第17讲：超重和失重(解析版)(人教版2019必修第一册)

第17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春·浙江·高一校联考期末）图示为宁波方特游乐园中的一个游乐项目“大摆锤”，该项目会让游客体会到超重与失重带来的刺激。以下关于该项目的说法正确的是（）

A．当摆锤摆动到最高点时，游客会体会到明显的超重B．当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的失重C．当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的超重D．当摆锤摆动到最低点时，游客可能会体会到完全失重【答案】C【详解】当摆锤由最高点向最低点摆动时，先具有向下的加速度分量，后有向上的加速度分量，即游客先体会到失重后体会到超重。当摆锤摆动到最低点时，具有方向向上的最大加速度，此时游客体会到明显的超重。故选C。2．（2023春·广东湛江·高一湛江二十一中校考期中）从飞机起飞后，攀升过程中，假设竖直方向向上先做加速运动后做减速运动，该过程飞行员（

）A．一直处于失重状态B．先处于超重状态，后处于失重状态C．先处于失重状态，后处于超重状态【答案】B【详解】由题知，飞机攀升过程中，假设竖直方向向上先做加速运动后做减速运动，飞机向上加速的过程中加速度的方向向上，处于超重状态；飞机向上减速的过程中加速度的方向向下，处于失重状态。故选B。3．（2023秋·云南丽江·高一统考期末）如图所示姚明正在扣篮，其跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，忽略空气阻力，下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法中正确的是（设蹬地的力为恒力）（）A．前过程为超重，后过程为完全失重B．两过程中姚明都处在失重状态C．前过程为超重，后过程不超重也不失重D．两过程中姚明都处在超重状态【答案】A【详解】蹬地过程为加速上升，加速度向上，属于超重；离地上升为减速上升，加速度向下等于重力加速度，属于完全失重。故选A。题型二：电梯中的超失重问题分析4．（2023春·广东汕头·高一统考期末）小杰利用手机phyphox，软件绘制了电梯从一楼上升到七楼过程中的速度—时间图像，如图甲所示，为简化问题，将图线简化为图乙，已知t＝0时电梯处于静止状态，由图乙可知（）

A．在此过程中电梯上升的高度约为15mB．28-30s内电梯处于超重状态C．10-11s内电梯的加速度大小约为0.56D．10-30s内电梯的平均速度大小为0.75m/s【答案】C【详解】A．在此过程中电梯上升的高度约为选项A错误；B．28-30s内电梯减速上升，加速度向下，处于失重状态，选项B错误；C．10-11s内电梯的加速度大小约为选项C正确；D．10-30s内电梯的平均速度大小为选项D错误。故选C。5．（2023春·陕西西安·高一校联考期末）一个质量为50kg的同学站在电梯底板上，如图所示的图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的（g=10m/s2）（）

A．在5~10s内，该同学对电梯底板的压力等于480NB．在0~5s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态，对电梯底板的压力等于480NC．在10~20s内，该同学所受的支持力为490N，该同学处于失重状态D．在20~25s内，电梯在加速下降，该同学处于超重状态，对电梯底板的压力等于510N【答案】C【详解】A．由图像可知，在5~10s内，电梯做匀速运动，处于平衡状态，可知该同学对电梯底板的压力为故A错误；B．在0~5s内，电梯在加速上升，加速度方向向上，该同学处于超重状态，对电梯底板的压力大于，故B错误；C．在10~20s内，电梯在减速上升，加速度方向向下，该同学处于失重状态，根据图像可知，加速度大小为根据牛顿第二定律可得解得该同学所受的支持力为故C正确；D．在20~25s内，电梯在加速下降，加速度方向向下，该同学处于失重状态，对电梯底板的压力小于，故D错误。故选C。6．（2023·全国·高一专题练习）目前大部分手机都内置了加速度传感器，某同学在电梯内利用手机测量电梯运行时的加速度，得到图1所示的图线，经计算机处理后将图线简化为图2所示的图像。已知该同学的质量为60kg，时电梯处于静止状态，规定竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（）（）A．时电梯开始向下运动B．4~9s内该同学先处于超重状态，后处于失重状态C．整个过程中，电梯的最大速度大小约为2.5m/sD．整个过程中，该同学受到的最大支持力为630N【答案】D【详解】A．依题意，结合图像可知，电梯先向上加速，然后匀速，接着再减速，在时电梯的加速度方向开始竖直向下，所以可知电梯在时开始减速向上运动，故A错误；B．该同学的加速度与电梯加速度相同，在4~9s内，电梯的加速度方向一直竖直向上，所以该同学一直处于超重状态，故B错误；C．根据图像围成的面积表示速度的改变量，由图像可知（大于半格的算一格，不足半格的舍去），整个过程中，电梯在时达到最大速度，可得最大速度大小约为故C错误；D．由图像可知整个过程中，该同学竖直向上的最大加速度为，根据牛顿第二定律可得其受到的最大支持力为故D正确。故选D。题型三：完全失重问题7．（2023·全国·高一专题练习）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点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊时的位置，人在从p点下落到最低点c点的过程中，下列说法错误的是（）

