专题03超重与失重（解析版）

1、专题03 超重与失重.如下图，老师用力传感器提着重物在竖直方向上做了一个超、失重实验，并截取了电 脑显示器上所显示F-t图像的其中一段，如图（b）所示，那么（）A. to阶段重物一定处于静止状态B.h到b阶段重物先向上加速后向下减速12阶段重物处于超重状态D.t3阶段重物处于静止状态或匀速直线运动状态【答案】D【解析】AD.仿阶段和右阶段，拉力等于重力，重物可能处于静止状态，也可能处于匀速 直线运动状态，所以A错误；D正确；B.h阶段拉力大于重力，重物处于超重状态，加速度一定向上，重物向上做加速运动或向 下做减速运动，t2阶段拉力小于重力，加速度向下，做向下加速或向上减速，所以B错误;C.匕阶

2、段拉力小于重力，重物处于失重状态，所以C错误；应选D。2.所受重力大小为G的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移5与时间t的关系如下图。乘客 所受支持力大小为Fn,速度大小为v,那么（）时间内，v增大,FnG12时间内,v增大,Fn=GC.时间内,1减小,FnG0t3时间内，v增大，FnG【答案】A【解析】因s.t图像的斜率等于速度，可知A. 0h时间内，v增大,人向上加速，超重，那么 FnG,选项A正确；广匕时间内,上不变,人匀速上升，那么Fn二G,选项B错误;C.t2t3时间内，V减小，人向上减速，那么失重，那么FnG,选项C错误；D.由以上分析可知，选项D错误。应选A。3.广州塔又称广州新电视塔

3、，总高度600m,是广州的标志性建筑之一，随着超级高楼越 来越多，高速电梯在日常生活中越来越重要。在某次对广州塔高速电梯的测试中，电梯的时 间一速度图像如下图，图中倾斜的虚线。、b分别为曲线在，=。时和，=3s时的切线，以下 说法正确的选项是（ ）A. 010s时间内电梯的加速度逐渐增大B. f = 2s时电梯一定处于超重状态3C. 1 = 3s时电梯的加速度大小为m/s?D.，= 0时电梯的加速度为，=3s时电梯加速度2的6倍【答案】D【解析】A.由题图可知，图中切线斜率的倒数表示加速度大小，即。=包=:由图可知切Z k线斜率逐渐增大，所以电梯的加速度逐渐减小，选项A错误；B.由图可知2s时

4、电梯的速度逐渐增大，但不知道电梯在向上运动还是在向下运动，所以不 能判断电梯是超重状态还是失重状态，选项B错误；C. I = 3s 时有4 =生-m/s2 = - m/s?选项 c 错误；Af 33D.，= 0时。0=a=2_m/s? =4m/s2那么=6选项d正确。应选D。AZ 344.带线网球对于新手练习网球非常有用，在训练过程中网球与固定在地面的底座通过可伸 长的弹性轻绳相连接，如下图运发动将球从八点斜向上击出，球运动到8点时弹性轻绳 到达最大长度，到达C点时弹性轻绳恰好恢复原长，不计空气阻力，那么在网球运动过程中下 列说法正确的选项是（ ）A.从八到B过程中，网球先失重后超重B.从8到

5、C过程中，网球一直超重C.不计网球与地面接触过程，那么网球始终处于失重状态D.从4到8过程中，弹性轻绳的弹性势能先增大后减小【答案】C【解析】ABC.由题图可知，弹性轻绳对网球的作用力始终沿着弹性轻绳的收缩方向，那么小 球在运动过程中竖直方向始终受到向下的重力、弹性轻绳伸长时弹性轻绳作用的向下分力, 因此网球始终有竖直向下的加速度，网球一直处于失重状态，故AB错误，C正确；D.从八到8过程中，弹性轻绳绷直后形变量越来越大，弹性势能也越大来越大，故D错误。 应选C。5.某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图1所示的图线 （规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线

6、简化为图2所示的图像。t = 0时电梯处于静止状态，那么以下判断正确的选项是（）t = 5s时电梯处于失重状态89s内电梯在做减速运动1015s内电梯在上行1720s内电梯在下行【答案】C【解析】A. t=5s时，电梯的加速度为正值，方向竖直向上电梯处于超重状态，A错误；B.t0时，电梯处于静止状态，一小段时间后，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电 梯一定加速上升，8s9s内，电梯的加速度仍为正值，方向竖直向上，可知电梯加速上升， B错误；C. 时，电梯的加速度为零，电梯上升的速度到达最大值，10s15s内，电梯的加速度 为零，电梯以最大速度匀速上行，C正确；D.15s20s内，电梯的加速度

7、为负值，方向竖直向下，电梯向上做减速运动。由对称性可 知，匕20s时，电梯的速度减为零。那么17s20s内电梯仍在上行，D错误。应选C。6.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，利用压敏电阻我们可以设计一个电路来判断 升降机的运动情况，其工作原理如下图，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个 绝缘物块。oh时间内升降机停在某楼层处，从h时刻开始运动，电流表中电流随时间变 化的情况如下图，以下判断正确的选项是（）A.11七时间内，升降机可能先加速下降后减速下降B.t2-t3时间内，升降机处于静止状态C.仁心时间内，升降机处于超重状态D.h后，如果升降机是向上运动的，那么经历了加速、匀速、减速

