考点6 超重与失重
一、单选题
1．如图所示，老师平伸手掌托起粉笔，由静止开始竖直向上运动，直至将粉笔抛出。则（ ）
A．整个过程中，粉笔始终处于超重状态
B．整个过程中，粉笔始终处于失重状态
C．手对粉笔向上的力大于粉笔对手向下的力
D．在粉笔离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
【答案】D
【详解】AB．手托物体向上运动的过程中，物体必有加速的过程，此时加速度向上，粉笔抛出的瞬间，加速度等于重力加速度，方向向下，故物体先超重后失重，选项AB错误；
C．手对粉笔向上的力和粉笔对手向下的力是一对相互作用力，等大反向，选项C错误；
D．手和粉笔有相同的速度和加速度时二者不会分离，在粉笔离开手的瞬间，粉笔的加速度等于重力加速度，方向向下，所以此时手的加速度大于重力加速度，方向向下，这样手的速度小于粉笔的速度才会分离，D正确。
故选D。
2．如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔，用手堵住小孔，往杯子里倒半杯水。现使杯子做以下几种运动，不考虑杯子转动及空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．将杯子竖直向下抛出，小孔中有水漏出
B．将杯子斜向上抛出，小孔中有水漏出
C．用手握住杯子向下匀速运动，不堵住小孔也没有水漏出
D．杯子做自由落体运动，小孔中没有水漏出
【答案】D
【详解】ABD．杯子跟水做斜抛运动、自由落体运动、下抛运动时都只受重力，处于完全失重状态，杯子与水相对静止，因此不会有水漏出，AB错误，D正确；
C．杯子向下做匀速运动，处于平衡状态，水受重力，会漏出，C错误。
故选D。
3．“抛绣球”是广西传统民族运动。如图甲所示，细绳一端系着绣球，另一端握在运动员手中。使绣球在竖直平面内做圆周运动，数圈之后抛出。图乙是绣球的运动轨迹，在A、B、C、D四个点上，绣球处于超重状态的是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
【答案】A
【详解】A．A点小球的加速度指向圆心，竖直向上，故A点处于超重状态，故A正确；
BCD．抛出后，小球只受重力作用，加速度竖直向下，所以B、C、D三点都处于失重状态，故BCD错误。
故选A。
4．某同学把手机平放在手掌上，打开加速度传感器，记录手机在竖直方向上加速度的变化情况。图像如图所示，已知竖直向上为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．实验过程可能是将手机竖直向上抛出再落回手掌中
B．实验过程可能是手托着手机做下蹲动作
C．实验过程可能是手托着手机做起跳的动作
D．手机先处于超重状态，后处于失重状态
【答案】B
【详解】由图像可知，加速度方向先是负方向即向下，后为正方向即向上。
A．手机竖直向上抛出再落回手掌过程，手机的加速度始终是向下的，和图像矛盾，故A错误；
B．下蹲开始到静止这一过程中，加速度先是向下的，后是向上的，刚好和图像描述的加速度方向相同，故B正确；
C．起跳这一过程中，加速度先是向上的，后是向下的，和图像矛盾，故C错误；
D．加速度方向先是变成负的，接着变成正的，说明手机先处于失重状态，后处于超重状态。故D错误。
故选B。
5．电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图甲所示，为简化问题，将图线简化为图乙，电梯处于超重状态的时段是（ ）
A．从10.0s到11.8s B．从11.8s到20.0s
C．从20.0s到27.5s D．从27.5s到30.0s
【答案】A
【详解】图象的斜率表示加速度，由图可知，从10.0s到11.8s时间段，电梯有向上的加速度，处于超重状态。
故选A。
6．很多智能手机都有加速度传感器，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，得到如图所示的手机在竖直方向上的加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．手机始终与手掌存在作用力 B．手机在t1时刻处于平衡状态
C．手机在t2时刻改变运动方向 D．手机在t3时刻处于完全失重状态
【答案】D
【详解】AD．由图可知，t3时刻手机的加速度为-10m/s2，即此时手机只受重力作用，与手掌间没有相互作用力，手机处于完全失重状态，故A错误，D正确；
B．手机在t1时刻加速度大于10m/s2，且加速度向上，手机处于超重状态，故B错误；
C．手机在t2时刻加速度方向改变，手机开始做减速运动，速度方向不变，即运动方向不变，故C错误。
故选D。
7．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；图乙是地板所受的压力F随时间t变化的关系图像。下列根据图像的分析正确的是（ ）
A．b到c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 b点读出，约为500 N
C．f点为人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D．b到c的过程中，地板所受的压力先大于重力后小于重力
【答案】A
【详解】B．人的重力可由点读出，约为，故B错误；
AD．到的过程中，地板所受的压力约从增加到，地板所受的压力先小于重力后大于重力，所以人先处于失重状态再处于超重状态，故A正确，D错误；
C．从点到点的过程，压力等于零，表明在点是人双脚离开地板的一瞬间，从点到点人在空中运动，点是人落回地板的一瞬间。若图中点为人在双脚离开地板的过程中上升最高的点，则此时双脚对地板的压力为零，传感器显示的示数为零，与图中所表述的力的大小不符，故C错误。
故选A。
8．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
【答案】C
【详解】A．人处在下蹲的最低点时应该有向上的最大加速度，由图可知在时人有向下的加速度最大，故A错误；
B．时传感器示数等于人的重力，故此时处于下蹲静止状态，故B错误；
C．人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故后半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中人先失重后超重，故C正确；