A．在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B．在ac段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后减小，加速度先减小后增大C．在b点速度最大，加速度为零D．在c点，速度为零，处于平衡状态【答案】D【详解】A．a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确，不符合题意；B．在ac段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，由牛顿第二定律知加速度先减小后增大，物体先加速运动，后减速运动，所以速度先增大后减小，故B正确，不符合题意；C．b是人静止悬吊时的位置，所以此点拉力等于重力，此位置加速度为零，速度最大，故C正确，不符合题意；D．c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受到合力不为零，有向上的加速度，故D错误，符合题意。故选D。8．（2023·全国·高一假期作业）2021年9月17日，搭载着3名英雄航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆于东风着陆场，标志着神舟十二号返回任务取得圆满成功，航天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，航天员处于超重状态B．火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力C．在飞船绕地球运行时，航天员处于完全失重状态，则航天员的重力消失了D．飞船落地前减速下落时，航天员处于失重状态【答案】A【详解】AB．火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力，航天员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，故A正确，B错误；C．航天员处于完全失重状态时，仍然受重力，故C错误；D．飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力，航天员处于超重状态，故D错误。故选A。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【答案】D【详解】A．随环绕器绕火星运行阶段，着陆器处于失重状态，故A错误；B．减速下降阶段，加速度方向向上，着陆器处于超重状态，故B错误；C．悬停阶段，着陆器受火星对其的引力和反向推力，处于平衡状态，故C错误；D．匀速下降阶段，着陆器受力平衡，处于平衡状态，故D正确。故选D。题型四：与F-t图像问题10．（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【答案】C【详解】A．开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力为900N，人的重力也为900N，选项A错误；B．b到c过程中，人对板的压力先小于人的真实重力，后大于人的真实重力，则人先处于失重状态后处于超重状态，选项B错误；C．离开板后人只受重力的作用，处于完全失重状态，选项C正确；D．b点对应时刻弹力与重力的差值要小于c点对应时刻弹力与重力的差值，则人在b点对应时刻的加速度要小于在c点对应时刻的加速度，选项D错误。故选C。11．（2023·全国·高一假期作业）某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是（）A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止【答案】D【详解】A．题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况。故A正确，不符合题意；B．0~t1，钩码受力平衡；t1~t2，拉力小于10N，钩码处于失重状态；t2~t3，钩码受力平衡；t3~t4，拉力大于10N，钩码处于超重状态。故B正确，不符合题意；CD．由于不知道电梯运动方向，则电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止；电梯也可能先匀速向上，接着减速向上，再静止，然后加速向上，最后匀速。故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。12．（2016春·青海海东·高一平安一中阶段练习）某实验小组利用DIS系统在电梯内研究超重和失重现象，他们在电梯地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个质量为2kg的布娃娃，如图甲所示，实验中计算机显示出传感器所受压力大小随时间变化的关系如图乙所示，则（）（）A．