PAGE8-第6節(jié)超重和失重考點(diǎn)1超重和失重1.下列關(guān)于超重和失重的說(shuō)法中,正確的是()。A.物體處于超重狀態(tài)時(shí),其重力增加了B.物體處于完全失重狀態(tài)時(shí),其重力為零C.物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí),其慣性比物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)增大或減小了D.物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí),其質(zhì)量及受到的重力都沒(méi)有發(fā)生變更答案：D解析：物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí),物體的重力(由地球?qū)ξ矬w吸引而產(chǎn)生)本身不會(huì)發(fā)生變更,所以A、B錯(cuò)誤。質(zhì)量是慣性大小的量度,所以一個(gè)物體的慣性不會(huì)隨物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更而發(fā)生變更,所以C錯(cuò)誤,D正確。2.(安徽靈璧一中2024期中考試)(多選)下列有關(guān)超重與失重的說(shuō)法正確的是()。A.體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過(guò)程中都處于失重狀態(tài)C.舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D.不論是超重、失重或是完全失重,物體所受的重力都沒(méi)有發(fā)生變更答案：BD解析：體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí),單杠對(duì)他的拉力等于運(yùn)動(dòng)員的重力,運(yùn)動(dòng)員既不處于超重狀態(tài)也不處于失重狀態(tài),A錯(cuò)誤;蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過(guò)程中只受重力,加速度大小等于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?方向豎直向下,即處于失重狀態(tài),B正確;舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)地面對(duì)他的支持力等于他和杠鈴的重力,運(yùn)動(dòng)員和杠鈴既不處于超重狀態(tài)也不處于失重狀態(tài),C錯(cuò)誤;不論是超重、失重或是完全失重,物體所受的重力都沒(méi)有發(fā)生變更,D正確。3.(四川綿陽(yáng)2024模擬)2024年10月17日,我國(guó)用長(zhǎng)征二號(hào)FY11運(yùn)載火箭將“神州十一號(hào)”飛船送入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。關(guān)于火箭放射,下列說(shuō)法正確的是()。A.火箭剛離開(kāi)放射架時(shí),火箭處于失重狀態(tài)B.火箭剛離開(kāi)放射架時(shí),火箭處于超重狀態(tài)C.火箭放射時(shí),噴出的高速氣流對(duì)火箭的作用力大于火箭對(duì)氣流的作用力D.火箭放射時(shí),噴出的高速氣流對(duì)火箭的作用力小于火箭對(duì)氣流的作用力答案：B解析：火箭加速上升時(shí),加速度方向向上,火箭處于超重狀態(tài),故A錯(cuò)誤,B正確;高速氣流對(duì)火箭的作用力與火箭對(duì)氣流的作用力屬于作用力與反作用力,所以高速氣流對(duì)火箭的作用力等于火箭對(duì)氣流的作用力,故C錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤。故選B。4.(多選)如圖4-6-1所示,質(zhì)量為50kg的小紅同學(xué)站在升降機(jī)中的磅秤上,某一時(shí)刻她發(fā)覺(jué)磅秤的示數(shù)為40kg,則在該時(shí)刻升降機(jī)可能是以下列哪種方式運(yùn)動(dòng)()。圖4-6-1A.勻速上升 B.加速上升C.減速上升 D.加速下降答案：CD解析：小紅同學(xué)處于失重狀態(tài),必有向下的加速度,即減速上升或加速下降,故C、D兩項(xiàng)正確。5.(遼寧大連2024高一檢測(cè))如圖4-6-2所示,蹦極是一種極限體育項(xiàng)目,可以熬煉人的膽識(shí)和意志。運(yùn)動(dòng)員從高處跳下,彈性繩被拉展前做自由落體運(yùn)動(dòng),彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下,運(yùn)動(dòng)員下落肯定高度后速度減為零。在這下降的全過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()。圖4-6-2A.