8、，最后停在较高的楼层处 【答案】C【解析】A.。至tl过程中，升降机处于静止状态，受力平衡；ht2时间内电路中电流/比 升降机静止时小，说明压敏电阻增大，压力减小，重物处于失重状态，那么此过程升降机一直 加速下降，A错误；B. 12时间内电路中电流/o等于升降机静止时的电流/o，由于ht2时间内升降机在加速 运动，所以时间内处于匀速运动状态，B错误；C.13口时间内电路中电流/比升降机静止时大，说明压敏电阻减小，压力增大，重物处于 超重状态，C正确；D.升降机从右时刻开始向下加速、匀速、减速，最后停在较低的楼层处，D错误。应选C。7.如图为用索道运输货物的情景，倾斜的索道与水平方向的夹角为37

9、。，重物与车厢地 板之间的动摩擦因数为0.30。当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对 静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin 37=0.6, cos 37 = 0.8, 那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为（）A. 0.35mgB. 0.302gC. 0.23/%gD. 0.20/ng【解析】物受力如图甲所示，加速度。正交分解如图乙所示。由牛顿第二定律竖直方向得 A5mg-mg=masin 37,水平方向得6=mcos 370,解以上两式得6=0.2叫，D项正确 甲乙【答案】D8.（2021 .江西一模）在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧

10、上端固定一个质量为m 的物体.当电梯静止时，弹簧被压缩了 x；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了云.那么电梯运 动的情况可能是0A.以大小为自的加速度加速上升.以大小为法的加速度减速上升C.以大小为志g的加速度加速下降D.以大小为京g的加速度减速下降【答案】D【解析】因为电梯静止时，弹簧被压缩了 x,由此可以知道，mg=kx, 当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了击，弹簧的弹力变大了，所以物体的合力应该是向上的， 大小是击mg,由牛顿第二定律F=ma可得强mg = ma,所以加速度大小为a=jg,合力是 向上的，当然加速度的方向也就是向上的，此时物体可能是向上的匀加速运动，也可能是向 下的匀减速运动

11、，所以D项正确.如下图，物体A放在粗糙板上随板一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，且 板始终保持水平，位置I、II在同一水平高度上，以下说法中正确的选项是（）A.物体在位置1、II受到的弹力都大于重力B.物体在位置I、II受到的弹力都小于重力c.物体在位置I受到的弹力小于重力，位置n时受到的弹力大于重力d.物体在位置I受到的弹力大于重力，位置n时受到的弹力小于重力【答案】B【解析】物体在位置I受到重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力方向水平向右，因为合力指 向圆心，所以重力大于支持力；物体在位置n受到重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力方向 水平向左，因为合力指向圆心，所以重力大于支持力，所以

12、物体在位置I、n时受到的弹力 都小于重力，故B正确，a、c、D错误。10.某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动，并在下表中记录了 几个特定时刻体重秤的示数(表内时刻不存在先后顺序)，假设m时刻电梯处于静止状态, 贝2A.ti时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化时间totit2t3体重秤示数(kg)45.050.040.045.0B.t2时刻电梯可能向上做减速运动C. t1和t2时刻电梯运动的方向相反D.t3时刻电梯处于静止状态【答案】B【解析】超重和失重时物体的重力和质量是不变的，只是对悬挂物的压力或者支持力变化了， 故A项错误；t2时刻物体处于失重状态，电梯的

13、加速度方向向下，可能向上做减速运动，B 项正确；L时刻物体处于超重状态，根据牛顿第二定律分析得知，电梯的加速度方向向上, 所以tl和t2时刻电梯的加速度方向相反，但是速度不一定相反，C项错误；t3时刻电梯受力 平衡，可能保持静止，也可能做匀速直线运动，故D项错误；应选B项.11.(多项选择广蹦床已被奥运会列为正式比赛工程.运发动利用蹦床网的弹性弹起到空中，完成 动作后落回到网上，再经蹦床网的弹性弹起，如此往复.图示的F-t图像是传感器记录的 是一位运发动双脚在接触蹦床过程中，蹦床对运发动的弹力F随时间t的变化情况.设运动 员只在竖直方向上运动，取重力加速度为lOmd,那么运发动在前12s的时间

14、内() A.获得的最大加速度为40m/s2B.获得的最大加速度为50m/s2C.腾空弹起时的最大高度约为2.5 mD.腾空弹起时的最大高度约为3.2 m【答案】AD【解析】A、B项，由图知：运发动的重力G = 500N,那么得其质量为：m=jy=50 kg 蹦床对运发动的最大弹力：Fm=2 500N由牛顿第二定律得Fm-G = rnam解得：获得的最大加速度am=40m/s2.故A项正确，B项错误.C、D项，运发动在空中运动的时间：to=8.4s-6.8s=1.6s下落时间：t=a=0.8 s,腾空弹起时的最大速度为v = gt= 10 x0.8 m/s = 8 m/s,由v?=2gh可 Jv2 o2得，弹起的最大高度11=/=为=3.2 01；故C项错误，D项正确.Ng NK1U13.（2021届辽宁省高考模拟）某人乘坐竖直电梯上楼，他站在放在电梯底板上的压力传感器 上，传感器上显示的压力随时间变化关系图像如图，电梯在t2时间内做匀速直线运 动，重力加速度大小为g。据此可知0A.0h时间内，电梯的加速度为EB.此人的质量为gC.匕t3时间内，电梯速度减小D.h的时间内，电梯处于超重状态【答案】C【解析】根据压力随时间变化关系图像可