从到，布娃娃处于失重状态B．从到，布娃娃处于超重状态C．电梯可能先停在高楼层，经加速向下，匀速向下、减速向下过程，最后停在底楼层D．电梯可能先停在底楼层，经加速向上，匀速向上，减速向上过程，最后停在高楼层【答案】D【详解】A．从时该到，物体受到的压力大于重力时，物体处于超重状态，加速度向上，故A错误；B．从时刻到，物体受到的压力小于重力，物块处于失重状态，加速度向下，故B错误；C．如果电梯开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层，那么应该是压力先等于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力，故C错误；D．如果电梯开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层，那么应该从图象可以得到，压力先等于重力、再大于重力、然后等于重力、小于重力、最后等于重力，故D正确。故选D。题型五：超重、失重的有关计算13．（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22m【答案】C【详解】A．由图像可知，小红在内处于超重状态，但小红的重力保持不变，故A错误；B．由题意可知在内由静止开始匀加速运动，小红在这段时间内处于超重状态，加速度方向向上，可知升降电梯在小明观察的这段时间内向上运动，故B错误；C．小红在内的加速度大小为可知小红在时的速度为则小红在内匀速运动的速度为，故C正确；D．小红在内的位移为小红在内的位移为小红在时停止，则的位移为小红在内位移为故D错误。故选C。14．（2023秋·山东淄博·高一校考期末）（课本题）一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态。一个可乘坐二十多个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。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动，座舱做匀减速运动。若座舱中某人的质量为50kg的人，当座舱落到离地面50m的位置时，人对座舱的压力是多少？当座舱落到离地面15m的位置时，人对座舱的压力是多少？【答案】0；1357N【详解】当座舱落到离地面50m的位置时，座舱以及人、手机都在自由下落，均处于完全失重状态，因此人对座舱的压力是0；设座舱做匀减速运动的加速度为a，座舱自由下落h1=48m后的速度为v，之后匀减速运动h2=28m到地面时刚好停下，则解得座舱落到离地面15m的位置时，人处于超重状态，设座舱对人的支持力为F，则解得15．（2022秋·天津·高一统考期末）一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个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。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为75m，当落到离地面30m的位置时开始制动，座舱匀减速下落。若座舱中某人用手托着重50N的铅球。忽略摩擦和空气阻力，g=10m/s2。求：（1）座舱下落的最大速度；（2）当座舱下落35m的位置时，手对铅球的托力多大；（3）当座舱落到离地面15m的位置时，手要用多大的力才能托住铅球。【答案】（1）m/s；（2）零；（3）125N【详解】(1)自由落体的终点时速度最大，下落的高度由自由落体速度位移关系可得下落的最大速度(2)离地面35m时，座舱还在自由下落，铅球处于完全失重状态，手对铅球的托力为零。(3)从开始自由落体直到下落高度m时速度为，则对匀减速运动程解得当座舱落到离地面15m的位置时解得三：课堂过关精练一、单选题16．（2023春·北京平谷·高一统考期末）很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌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．在时间内手机处于超重状态，在时间内手机处于失重状态B．手机在时刻运动到最高点C．手机在时刻改变运动方向D．手机可能离开过手掌【答案】D【详解】A．由图可知，在时间内手机的加速度方向竖直向上，手机处于超重状态；在时间内手机的加速度方向仍为竖直向上，手机处于超重状态，故A错误；B．在时间内手机有向上的加速度，速度方向与加速度方向相同，可知手机在时刻未运动到最高点，故B错误；C．手机在时刻有竖直向上的速度，不为零，故没有改变运动方向，故C错误；D．由图可知，在时刻之后有一段时间内手机的加速度等于重力加速度，则手机与手掌没有力的作用，手机可能离开过手掌，故D正确。故选D。17．（2023春·湖南怀化·高一统考期末）小华同学家住某高层住宅小区栋24楼，清晨小华上学乘电梯从24楼到1楼的图像如图，根据图像结合所学物理知识判断下列说法不正确的是（）

