第06讲超重和失重（原卷版）

第06讲：超重和失重一：知识精讲归纳考点一、超重和失重1．视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力．2．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度．3．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度．4．完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态．(2)产生条件：a＝g，方向竖直向下．大重难点规律总结：1．对视重的理解当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力．当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了．2．超重、失重的比较特征状态加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图平衡a＝0F＝mg静止或匀速直线运动超重竖直向上或有竖直向上分量由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg向上加速或向下减速失重竖直向下或有竖直向下分量由mg－F＝ma得F＝m(g－a)<mg向下加速或向上减速完全失重a＝gF＝0自由落体运动、抛体运动二：考点题型归纳题型一：超重和失重的概念1．（2023秋·高一）下列关于超重与失重的判断，正确的是（）A．物体做变速运动时，必处于超重或失重状态B．物体向下运动时，必处于失重状态C．做竖直上抛运动的物体，处于超重状态D．物体斜向上做匀减速运动，处于失重状态2．（2023秋·山东泰安·高一统考期末）下列说法正确的是（

）A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态C．跳高运动员离开地面在空中上升的过程中处于超重状态D．蹦床运动员离开蹦床在空中上升和下落过程中都处于失重状态3．（2023秋·陕西渭南·高一统考期末）随着生活水平的提高，肥胖问题日渐突出，控制体重逐渐引起人们的重视。如图所示，小林正站在体重秤上测量他的体重，下列说法中正确的是（

