4.6超重和失重（答案含解析）—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册跟踪训练

1、4.6超重和失重跟踪训练一、单选题1体育课上某同学做引体向上他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颚超过单杠(身体无摆动)；然后使身体下降，最终悬垂在单杠上下列说法正确的是（ ）A在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力B在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力C若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力变大D若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力不变2高空跳伞是空降兵的必修科目，在某次训练中，一空降兵从悬停在空中的直升飞机上自由跳下，从跳离飞机到落地的过程中空降兵沿竖直方向运动的vt图像如图所示，最终空降兵以的速度落地。下列说法正确的是（）A0tl时间内，空降兵所受阻力

2、不断增大Bt1t2时间内，空降兵处于超重状态Ct1t2时间内，空降兵运动的加速度大小增大Dt1t2时间内，空降兵运动的平均速度大小32017 年11月5日，我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星(如图所示)，开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。下列关于火箭在竖直方向加速起飞阶段的说法正确的是（）A火箭只受到重力和空气阻力的作用B火箭处于失重状态C火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力大小相等D保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后，相对地面做自由落体运动4某同学乘坐电梯从1楼至20楼，电梯的启动和制动阶段均可视为匀变速运动。此过程中下列描述电梯运动的at图像正确的是（）ABCD

3、5如图甲为某热气球示意图，图乙是它某次升空过程中的v-t图象（取竖直向上方向为正方向），则以下说法正确的是（）A010s内，热气球的平均速度为5m/sB3040s内，热气球竖直向下运动C3040s内，吊篮中的人处于失重状态D040s内，热气球的总位移为125m6关于自由落体运动下列说法中错误的是（）A自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动B做自由落体运动的物体一定处于完全失重状态C做自由落体运动的物体，其位移随着时间均匀增加D做自由落体运动的物体，在连续相等相邻的时间间隔T内的位移之差为gT27如图所示，蹲在体重计上的小女孩，在起立、下蹲过程中，能看到超重和失重现象。关于她处于超重还是失重状

4、态，下列说法不正确的是（）A小女孩从蹲着的状态开始，起立过程中一直处于超重状态B小女孩从蹲着的状态开始，起立过程中一直处于失重状态C小女孩从站立的状态开始，下蹲过程中，先处于超重状态，后处于失重状态D小女孩从站立的状态开始，下蹲过程中，先处于失重状态，后处于超重状态8一枚礼花弹由地面竖直向上发射，它的速度和时间的关系图线如图所示，下列说法中正确的是（）At2时刻，礼花弹距地面最远Bt2t3时间内，礼花弹在向下降落Ct1t2时间内，礼花弹处于超重状态Dt2t3时间内，礼花弹处于超重状态9一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s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

5、用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（）A0t1时间内，v增大，FNmgBt1t2 时间内，v减小，FNmgCt2t3 时间内，v增大，FN mg10关于下列力的说法中，正确的是（）A物体受摩擦力时一定受弹力，而且这两个力的方向一定相互垂直B运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反C同一对作用力与反作用的大小有时也可能不相等D处于完全失重状态下的物体不受重力作用11如图所示，质量为m的人站在倾角为的自动扶梯上，随扶梯斜向下先做匀速直线运动，后做匀减速运动，关于人受到的力，以下说法正确的是（）A人先失重，后超重B人始终受到水平向右的摩擦力C人对电梯的压力大小一直等于mgD人对电梯的

6、压力先等于mg后大于mg二、多选题12如图所示，小明在做双脚跳台阶的健身运动，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )A小明在空中上升过程处于超重状态B小明在空中下降过程中处于失重状态C小明向上起跳脱离地面前处于超重状态D小明落地后下降过程处于失重状态13电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6N，关于电梯的运动（如图所示），以下说法正确的是（g取10m/s2）（）A电梯可能向上加速运动，加速度大小为4m/s2B电梯可能向下加速运动，加速度大小为4m/s2C电梯可能向上减速运动，加速度大小为4m/s2D电梯

7、可能向下减速运动，加速度大小为4m/s214如图所示，在电梯的地板上放置一台电子秤，电子秤上放了一个质量为100克的砝码，在某次电梯运行过程中小明在电梯内按时间顺序依次拍了三张照片，电子秤的读数分别为87.9克、100.0克、122.7克，则关于电梯的运动下列判断错误的是（）A拍第一张照片时小明处于失重状态B拍第二张照片时电梯在匀速运动C从三张照片分析可知电梯在向下运动D从三张照片分析可知，砝码受的重力在发生变化三、解答题15一个质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加