A．内电梯做匀加速直线运动，加速度为B．内电梯做匀速直线运动，速度保持不变C．内，电梯做匀减速直线运动，处于失重状态D．内，此人经过的位移为【答案】C【详解】A．图像的斜率表示加速度，由图可知内电梯做匀加速直线运动，加速度为选项A正确；B．由图可知内电梯速度保持不变，做匀速直线运动，选项B正确；C．由题意知图示为小华乘电梯从24楼到1楼的图像，而图像的斜率表示加速度，所以内，电梯做向下的匀减速直线运动，加速度向上，处于超重状态，选项C错误；D．图像与坐标轴所围面积表示物体的位移，所以内，此人经过的位移为选项D正确。本题选不正确的，故选C。18．（2023秋·高一课时练习）一名质量为60kg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40N，已知该重物的质量为5kg。弹簧测力计的质量忽略不计。（g取）（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。（2）这时该工人对升降机底板的压力是多大？（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？

【答案】（1）向下；失重状态；；（2）480N；（3）重物的加速度立即变为，方向竖直向下【详解】（1）以重物为研究对象，重物受向下的重力，向上的拉力F，由于重物的重力大于弹簧的拉力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。由牛顿第二定律有所以（2）以人为研究对象，人受到重力，底板的支持力，由牛顿第二定律有得由牛顿第三定律知，人对升降机底板的压力大小为480N。（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，方向竖直向下。19．（2023秋·高一课时练习）太空探索已成为众多青年才俊的志向，很多年轻人都立志做一名遨游太空的宇航员。但要成为一名宇航员，需具备一定的耐受力能力。在飞船加速过程中，宇航员处于超重状态。人们把这种状态下宇航员对座椅的压力FN与静止在地球表面时所受重力mg的比值，称为耐受力值，用k表示。在选拔宇航员时，要求其耐受力值为4≤k≤12。若某次宇宙飞船执行任务过程中，在飞船起飞阶段宇航员的耐受力值k1=4.2，而重返大气层阶段飞船以a2=5.2m/s2的加速度竖直向下减速运动。设宇航员质量m=75kg，求：（g取10m/s2）（1）飞船起飞阶段加速度a1的大小；（2）返回大气层时宇航员的耐受力值k2。

【答案】（1）32m/s2；（2）1.52【详解】（1）飞船起飞阶段，由题可知得到宇航员与飞船加速度相同，起飞时宇航员受力如图1：重力mg、支持力与压力等大为；根据牛顿第二定律，取竖直向上为正方向，有代入数据，解得（2）飞船返回大气层时，宇航员受力如图2：重力mg、支持力

根据牛顿第二定律，取竖直向上为正方向，有：根据牛顿第三定律代入数据，解得耐受力值四：高分突破精练一、单选题20．（2023·全国·高一专题练习）在升降机里，一个小球系于弹簧下端，如图所示，升降机静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动时，弹簧伸长2cm，则升降机运动情况是（）A．以的加速度加速下降B．以的加速度减速上升C．以的加速度加速上升D．以的加速度减速下降【答案】B【详解】升降机静止时，对小球有当升降机运动时，小球所受合力竖直向下，根据牛顿第二定律有解得方向竖直向下，升降机以的加速度减速上升或加速下降。故选B。21．（2023春·广东揭阳·高一统考期末）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=2s时开始减速，t=4s时落仓速度变为0。已知2~4s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．0~2s内落仓内的物体不受重力的作用B．0~2s内落仓内的物体处于完全失重状态C．与0~2s内相比，2~4s内落仓下落的位移更小D．t=1.5s和t=2.5s两时刻落仓的加速度相同【答案】B【详解】AB．0~2s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；C．设2s时落仓的速度为，则0~2s内落仓下落的位移为2~4s内落仓下落的位移由于可知0~2s内落仓下落的位移等于2~4s内落仓下落的位移，故C错误；D．0~2s内落仓向下做匀加速直线运动，2~4s内落仓向下做匀减速直线运动，根据对称性可知，t=1.5s和t=2.5s两时刻落仓的加速度大小相等，方向相反，故D错误。故选B。22．（2023春·甘肃·高一校联考期末）如图所示，某同学站在正在运行的电梯中的体重秤上称体重，发现体重明显大于在静止地面上称得的体重，则（

）

A．电梯一定在加速上升B．电梯有可能在加速下降C．该同学受到的合力方向一定竖直向上D．体重秤对该同学的支持力大于该同学对体重秤的压力【答案】C【详解】AB．同学的体重明显大于在静止地面上称得的体重，可知发生了超重，电梯的加速度向上，则电梯可能加速上升或者减速下降，选项AB错误；C．该同学加速度向上，可知受到的合力方向一定竖直向上，选项C正确；D．体重秤对该同学的支持力与该同学对体重秤的压力互为作用力和反作用力，总是等大反向，选项D错误。故选C。23．（2023春·山西·高一统考期末）蹦床运动是一种集竞技、健身、观赏和娱乐于一体的综合性运动。某同学在练习蹦床运动时在弹性网上安装压力传感器，利用压力传感器记录了他运动过程中所受蹦床弹力F随时间t的变化图像，如图所示。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（）