）A．下蹲过程，体重秤示数一直增大B．下蹲过程，体重秤示数一直减小C．起身过程，体重秤示数先增大后减小D．起身过程，体重秤示数先减小后增大题型二：电梯中的超失重问题分析4．（2023秋·全国·高一期中）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50kg，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．电梯一定竖直向上加速运动 B．电梯一定竖直向下加速运动C．小花所受的重力变小了 D．电梯的加速度大小为，方向竖直向下5．（2023春·山东潍坊·高一山东省高密市第一中学校考期末）加速度传感器是一些智能上配备的较为实用的软件，能显示物体运动过程中的加速度变化情况。现出于安全角度，需要分析某升降机在实际运行过程中的加速度，将放置于升降机地面上并打开加速度传感器，使升降机从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（）A．在时刻速度为0 B．运行过程中有可能与升降机分离C．在时间内，处于超重状态 D．在时间内，升降机受到的压力先减小再增大6．（2022秋·河北邯郸·高一校考期中）如图所示，弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，这一现象表明（）A．电梯在加速上升B．电梯在加速下降C．人对电梯的压力大于重力D．人对电梯的压力小于重力题型三：完全失重问题7．（2023·全国·高一）如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面始终保持水平，下列说法正确的是（）A．在上升和下降过程中A对B的压力大小都一定等于零B．上升过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小C．下降过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小D．在上升和下降过程中A对B的压力大小都等于物体A受到的重力大小8．（2022秋·高一校考单元测试）如图所示，跳高运动员起跳后向上运动，越过横杆后开始向下运动，则运动员越过横杆前、后在空中运动的过程中，下列说法正确的是（）A．一直处于超重状态B．一直处于失重状态C．先处于超重状态，后处于失重状态D．先处于失重状态，后处于超重状态9．（2022秋·安徽芜湖·高一统考期末）2021年5月15日，我国天问一号着陆器成功着陆火星表面，其运动过程可以简化为：脱离环绕器后分别经历气动减速、降落伞减速和动力减速三个阶段，接着在距离火星表面约100米处悬停，经过对着陆点的探测，最后匀速平稳着陆。若着陆全程可视为竖直方向的运动，则下列说法正确的是（）A．随环绕器绕火星运行阶段，着陆器处于超重状态B．减速下降阶段，着陆器处于完全失重状态C．悬停阶段，着陆器不受力D．匀速下降阶段，着陆器处于平衡状态题型四：与Ft图像问题10．（2023·全国·高一专题练习）小红和小明用体重计研究人在观光升降电梯中的超重和失重现象。在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时小红站在体重计上。在升降电梯运动过程中，小明观察到体重计的示数随时间变化的图像如图所示。已知升降电梯从时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速运动和匀减速运动，在时停止，。下列说法正确的是（）A．小红在内重力增加了，小红处于超重状态B．升降电梯在小明观察的这段时间内向下运动C．小红在内匀速运动的速度为D．小红在内位移为22m11．（2023·全国·高一专题练习）图甲是莱芜一中尚清华同学站在接有力传感器的板上做下蹲、起跳动作的示意图，图中的O点表示他的重心。图乙是传感器所受压力随时间变化的图像，图像上a、b两点的纵坐标分别为900N和300N，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。根据图像分析可知（）A．尚清华的重力可由b点读出，为300NB．尚清华在b到c的过程中先处于超重状态再处于失重状态C．尚清华在双脚与板不接触的过程中处于完全失重状态D．尚清华在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度12．（2021秋·高一课时练习）如图甲所示，在升降机的顶部装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一个质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t的变化关系如图乙所示，g为重力加速度，则（）A．升降机停止前在向下运动B．0~t1时间内小球处于失重状态，速率不断增大C．t2~t3时间内小球处于超重状态，速率不断减小D．t3~t4时间内小球处于超重状态，速率不断减小题型五：超重失重问题分析物体运动状态13．（2023秋·安徽滁州·高一校联考期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲——起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为，除此以外，还可以得到以下信息（）A．时人处在下蹲的最低点 B．时人处于起立静止状态C．下蹲过程中人处于先失重后超重的状态 D．该同学做了2次下蹲—起立的动作14．（2023春·云南红河·高一校考期中）某人站在压力传感器上，做“下蹲起立”的动作时，计算机记录压力随时间变化的图像如图所示。已知该人质量为，重力加速度g取，则由图线可知该人（）A．下蹲过程中一直处于失重状态B．起立过程中先处于超重状态后处于失重状态C．内完成了两次“下蹲—起立”的动作D．内加速度的最大值约为15．（2023秋·河北石家庄·高一河北灵寿中学校考期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲～起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间，g取10m/s2.，下列说法正确的是（）A．从a到b过程，人的加速度方向向上B．从a到b过程，人的重力先减小后增大C．下蹲过程中人先失重后超重D．6s内该同学做了2次下蹲～起立的动作题型六：超重、失重的有关计算16．（2022秋·湖南株洲·高一株洲二中校考期末）如图所示，质量的人站在升降机中的体重计上。重力加速度g取，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）以的加速度加速上升；（3）以的加速度加速下降。17．（2018秋·浙江温州·高一校考期末）一质量为m=40kg的小孩子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0s到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：(1)在0到2s内电梯上升的加速度大小？(2)在0到6s内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度g=10m/s2）18．（2023·全国·高一课堂例题）在某游乐场有一巨型娱乐器械，将座舱用升降机送到离地面75m的高处，然后让其自由落下，座舱落到离地面25m高时，制动系统开始启动，座舱做匀减速运动，到达地面时刚好停止。若座舱中某人用手托料重50N的铅球，取g=10m/s2，不计空气阻力。求：（1）座舱离地面35m时，手对球的支持力；（2）从开始下落到着地经历的总时间；（3）座舱离地面15m时，球对手的压力。三：课堂过关精练一、单选题19．（2023秋·广东深圳·高一统考期末）如图，用手托住几本教材，下列哪种情况下教材对手的作用力比教材的重力大（）A．使书本匀速向上运动 B．使书本匀速向下运动C．使书本匀减速向下运动 D．使书本匀减速向上运动20．（2023秋·江苏连云港·高一统考期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲一起立的动作时，传感器记录的压力随时间变化的图像，纵坐标为压力F，横坐标为时间t。由图像可知（）A．t1~t2时间内人处于起立过程 B．t3出时刻人处于超重状态C．人的重力大小为F2 D．t1时刻人处在下蹲的最低点21．（2023春·河南濮阳·高一濮阳一高校考期中）某人站在压力传感器上做“下蹲一起立”的动作时，记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为力（单位为N），横坐标为时间（单位为s），由图线可知，该人的体重约为650N。除此之外，还可以得到的信息是（）A．该人做了一次“下蹲一起立”的动作B．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态C．5s末人正在向下匀速运动D．下蹲过程中人的最大加速度约为5m/s222．（2023秋·河北唐山·高一开滦第二中学校考期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲和起立动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间，g取10m/s2.，下列说法正确的是（）A．从a到c过程，人的加速度方向先向下后向上B．从d到e过程，人的重力先增大后减小C．ab为下蹲过程，bc为起立过程D．6s内该同学做了2次下蹲～起立的动作23．（2023春·山西朔州·高一怀仁市第一中学校校联考期中）搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，载人飞船在发射升空、在轨运行、返回着陆的过程中，飞船中的宇航员会经历一系列超重和失重的过程，下列说法正确的是（

）A．飞船加速升空时，宇航员处于失重状态B．飞船在重力作用下加速返回地球时，宇航员处于超重状态C．飞船打开减速伞减速下降时，宇航员处于失重状态D．飞船在轨道上绕地球做匀速圆周运动时，宇航员处于失重状态24．（2023春·云南昆明·高一统考期末）人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）A．到过程中人处于超重状态B．到d过程中人处于超重状态C．到d为“下蹲—起立”过程D．到d为“起立—下蹲”过程25．（2023·全国·高一随堂练习）将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱子中，如图所示，在箱子的上顶板和下底板装有压力传感器，箱子可以沿竖直轨道运动。当箱子以加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力N=7.2N，下底板的压力传感器显示的压力F=12.0N。（g取10m/s2）（1）金属块的质量m为多少?（2）若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器示数的一半，试判断箱子的运动情况。（3）要使上顶板的压力传感器的示数为零，箱子沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?26．（2023秋·全国·高一专题练习）一木箱静止在地面上，木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M，有一质量为m的环套在杆上，给环一初速度，使其沿杆向上减速运动，试求环向上运动的加速度多大时，才使箱子对地面的压力为零？四：高分突破精练一、单选题27．（2023·全国·高一）一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来如图所示。设运动过程中不计空气阻力，g取。则下列说法中正确的是（