彈性繩拉展前運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài),彈性繩拉展后運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)B.彈性繩拉展后運(yùn)動(dòng)員先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)C.彈性繩拉展后運(yùn)動(dòng)員先處于超重狀態(tài),后處于失重狀態(tài)D.運(yùn)動(dòng)員始終處于失重狀態(tài)答案：B解析：以重力和彈力大小相等為臨界點(diǎn),臨界點(diǎn)以前為失重,臨界點(diǎn)以后為超重,故B項(xiàng)正確。6.(北京海淀2024高一檢測(cè))為了節(jié)約能源,某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無(wú)人乘行時(shí),扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時(shí),它會(huì)先漸漸加速,再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)驗(yàn)了這兩個(gè)過(guò)程,如圖4-6-3所示。那么下列說(shuō)法中正確的是()。圖4-6-3A.顧客始終受到三個(gè)力的作用B.顧客始終處于超重狀態(tài)C.顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下D.顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方,再豎直向下答案：C解析：顧客加速運(yùn)動(dòng)時(shí),受重力、支持力和水平向右的靜摩擦力作用,扶梯對(duì)顧客的作用力指向右上方,顧客對(duì)扶梯的作用力指向左下方,當(dāng)顧客勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),顧客只受重力和豎直向上的支持力作用,所以僅C項(xiàng)正確。7.(上海徐匯2024高一調(diào)研)某探究性學(xué)習(xí)小組探究電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大小,小明同學(xué)站在體重計(jì)上乘電梯從1層到10層,之后又從10層返回到1層,并將體重計(jì)示數(shù)用照相機(jī)進(jìn)行記錄,請(qǐng)仔細(xì)視察分析圖4-6-4甲、乙、丙、丁、戊,得出的正確推斷是()。圖4-6-4A.依據(jù)圖乙和圖丙,可估測(cè)電梯向上啟動(dòng)時(shí)的加速度B.依據(jù)圖甲和圖乙,可估測(cè)電梯向上制動(dòng)時(shí)的加速度C.依據(jù)圖甲和圖戊,可估測(cè)電梯向下制動(dòng)時(shí)的加速度D.依據(jù)圖丁和圖戊,可估測(cè)電梯向下啟動(dòng)時(shí)的加速度答案：C解析：圖甲顯示該同學(xué)實(shí)際的體重,圖乙顯示向上加速超重時(shí)的示數(shù),圖丙顯示向上減速失重時(shí)的示數(shù),圖丁顯示向下加速失重時(shí)的示數(shù),圖戊顯示向下減速超重時(shí)的示數(shù),綜合圖片可知,依據(jù)圖甲和圖丙或圖戊估測(cè)電梯制動(dòng)時(shí)的加速度,圖甲和圖乙或圖丁可估測(cè)電梯啟動(dòng)時(shí)的加速度,故C項(xiàng)正確。8.(廣東廣雅中學(xué)2024高一上期末)(多選)原來(lái)做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)有一被伸長(zhǎng)彈簧拉住的具有肯定質(zhì)量的物體A靜止在地板上,如圖4-6-5所示,現(xiàn)發(fā)覺(jué)A突然被彈簧拉向右方,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。由此可推斷,此時(shí)升降機(jī)做的運(yùn)動(dòng)可能是()。圖4-6-5A.加速上升 B.減速上升C.加速下降 D.減速下降答案：BC解析：當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí),地板對(duì)物體的靜摩擦力與彈簧的彈力平衡,且該靜摩擦力小于或等于最大靜摩擦力。當(dāng)升降機(jī)有向下的加速度時(shí),物體對(duì)地板的正壓力必定會(huì)減小,也就減小了最大靜摩擦力,這時(shí)的最大靜摩擦力小于升降機(jī)靜止時(shí)的靜摩擦力,而彈簧的彈力又未變更,故在這種狀況下A可能被拉向右方。四個(gè)選項(xiàng)中B、C兩種狀況升降機(jī)的加速度是向下的,故選B、C。9.(湖北襄陽(yáng)2024高一診斷)某人在地面上最多能舉起60kg的重物,要使此人在升降機(jī)中最多能舉起100kg的重物,已知重力加速度g取10m/s2,則下列說(shuō)法可能正確的是()。A.升降機(jī)正加速上升,加速度大小為4m/s2B.升降機(jī)正加速下降,加速度大小為4m/s2C.