8、速度g=10m/s2。16如图所示，在拉力F的作用下，质量为m1.0kg的物体由静止开始竖直向上运动，其vt图象如图所示，取g10m/s2，求：(1)在这4s内对物体拉力F的最大值；(2)在Ft图象中画出拉力F随时间t变化的图线17某同学在研究性学习中，为了了解高速电梯的工作情况，在上行的电梯内用台秤、重物和停表记录不同时刻水平放置的台秤示数F刚记录时电梯还未启动，他根据记录描绘出了Ft图像如右图g取10m/s2求：（1）重物质量为多大（2）电梯运行的最大速度多大（3）电梯运行的总高度18质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？（1）升降机匀速上

9、升；（2）升降机以4m/s加速上升；（3）升降机以5m/s加速下降；（4）升降机做自由落体运动；（5）升降机以12m/s的加速度加速下降19如图所示，为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角37，A、B两端相距5.0 m，质量为m10 kg的物体以v06.0 m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5。传送带顺时针运转的速度v4.0 m/s，(g取10 m/s2, sin370.6, cos370.8)求：(1)物体从A点到达B点所需的时间；(2)若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体从A点到达B点的最短时间是多少？20如图甲所示，质量为

10、m2kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得vt图象如图乙所示。取重力加速度g10m/s2。求：(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数；(2)20 s内物体的位移.参考答案1C【解析】试题分析：在上升和下降过程中，人都是从静止开始，最终又回到静止状态，故上升时是先超重后失重，下降时是先失重后超重，而超重时是单杠对人的用力大于人的重力，失重时是单杠对人的作用力小于人的重力，故选项AB均错误；若增大两手间的距离，由于两手的合力等于人的重力，而重力不变，故两个分力的夹角越大，则需要分力也就

11、越大，故选项C正确，D错误考点：超重与失重，力的合成2B【解析】【分析】【详解】A由速度时间图像可知，0tl时间内，空降兵做匀加速运动，故其受到的阻力不变，故A错误；Bt1t2时间内，空降兵向下做减速运动，其加速度向上，故处于超重状态，故B正确；C速度时间图像的切线表示加速度，由图像可知，t1t2时间内加速度不断减小，故C错误；Dt1t2时间内若空降兵做匀减速运动，则其平均速度为，由图像可知其位移小于匀减速运动的位移，故其平均速度，故D错误。故选B。3C【解析】【分析】【详解】A火箭受到重力和空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力，选项A错误；B火箭加速向上，故处于超重状态，选项B错误；C火箭喷出

12、的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力为作用力和反作用力，二者大小相等，选项C正确；D保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后，由于具有向上的速度，故做竖直上抛运动，选项D错误。故选C。4B【解析】【分析】【详解】由题意得电梯启动时是匀加速运动，制动时为匀减速运动，且加速运动的速度差和减速运动的速度差相同，又由图可知围成的面积表示速度，即两个阶段的面积相等。故选B。5C【解析】【分析】【详解】A010s内，热气球向上做匀加速直线运动，所以的平均速度为故A错误；B由题图可知3040s内，热气球速度为正，向上运动，故B错误；C3040s内，热气球向上减速时，吊篮中的人处于失重状态，故C正确；D由v-t

13、图线与时间轴围成的面积等于位移的大小，得热气球的总位移为故D错误。故选C。6C【解析】【分析】【详解】A自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故A正确，不合题意；B自由落体加速度为重力加速度，则为完全失重，故B正确，不合题意；C根据位移公式可知其位移随着时间不断增加而增加，并不是匀速增加，故C错误，符合题意；D对于自由落体运动，连续相等相邻的时间间隔T内，有故D正确，不合题意。故选C。7ABC【解析】【分析】【详解】物体具有向上的加速度为超重，物体具有向下的加速度为失重。AB人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，加速度向上，后向上做减速运动，加速度向下，最后回到静止状态，所以小女孩

14、先处于超重状态后处于失重状态，AB错误；CD下蹲过程中，人先向下做加速运动，加速度向下，后向下做减速运动，加速度向上，所以小女孩先处于失重状态后处于超重状态，C错误D正确。本题选不正确的，故选ABC。8C【解析】【分析】【详解】AB礼花弹在内速度一直为正，即一直向上运动，故时刻，礼花弹距地面最远，故AB错误；C时间内，图中斜率一直为正，而速度时间图象斜率表示加速度，故此过程加速度竖直向上，即礼花弹处于超重状态，故C正确；D时间内，图中斜率一直为负，而速度时间图象斜率表示加速度，故此过程加速度竖直向下，即礼花弹处于失重状态，故D错误。故选C。9D【解析】【分析】【详解】A由于s-t图像的斜率表示

