＝40N 时，根据牛顿第二定律有T 1－mg ＝ma 1，解得这时电梯的加速度＝－＝－×＝，由此可见，电梯处于a 404104m /s 012T mg m 1 静止或匀速直线运动状态．(2)当T 2＝32N 时，根据牛顿第二定律有T 2－mg ＝ma 2，解得这时电梯的加速度＝＝＝－．式中的负号表a 2m /s 22T mg m m s 2232404--/ 示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．(3)当T 3＝44N 时，根据牛顿第二定律有T 3－mg ＝ma 3，解得这时电梯的加速度＝＝－＝．为正值表示电梯a 44404m /s 1m /s a 3223T mg m 3- 的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降．点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态．【例2】举重运动员在地面上能举起120kg 的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg 的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s 2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g 取10m/s 2)解析：运动员在地面上能举起120kg 的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F ＝m 1g ＝120×10N ＝1200N ，在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度对于重物，－＝，所以＝＝－×＝；F m g m a a 120010010100m /s 2m /s 221122F m g m -22当升降机以2.5m/s 2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，m g F m a m 120010 2.5kg 160kg 3323－＝，得＝＝－＝．F g a -2 点拨：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量，它是由运动员本身的素质决定的，不随电梯运动状态的改变而改变．【例3】如图24－2所示，是电梯上升的v ～t 图线，若电梯的质量为100kg ，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s 之间、2～6s 之间、6～9s 之间分别为多大？(g 取10m/s 2)解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速，根据v －t 图线可以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解对电梯的受力情况分析如图24－2所示：(1)由v －t 图线可知，0～2s 内电梯的速度从0均匀增加到6m/s ，其加速度a 1＝(v t －v 0)/t ＝3m/s 2由牛顿第二定律可得F 1－mg ＝ma 1解得钢绳拉力F1＝m(g＋a1)＝1300 N(2)在2～6s内，电梯做匀速运动．F2＝mg＝1000N(3)在6～9s内，电梯作匀减速运动，v0＝6m/s，v t＝0，加速度a2＝(v t－v0)/t＝－2m/s2由牛顿第二定律可得F3－mg＝ma2，解得钢绳的拉力F3＝m(g＋a2)＝800N．点拨：本题是已知物体的运动情况求物体的受力情况，而电梯的运动情况则由图象给出．要学会从已知的v～t图线中找出有关的已知条件．【问题讨论】在0～2s内，电梯的速度在增大，电梯的加速度恒定，吊起电梯的钢绳拉力是变化的，还是恒定的？在2～6s内，电梯的速度始终为0～9s内的最大值，电梯的加速度却恒为零，吊起电梯的钢绳拉力又如何？在6～9s内，电梯的速度在不断减小，电梯的加速度又是恒定的，吊起电梯的钢绳拉力又如何？请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？【例4】如图24－3所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是[ ] A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用点拨：(1)当物体以加速度g向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其的作用力亦为零．(2)处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在．答案：D【例5】如图24－4所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m1＝m2＋m3，这时弹簧秤的读数为T．若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数T将[ ] A．增大B．减小C．不变D．无法判断点拨：(1)若仅需定性讨论弹簧秤读数T的变化情况，则当m2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，由于m1＋m2＞m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此T＜(m1＋m2＋m3)g．而m2移至m1上后，由于左边物体m1、m2加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力T0＜(m1＋m2)g；由于右边物体m3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力T0＞m3g．(2)若需定量计算弹簧秤的读数，则将m1、m2、m3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力T0，而弹簧秤读数T＝2T0，即可求解．答案：B跟踪反馈1．金属小筒的下部有一个小孔A，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中[ ]A ．水继续以相同的速度从小孔中喷出B ．水不再从小孔中喷出C ．水将以较小的速度从小孔中喷出D ．水将以更大的速度从小孔中喷出2．一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T ，有一个体重为G 的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下．若G ＞T ，要使下滑时绳子不断，则运动员应该[ ]A ．以较大的加速度加速下滑B ．以较大的速度匀速下滑C ．以较小的速度匀速下滑D ．以较小的加速度减速下滑3．在以4m/s 2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg 的物体(g 取10m/s 2)，则[ ]A ．天平的示数为10kgB ．天平的示数为14kgC ．弹簧秤的示数为100ND ．弹簧秤的示数为140N4．如图24－5所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m 的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为[ ]A gB C 0 D ．．．．()()M m g m M m g m-+参考答案：1．B 2．A 3．AD 4．D。

超重和失重(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.在某届学校秋季运动会上,张明同学以背越式成功地跳过了1.70米的高度,如图。

若忽略空气阻力,g取10 m/s2。

则下列说法正确的是( )A.张明下降过程中处于失重状态B.张明起跳以后在上升过程中处于超重状态C.张明起跳时地面对他的支持力等于他的重力D.张明起跳以后在下降过程中重力消失了【解析】选A。

在张明下降过程中,只受重力的作用,有向下的重力加速度,是处于完全失重状态,A正确;张明起跳以后在上升过程,也是只受重力的作用,有向下的重力加速度,是处于完全失重状态,B错误;在张明起跳过程中,地面要给人一个向上的支持力,支持力的大小大于人的重力的大小,人才能够有向上的加速度起跳,向上运动,C错误;起跳以后在下降过程中,重力不变,D错误。

2.如图所示,在弹簧测力计下挂一重为G的物体,用手提着弹簧测力计,使重物在竖直方向上运动,下列说法中正确的是( )A.向上加速运动,弹簧测力计的示数大于GB.向上减速运动,弹簧测力计的示数大于GC.向下加速运动,弹簧测力计的示数大于GD.向下减速运动,弹簧测力计的示数小于G【解析】选A。

向上加速时,加速度向上,处于超重状态,弹簧测力计的示数大于G,所以A选项是正确的;向上减速时,加速度方向向下,处于失重状态,弹簧测力计的示数小于G,故B错误;向下加速时,加速度向下,处于失重状态,弹簧测力计的示数小于G,故C错误;向下减速运动,加速度方向向上,处于超重状态,弹簧测力计的示数大于G,故D错误。

3.在升降电梯的地板上放一体重计,电梯静止时,小亮同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内,小亮同学发现体重计示数为40 kg,在这段时间内下列说法正确的是( )A.小亮同学的体重减少了B.小亮同学对体重计的压力小于体重计对小亮的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为,方向一定竖直向下【解析】选D。

超重与失重1.（09广东8）某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。

他将弹簧秤移至电梯内称其体重，0t至3t时间段内，弹簧秤的示数如图5所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）2.（08山东19）直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，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，下列说法正确的是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，箱内物体受到的支持力最大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.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”3.（11四川19）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态4.（10浙江14）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对物体受到的重力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5.（10海南8）如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上。

若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为A．加速下降B．加速上升C．减速上升D．减速下降ABv答案：1.【答案】A。

【解析】由图5可知，在t0-t1时间内，弹簧秤的示数小于实际重量，则处于失重状态，此时具有向下的加速度，在t1-t2阶段弹簧秤示数等于实际重量，则既不超重也不失重，在t2-t3阶段，弹簧秤示数大于实际重量，则处于超重状态，具有向上的加速度，若电梯向下运动，则t0-t1时间内向下加速，t1-t2阶段匀速运动，t2-t3阶段减速下降，A正确；BD不能实现人进入电梯由静止开始运动，C项t0-t1内超重，不符合题意。