）A．蹦床运动员在时离开蹦床 B．运动员在空中运动的时间为C．时运动员处于超重状态 D．时运动员处于完全失重状态28．（2023·全国·高一专题练习）下列关于超重和失重的说法正确的是（）A．游泳高手可以静躺在水面上，那时的人处于完全失重状态B．跳水运动员在入水前处于失重状态，入水后短时间内处于超重状态C．飞船利用火箭发射后，上升过程中处于超重状态，返回地面过程中处于失重状态D．给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块处于超重状态，到最高点后下滑，下滑的过程中物块处于失重状态29．（2022秋·江苏南京·高一江苏省溧水高级中学校考阶段练习）近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，并与力传感器相连，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。稳定时力传感器示数为2100N，打开扣环，从A点由静止释放，体验者（连同装备）像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备的总质量为70kg（可视为质点），不计空气阻力，则下列说法不正确的是（）A．在C点，人处于失重状态B．在B点，人所受合力为零C．打开扣环瞬间，人的加速度大小为10m/s2D．从A点到B点上升过程中，人的加速度不断减小30．（2023春·浙江杭州·高一校联考期中）人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像（图）如图所示，则（

）A．下蹲过程中最大加速度为6m/s2 B．人在下蹲过程中，力的示数先变大，后变小C．人在站起过程中，先失重后超重 D．人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作31．（2022秋·河南安阳·高一统考期末）体验式学习是一种很有效的学习方式。如图所示，课堂上老师借助体重计让学生体验“超失重现象”，体验过程中，学生立于体重计上完成一次下蹲起立，则下列判断中正确的是（）A．学生下蹲的过程中，体重计的示数减小，小于其体重B．学生起立的过程中，体重计的示数增大，大于其体重C．学生下蹲的过程中，体重计的示数先减小后不变D．学生起立的过程中，体重计的示数先大于其体重后小于其体重32．（2023秋·浙江宁波·高一宁波市北仑中学校考开学考试）图甲是我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律，如图乙所示。g取10m/s2，不计空气阻力，根据F—t图像可知，以下说法错误的是（

）B．运动员在11s~12s内先处于失重状态再处于超重状态再处于失重状态二、多选题33．（2023秋·云南昆明·高一统考期末）在家上网课期间，张明同学利用力传感器探究下蹲过程中的超重失重现象。他站在压力传感器上，做下蹲动作的过程中传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，已知该同学的体重为500N，由图线还可以得到的信息是（）A．在0到时间内他处于静止状态B．时刻他所受的重力最小C．时刻他对传感器的压力最大D．在到时间内他处于失重状态，在到时间内他处于超重状态34．（2023秋·云南保山·高一统考期末）图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度。根据图像分析可知（）A．到的过程中，人先处于失重状态再处于超重状态B．人的重力可由点读出，约为C．点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点D．人上升的最大高度约为35．（2022秋·河南省直辖县级单位·高一济源高中校考期末）图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，传感器表面水平，F表示人对传感器的压力，中间的“●”表示人的重心，图乙是根据传感器采集到的数据画出的图像，两图中各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。取，根据图像分析可知（

）A．a到b的过程为下蹲过程，b点为重心最低点位置B．c点位置时，人下蹲的速度达到最大C．e点位置人处于失重状态D．e点的加速度大小等于g点的加速度大小36．（2023春·广东广州·高一统考开学考试）如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（）A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．飞船加速下落时，宇航员处于失重状态C．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于其所受支持力D．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力大于其重力37．（2023秋·河南郑州·高一统考期末）很多智能都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着智能，打开加速度传感器，把向上抛出，然后又在抛出点接住，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中，取重力加速度，由此可判断出（）A．时刻处于失重状态B．时刻的速度最大C．时刻离开手掌38．（2023秋·青海西宁·高一统考期末）如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（）A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态C．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力D．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力大于其重力39．（2023秋·湖南衡阳·高一统考期末）2022年长江流域夏秋连旱，各地森林火灾时有发生，某地消防使用无人机参与灭火作业，如图所示，无人机带着消防水箱竖直升空，先从静止开始向上做匀加速，再继续匀速，最后匀减速运动至悬停，若水箱受到的空气阻力忽略不计，则（

）A．匀加速过程，水箱处于超重状态B．匀减速过程，水箱处于超重状态C．匀速过程，拉力大小大于水箱及水的重力大小D．在匀加速和匀减速过程水箱的平均速度相同40．（2023秋·湖南张家界·高一统考期末）跳台跳水可简化为如下的运动过程，运动员从跳台上斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．运动员在空中上升过程中处于超重状态B．运动员在空中运动到最高点时加速度为gC．运动员在空中上升过程中处于失重状态D．入水过程中，水对运动员的作用力大于运动员对水的作用力三、解答题41．（2023·全国·高一课堂例题）如图所示为一种巨型娱乐器械，可以使人体验超重和失重状态。一个可乘坐二十多人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位