A．该同学在1.5s前处于静止状态，可推算出其质量为50kgB．该同学在6.6s~7.4s内先处于失重状态，后一直处于超重状态C．该同学在0~7.4s内的最大加速度为10m/s2D．该同学在0~7.4s内离开蹦床上升的最大高度为5m【答案】D【详解】A．由图可知该同学在1.5s前受力平衡，根据实际情况只能是处于静止状态，且弹力大小等于重力，有其质量为故A错误；B．弹力大小小于重力的是失重，弹力大小大于重力的是超重，该同学在6.6s~7.4s内先处于失重状态，后处于超重状态，最后一段又处于失重状态，故B错误；C．该同学在0~7.4s内的最大加速度为弹力最大的时刻对应的加速度，由牛顿第二定律有故C错误；D．由图可知4.6s~6.6s这2s时间内该同学离开蹦床向上运动，然后又向下运动至接触蹦床，由竖直上抛运动的对称性可知，最后1s内，该同学做自由落体，由故D正确。故选D。24．（2023·全国·高一专题练习）港珠澳大桥工程的技术及设备规模创造了多项世界纪录，被誉为“超级大国的超级工程”。建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道质量约8万吨，超过了一台中型航母的质量。若将该沉管在向下沉放过程中看成是减速运动，关于此过程，下列说法正确的是（）A．沉管所受的合外力为0B．沉管所受合外力不为0，且方向向下C．该沉管处于超重状态D．该沉管处于失重状态【答案】C【详解】AB．由题意知沉管减速下沉，有向上的加速度，根据牛顿第二定律可知合力向上，故A、B错误；CD．因加速度向上，所以沉管处于超重状态，故C正确，D错误。故选C。25．（2023春·湖南·高一校联考期中）蹦极是一项极限运动，在做好充足防护的情况下，人们可以感受完全失重的刺激。蹦极所用绳索的弹力大小遵循胡克定律，人下降过程中的加速度随位置变化的图像如图所示，图中，已知蹦极者的质量为m，重力加速度为g（忽略空气阻力以及绳索的重力），下列说法正确的是（）A．从到，人处于失重状态B．从到，人处于超重状态C．下降到时，人受到的拉力等于D．下降到时，人受到的拉力大于【答案】C【详解】AB．从到人的加速度向下，人处于失重状态，从到人的加速度问上，人处于超重状态，AB错误；C．由图可知，人下降到时，人的加速度为0，由得，在时绳的弹力等于重力，C正确；D．人在下降到以后，绳才产生弹力，从到绳的弹力小于重力，从到绳的弹力大于重力，在时绳的弹力等于重力，因再根据，则有所以下降到时，所受拉力为D错误。故选C。26．（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【答案】A【详解】A．由图可知，传感器的最小压力约为200N，则根据牛顿第二定律得最大加速度为故A正确；B．人在下蹲过程中，先加速下降再减速下降，所以力的示数先变小，后变大，故B错误；C．人在站起过程中，先加速起立再减速起立，所以先超重后失重，故C错误；D．人在下蹲过程中，力的示数先变小，后变大，人在站起过程中，力的示数先变大，后变小，所以动作人在8s内完成了一次下蹲和一次站起动作，故D错误。故选A。27．（2023春·湖南常德·高一汉寿县第一中学校考阶段练习）2022年8月20日，重庆山火肆虐，面对自然灾害，人们并没有选择躺平。由摩托大军、志愿者团队、专业的消防人员与消防直升机组成的灭火军团，并肩作战，最终及时将山火扑灭。下图是消防直升机携带盛满水的吊桶，悬停在空中将水泼洒在火源上进行灭火的瞬间。下列有关说法正确的是（