升降機(jī)正減速下降,加速度大小為4m/s2D.升降機(jī)正減速上升,加速度大小為6m/s2答案：B解析：某人在地面上最多能舉起60kg的物體,則此人的最大舉力為F=mg=60×10N=600N。在升降機(jī)中,對(duì)重物依據(jù)牛頓其次定律有m'g-F=m'a,解得a=g-Fm'=10-600100m/s2=4m/s2,方向豎直向下。故升降機(jī)應(yīng)減速上升或加速下降,加速度大小為10.(湖南長(zhǎng)沙2024高一調(diào)研)(多選)在電梯中,把一重物置于臺(tái)秤上,臺(tái)秤與力的傳感器相連,電梯從靜止加速上升,然后又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間,最終停止運(yùn)動(dòng);傳感器的屏幕上顯示出其受的壓力與時(shí)間的關(guān)系圖像,如圖4-6-6所示,則()。圖4-6-6A.電梯啟動(dòng)階段約經(jīng)驗(yàn)了2.5s的加速上升過(guò)程B.電梯在啟動(dòng)階段約經(jīng)驗(yàn)了4s加速上升過(guò)程C.電梯的最大加速度約為6.7m/s2D.電梯的最大加速度約為16.7m/s2答案：BC解析：由題圖可看出電梯在0~4s加速上升,4~18s勻速上升,18~22s減速上升,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;最大加速度a=ΔFm=203m/s2≈6.7m/s2,故C項(xiàng)正確11.(河北石家莊2024高一檢測(cè))(多選)我國(guó)“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器在某次試驗(yàn)時(shí),潛水器內(nèi)的顯示屏上顯示出了從水面起先下潛到最終返回水面的10min內(nèi)全過(guò)程的深度—時(shí)間圖像和速度—時(shí)間圖像,分別如圖4-6-7甲、乙所示,則下列說(shuō)法中正確的是()。圖4-6-7A.圖甲中h3代表本次下潛的最大深度,應(yīng)為360mB.全過(guò)程中最大加速度是0.025m/s2C.潛水員感到超重發(fā)生在0~1min和8~10min的時(shí)間段內(nèi)D.潛水員感到超重發(fā)生在3~4min和6~8min的時(shí)間段內(nèi)答案：AD解析：題圖甲中h3代表本次下潛最大深度,結(jié)合題圖乙可得h3=360m,A項(xiàng)正確;v-t圖像的斜率表示潛水器運(yùn)動(dòng)的加速度,所以0~1min和3~4min的加速度最大,a=130m/s2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)加速度向上時(shí),潛水器處于超重狀態(tài),所以潛水員向下做減速運(yùn)動(dòng)、向上做加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程都處于超重狀態(tài),故3~4min和6~8min內(nèi)為超重狀態(tài),0~1min和8~10min內(nèi)為失重狀態(tài),C項(xiàng)錯(cuò)誤,D12.某大型游樂(lè)場(chǎng)內(nèi),有一種能使人體驗(yàn)超重、失重感覺(jué)的大型消遣設(shè)施,該設(shè)施用電梯將乘坐有十多人的座艙懸停在幾十米的高空處,然后讓座艙從高空自由落下(此時(shí)座艙受到的阻力微小,可忽視),當(dāng)落至肯定位置時(shí),良好的制動(dòng)系統(tǒng)起先工作,使座艙落至地面時(shí)剛好靜止。假設(shè)座艙起先下落時(shí)的高度為80m,當(dāng)下落至距地面30m時(shí),起先對(duì)座艙進(jìn)行制動(dòng),座艙的制動(dòng)過(guò)程是勻減速運(yùn)動(dòng)。(1)當(dāng)座艙從起先到下落了20m時(shí),質(zhì)量是60kg的人對(duì)座艙的壓力為多大?試說(shuō)明理由。答案：設(shè)座艙距地面30m時(shí)速度為v,h1=80m-30m=50m,h2=30m。自由下落過(guò)程人和座艙只受重力,此時(shí)a=g,由牛頓其次定律得mg-FN1=ma,則FN1=0。(2)當(dāng)座艙下落到距離地面10m位置時(shí),人對(duì)座艙的壓力與人所受到的重力之比是多少?答案：設(shè)座艙距地面30m時(shí)速度為v,h1=80m-30m=50m,h2=30m。起先自由下落的階段,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2=2gh1。 ①制動(dòng)減速階段,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得-v2=-2ah2。 ②由牛頓其次定律得FN2-mg=ma。 ③由①②得a=53g。由③④得FN2=83mg由牛頓第三定律,人對(duì)座椅的壓力FN2'=FN2,則FN2'mg13.將金屬塊m用輕質(zhì)彈簧卡壓在一矩形箱中,如圖4-6-8所示,在箱的上底板和下底板有壓力傳感器,箱可以沿豎直軌道運(yùn)動(dòng)。當(dāng)箱以a=2.