15、速度，可知在0t1时间内速度增加，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；故选D。10A【解析】【分析】【详解】A根据摩擦力产生条件可知受摩擦力时一定受弹力；弹力方向垂直接触表面，摩擦力方向与接触表面相切，所以这两个力的方向一定相互垂直，故A正确；B运动物体所受摩擦力的方向一定和它相对运动方向相反，当摩擦力为动力时，摩擦力的方向与运动方向相同，故B错误；C同一对作用力与反作用的大小都是相等的，故C错误；D完全失重状态下的物体只受重力作用，故D错误；故选A。11D【解析】【分析】【详解】A人向下先做匀速运动，是平衡状态，既不超重也不失重，后做匀减速运动，后来加速度沿斜面

16、向上，处于超重状态，A错误；B当人匀速向下匀速时，重力与支持力平衡，此时不受摩擦力，做匀减速运动时，受到水平向右的摩擦力，B错误；CD人向下匀速运动时，压力大小等于重力，而当匀减速向下时，加速度沿斜面向上，压力大于重力，C错误，D正确。故选D。12BC【解析】【详解】A. 小明在空中上升过程中只受重力作用，加速度为g，处于失重状态，选项A错误；B. 小明在空中下降过程中只受重力作用，加速度为g，处于失重状态，选项B正确；C. 小明向上起跳脱离地面前有向上的加速度，则处于超重状态，选项C正确；D. 小明落地后下降过程做减速运动，加速度向上，则处于超重状态，选项D错误。13BC【解析】【分析】【详

17、解】电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，知重物的重力等于10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6N，对重物根据牛顿第二定律有：mgF=ma解得a=4m/s2方向竖直向下，则电梯的加速度大小为4m/s2，方向竖直向下。电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动。故BC正确，AD错误。故选BC。14BCD【解析】【分析】【详解】A拍第一张照片时砝码所受的支持力小于砝码重力，砝码处于失重状态，所以小明处于失重状态，A正确；B拍第二张照片时砝码所受支持力等于砝码重力，砝码加速度为0，所以电梯在匀速运动或者处于静止状态，B错误；C从三张照片分析可知砝码所受支持力大于砝码重力，砝码加速度

18、向上，电梯可能加速向上运动，也可能减速向下运动，C错误；D砝码的重力为，与电梯的运动状态无关，D错误。本题选择错误选项，故选BCD。159m【解析】【详解】试题分析：由图可知，在t0到t12s的时间内，电梯向上加速运动。设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得： 在这段时间内电梯上升的高度 h1在t2-t13s的时间内，电梯匀速上升，速度为t1时刻的电梯的速度，即 在这段时间内电梯上升的高度h2v1（t2 -t1） 在t3-t21s时间内，电梯做减速上升运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得：在

19、这段时间内电梯上升的高度h3电梯上升的总高度hh1h2+h3 由以上各式，解得h9m 考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力16(1)15N； (2) 【解析】【分析】【详解】由图像可知，物体第一秒做初速度为零的匀加速运动，加速度大小第二秒内做匀速运动，速度为5m/s，加速度第三、四两秒做匀减速运动，加速度大小由受力分析，据牛顿第二定律可知

20、解得据平衡条件得由受力分析，据牛顿第二定律可知解得(1)在这4s内，F的最大值为(2)据以上分析，F随时间t的变化如图所示17（1）2kg（2）10m/s（3）200m【解析】【详解】（1）刚记录时，电梯未启动，所以台秤示数等于重力大小，由图像知，所以；（2）由图像知，电梯静止、匀加速上升、匀速上升、减速上升，则在内根据牛顿第二定律：15s末速度最大，得；（3）电梯在减速上升，其加速度为则根据牛顿第二定律： 则末速度：，得到： 所以电梯运行总高度（其中，）得【点睛】本题考查的超重与失重问题，注意图像的识别，本题也可以用v-t图象来进行求解1860kg 84kg 30kg 0kg 0kg【解析】【分析】人对体重计的压力大小等于体重计的示数；根据升降机的运动状态，应用平衡条件与牛顿第二定律分析答题【详解】（1）升降机匀速上升，处于平衡状态由平衡条件得：则体重计的示数为60kg（2）升降机以的加速度上升，由牛顿第二定律得：解得：则体重计的示数为84kg（3）升降机以的加速度下降，由牛顿第二定律得：解得：则体重计的示数为30kg（4）升降机以重力加速度g加速下降，由牛顿第二定律得：解得：则体重计的