）A．绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力B．绳子对吊桶的拉力和吊桶的重力是一对平衡力C．洒水过程中直升机处于失重状态D．洒出的水在空中做自由落体运动【答案】A【详解】A．绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力，A正确；BC．将水洒出前，直升机和盛满水的吊桶看成一个整体，悬停在空中，受力平衡。对直升机和盛满水的吊桶受力分析，整体受竖直向下的重力，空气对它的浮力，和螺旋桨旋转使空气对它产生的竖直向上的升力。将水洒出后，整体受到竖直向上的力不变，重力减小，直升机向上做加速运动。绳子对吊桶的拉力大于吊桶的重力。洒水过程中直升机处于超重状态。BC错误；D．洒出的水在空中做竖直上抛运动。D错误。故选A。二、多选题28．（2023春·浙江台州·高一浙江省临海市大田中学校考阶段练习）“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空中P点由静止开始下落，如图所示，a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b点是人静止悬挂时的平衡位置，则在人从P点下落到c点的过程中，不计空气阻力。（）

A．在Pa段，人做自由落体运动，处于完全失重状态B．在ab段，人的速度越来越小，人处于失重状态C．在bc段，人的加速度越来越大，人处于超重状态D．在c点，人的速度为零，加速度也为零【答案】AC【详解】A．在Pa段，人做自由落体运动，加速度为g，故处于完全失重状态，故A正确；B．在b点时，重力等于拉力，故在ab段，绳子的拉力大小小于人的重力，人继续向下做加速运动，人处于失重状态，故B错误；C．在bc段，绳子的拉力大小大于人的重力，人开始做加速度向上的减速运动，且加速度越来越大，人处于超重状态，故C正确；D．在c点，人的速度为零，绳的拉力大于人的重力，人有向上的加速度，故D错误。故选AC。29．（2023春·陕西安康·高一统考期末）2023年“五一”假期，张家界大山夹谷景区准备精彩纷呈的主题活动和项目，玻璃桥处的蹦极吸引众多游客体验。“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。游客身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是游客所到达的最低点，b是游客静止地悬吊着时的平衡位置，不计空气阻力，游客在从P点落下到最低点c的过程中（）

A．游客在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B．在b点，游客的速度最大，其加速度为零C．在bc段绳的拉力大于人的重力，游客处于超重状态D．在c点，游客的速度为零，其加速度为零【答案】ABC【详解】A．游客在Pa段只受重力作用，做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确；B．b是游客静止地悬吊着时的平衡位置，所以在b点，游客的速度最大，其加速度为零，故B正确；C．在bc段绳的拉力大于人的重力，游客的加速度方向向上，游客处于超重状态，故C正确；D．在c点，游客的速度为零，但绳的拉力大于人的重力，游客的加速度方向向上，不为零，故D错误。故选ABC。30．（2023春·云南大理·高一统考期末）质量为m的人站在电梯内，电梯从1楼上升到40楼，此过程中电梯速度v随时间t变化的图像如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A．时间内电梯对人的支持力大于mg B．时间内人处于超重状态C．时间内人处于超重状态 D．时间内电梯对人的支持力不断增大【答案】AD【详解】A．由图可知时间内电梯向上加速运动，具有向上的加速度，电梯里的人处于超重状态，电梯对人的支持力大于mg，选项A正确；B．由图可知时间内电梯匀速运动，电梯里的人处于平衡状态，选项B错误；C．由图可知时间内电梯向上减速运动，具有向下的加速度，电梯里的人处于失重状态，选项C错误；D．v-t图像的斜率表示加速度，由图可知时间内加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律有解得所以电梯对人的支持力不断增大，选项D正确。故选AD。31．（2023春·广东汕头·高一统考期末）原地纵跳摸高是篮球运动员训练弹跳力的必备项目。如图所示，运动员小王从直立状态开始屈腿下蹲，使重心下移，调整好姿势后，由静止开始发力，蹬地起跳后离开地面，竖直向上运动直到最高点，空气阻力忽略不计，对以上运动过程分析正确的是（）