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),上、下底板壓力傳感器分別顯示6.0N和10.0N(g取10m/s2)。圖4-6-8(1)若上底板壓力傳感器示數(shù)為下底板壓力傳感器示數(shù)的一半,試推斷箱的運(yùn)動(dòng)狀況;答案：當(dāng)上底板壓力傳感器示數(shù)為6.0N,下底板壓力傳感器示數(shù)為10.0N時(shí),對(duì)物體有:mg+F上-F彈=ma,F彈=F下代入數(shù)據(jù)得:m=0.50kg。彈簧彈力不變mg+F彈2-F彈=ma1,得a1箱靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)要使上底板壓力傳感器示數(shù)為零,箱沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)狀況可能是怎樣的?是超重還是失重狀態(tài)?答案：當(dāng)上底板壓力傳感器示數(shù)為6.0N,下底板壓力傳感器示數(shù)為10.0N時(shí),對(duì)物體有:mg+F上-F彈=ma,F彈=F下代入數(shù)據(jù)得:m=0.50kg。上底板壓力為零,取向上為正,則F彈-mg=ma2;代入數(shù)據(jù)得:a2=10m/s2,要使上底板壓力傳感器示數(shù)為零,則箱向上的加速度大于或等于10m/s2均可。此時(shí)箱向上加速運(yùn)動(dòng)或向下減速運(yùn)動(dòng),并且加速度a≥10m/s2。超重狀態(tài)。考點(diǎn)2拋體運(yùn)動(dòng)中的超、失重問(wèn)題14.如圖4-6-9所示,一個(gè)盛水的容器底部有一小孔。靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水,假設(shè)容器在下述運(yùn)動(dòng)中始終保持平動(dòng),且忽視空氣阻力,則()。圖4-6-9A.容器自由下落時(shí),小孔向下漏水B.將容器豎直向上拋出,容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí),小孔向下漏水;容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí),小孔不向下漏水C.將容器水平拋出,容器在運(yùn)動(dòng)中小孔向下漏水D.將容器斜向上拋出,容器在運(yùn)動(dòng)中小孔不向下漏水答案：D解析：將容器拋出后,容器和容器中的水處于完全失重狀態(tài),液面下任何一點(diǎn)的壓強(qiáng)都等于0,小孔不會(huì)向下漏水。15.(湖南六校聯(lián)盟2024高一上學(xué)期期末聯(lián)考)里約奧運(yùn)會(huì)男子跳高決賽的競(jìng)賽中,加拿大選手德勞因突出重圍,以2米38的成果奪冠(如圖4-6-10所示)。則()。圖4-6-10A.德勞因在最高點(diǎn)處于平衡狀態(tài)B.德勞因起跳以后在上升過(guò)程處于失重狀態(tài)C.德勞因起跳時(shí)地面對(duì)他的支持力等于他所受的重力D.德勞因下降過(guò)程處于超重狀態(tài)答案：B解析：無(wú)論是上升過(guò)程還是下降過(guò)程,還是最高點(diǎn),運(yùn)動(dòng)員的加速度始終向下,所以他處于失重狀態(tài),故A、D錯(cuò)誤,B正確;起跳時(shí)運(yùn)動(dòng)員加速度的方向向上,地面對(duì)他的支持力大于他受到的重力,故C錯(cuò)誤。故選B。16.(浙江名校聯(lián)盟2024高三三模)動(dòng)物園的海洋館深受小摯友的寵愛(ài),其中“海獅頂球”節(jié)目因其互動(dòng)性強(qiáng)而更深受小摯友的寵愛(ài)。如圖4-6-11所示為一海獅把球頂向空中,并等其落下。下列有關(guān)球的受力與運(yùn)動(dòng)的一些說(shuō)法正確的是()。圖4-6-11A.球在最高點(diǎn)受到重力和海獅對(duì)它的頂力作用B.球在最高點(diǎn)時(shí)球的速度為0,處于平衡狀態(tài)C.球在上升的過(guò)程中處于超重狀態(tài)D.球在下落的過(guò)程中可認(rèn)為只受重力作用答案：D解析：豎直上拋運(yùn)動(dòng)是初速度向上,只在重力作用下的運(yùn)動(dòng),球在最高點(diǎn)只受到重力,故A錯(cuò)誤;球上升到最高點(diǎn)時(shí)受到重力的作用,速度為零,加速度為g,不是平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;球上升到最高點(diǎn)時(shí)受到重力的作用,加速度為g,加速度的方向向下,處于失重狀態(tài),故C錯(cuò)誤;豎直上拋運(yùn)動(dòng)上升和下落過(guò)程都是只受到重力的作用,故D正確。故選D。17.(江蘇常熟2024一模)某次游泳競(jìng)賽中,某運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)斜向上跳起,一段時(shí)間后落入水中,如圖4-6-12所示,不計(jì)空氣阻力。下