A．蹬地起跳时，地面受到的压力和小王受到的支持力大小相等B．蹬地起跳时，小王对地面的压力大于他的重力C．屈腿下蹲过程，小王受到的重力和支持力是一对平衡力D．到达最高点时，小王受力平衡【答案】AB【详解】A．蹬地起跳时，地面受到的压力和小王受到的支持力是一对相互作用力，一定大小相等，故A正确；B．蹬地起跳时，小王加速上升故小王所受的支持力大于自身的重力，又根据小王对地面的压力大小等于小王受到的支持力大小，故小王对地面的压力大于他的重力，故B正确；C．屈腿下蹲过程，小王先加速后减速，不是平衡状态，即小王受到的重力和支持力不是一对平衡力，故C错误；D．到达最高点时，小王处于完全失重状态，受力不平衡，故D错误。故选AB。32．（2023春·湖南常德·高一统考期末）如图所示，某高中生在自家小区住宅楼的一客梯内研究超重和失重现象，将质量为1kg的物体悬挂在弹簧测力计上，观察到测力计示数稳定为12N，则该客梯当前状态及运行情况是（）

A．该客梯处于失重状态B．该客梯处于超重状态C．该客梯可能向下做匀减速直线运动D．该客梯可能向下做匀加速直线运动【答案】BC【详解】AB．由于观察到测力计示数比物体的重力大，故该客梯处于超重状态，A错误，B正确；CD．由牛顿第二定律该客梯有向上的加速度，该客梯可能向下做匀减速直线运动或向上做匀加速直线运动，C正确，D错误。故选BC。33．（2023春·黑龙江哈尔滨·高一校考期中）某人乘电梯从楼到楼的图像如图，下列说法正确的是（）

A．内物体做匀加速直线运动，加速度为B．内物体做匀速直线运动，速度保持不变C．内，物体做匀减速直线运动，处于失重状态D．内，此人经过的位移为【答案】ABD【详解】A．根据题意，由图可知，内物体做匀加速直线运动，加速度大小故A正确；B．根据题意，由图可知，内物体速度保持不变，做匀速直线运动，故B正确；C．根据题意，由图可知，内，物体做匀减速直线运动，加速度为可知，加速度方向竖直向上，则处于超重状态，故C错误；D．根据图像中面积表位移，由图像可知，内，此人经过的位移为故D正确。故选ABD。34．（2023秋·高一校考课时练习）神舟飞船返回时，3吨重的返回舱下降到距地面10km时，下降速度为200m/s。再减速就靠降落伞了，先是拉出减速伞，16s后返回舱的速度减至80m/s，此时减速伞与返回舱分离。然后拉出主伞，主伞张开后使返回舱的下降速度减至10m/s，此时飞船距地面高度为1m，接着舱内4台缓冲发动机同时点火，给飞船一个向上的反冲力，使飞船的落地速度减为零。将上述各过程视为匀变速直线运动，g=10m/s2.根据以上材料可得（）A．减速伞工作期间返回舱处于失重状态B．主伞工作期间返回舱处于失重状态C．减速伞工作期间返回舱的平均加速度大小为7.5m/s2D．每台缓冲发动机的反冲推力约为返回舱重力的1.5倍【答案】CD【详解】AB．减速伞和主伞工作期间返回舱向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，AB错误；C．根据匀变速直线运动的规律可知故返回舱的平均加速度大小为，C正确；D．缓冲发动机同时点火后，则解得D正确。故选CD。35．（2023·全国·高一专题练习）我国选手朱雪莹在2020年蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠。若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，一运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度–时间图像如图所示，其中段为曲线，直线与曲线相切于c点，部分关于对称。已知该运动员的质量为45kg，等效弹簧的劲度系数为，取，不计空气阻力，则（）

A．时弹簧处于原长状态B．时运动员到达最高处C．时弹簧的压缩长度为75cmD．0~0.3s内运动员处于失重状态【答案】BC【详解】A．由提图可知，时运动员的速度达到最大，此时运动员受到弹簧的弹力与重力平衡，弹簧并不处在原长状态，A错误；B．由于cd段为直线，说明运动员在时离开弹簧，此时速率为，故即当时运动员到达最高处，B正确；C．由题可知，部分关于对称，故曲线在和的斜率的绝对值相等，运动员的加速度大小相等，即根据牛顿第二定律可知解得C正确；D．内运动员竖直向上做加速运动，加速度向上，运动员处于超重状态，D错误。故选BC。三、解答题36．（2023秋·新疆乌鲁木齐·高一乌鲁木齐市第四中学校考期末）如图所示，一个质量M=50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m=5kg的物体A当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为35N，g=10