D．该同学在前时是下蹲过程，后是起立的过程，所以共做了1次下蹲—起立的动作，故D错误。
故选C。
二、多选题
9．原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．由此可判断，此时升降机做的运动可能是（ ）
A．加速上升 B．减速上升
C．加速下降 D．减速下降
【答案】BC
【详解】当升降机静止时，地板对物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，且该静摩擦力小于或等于最大静摩擦力。当升降机有向下的加速度时，物体对地板的正压力必然会减小，也就减小了最大静摩擦力，这时的最大静摩擦力小于使物体A相对升降机静止时所需的静摩擦力，而弹簧的弹力又未改变，故只有在这种情况下物体A才可能被拉向右方。故升降机做的运动可能是减速上升、加速下降。
故选BC。
10．简易蹦床是一项深受儿童喜爱的游乐项目。如图所示，用两根相同的橡皮绳将一个小朋友的腰部和臀部系住，橡皮绳的另一端分别固定在等高的、点，小朋友可在P、Q两点间上下运动。下列说法正确的是（ ）
A．小朋友在P点时处于超重状态
B．小朋友从P点到Q点的过程中，先做加速运动，后做减速运动
C．当两绳间的夹角为120°时，绳中的弹力一定等于小朋友受到的重力
D．小朋友在Q点时，绳对他的合力最大
【答案】BD
【详解】A．小朋友在P点时加速度向下，处于失重状态，选项A错误；
B．小朋友从P点到Q点的过程中，先做加速运动，后做减速运动，选项B正确；
C．只有当两绳间的夹角为120°且小朋友处于平衡状态时，绳中的弹力才等于小朋友受到的重力，小朋友处于变加速运动过程，而不是静止状态，选项C错误；
D．小朋友在Q点时，每根绳中的弹力都最大，且两绳的夹角最小，所以绳对他的合力最大，选项D正确。
故选BD。
11．为研究超重与失重现象，某同学把量程为的弹簧台秤搬到了电梯内。发现电梯上下运动过程中，在台秤上放置的重物最大质量不能超过，否则就会超过台秤量程。设电梯匀变速上升或下降的加速度大小相等，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ）
A．电梯匀变速运动的加速度大小为
B．电梯匀变速运动的加速度大小为
C．电梯匀变速上升的过程中，台秤上放置的重物质量不能超过
D．电梯匀变速上升的过程中，台秤上放置的重物质量不能超过
【答案】BD
【详解】AB．在电梯运行的过程中，重物无论处于超重还是失重，台秤的示数都不能超过量程，台秤能提供的最大支持力
题干中“在台秤上放置的重物最大质量不能超过”表明此时重物处在失重状态，因此
把代入，解得
A错误，B正确；
CD．电梯匀变速上升的过程中，重物处于超重状态，有
把代入，解得
C错误，D正确。
故选BD。
12．某同学用台秤研究在电梯中的超失重现象。在地面上称得其体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重。电梯从t=0时由静止开始运动，到t=11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示（g=10 m/s2）。则（ ）
A．电梯为下降过程
B．电梯为上升过程
C．在10~11s内电梯的加速度大小为2m/s2
D．F3的示数为550Ｎ
【答案】AC
【详解】AB．电梯支持力小于重力，合力向下，加速度向下，初始为静止，所以电梯为匀加速下降，支持力等于重力，处于平衡状态，保持末的速度匀速直线运动，支持力大于重力，合力向上，由于之前的速度向下，所以此阶段向下匀减速运动。选项A正确，B错误；
CD．匀加速阶段加速度
末的速度
此阶段位移
匀速阶段位移
匀减速阶段时间
初速度为末的速度，末速度等于0，所以可得此阶段加速度
根据牛顿第二定律
代入数据计算得此时的支持力
即
此阶段位移
总位移
选项C正确，D错误。
故选AC。
13．如图甲所示，建筑工地的塔吊可将建筑材料竖直向上提升到一定的高度。若选竖直向上为正方向，用传感器测得建筑材料由静止开始运动过程中，竖直方向的加速度a随位移x变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．在0～2m内，建筑材料做匀加速直线运动
B．当x=2m时，建筑材料的速度为1m/s
C．在4～6m内，建筑材料处于超重状态
D．在2～4m内，建筑材料上升过程所用的时间为
【答案】CD
【详解】A．由a-x图像可知，在0～2m内，建筑材料的加速度增大，不是匀加速直线运动，A错误；
B．由无限分割求和思想，类比匀变速运动公式v2=2ax得，在0～2m内图线与x轴所包围的面积为，即
当x=2m时
B错误；
C．在4～6m内，加速度向上，建筑材料处于超重状态，C正确；
D．在0～4m内，图线与x轴所包围的面积为
解得，当x=4m时的速度为
在2～4m内，建筑材料做匀加速运动，上升过程所用的时间为
解得
D正确。
故选CD。
14．为了研究超重与失重现象，某同学把一体重计放在电梯的地板上，并将一物体放在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况．下表记录了几个特定时刻体重计的示数（表内时间不表示先后顺序），若已知t0时刻电梯静止，则（ ）
时间
体重计示数（N） 45.0 50.0 40.0 45.0
A．t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反
B．t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化，但所受重力发生了变化
C．t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，运动方向一定相反
D．t3时刻电梯可能向上运动
【答案】AD
【详解】根据表格读数分析，t1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．t2时刻物体处于失重状态，电梯的加速度方向向下，两个时刻加速度方向相反．故A正确．t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化，所受重力也没有发生了变化．故B错误．根据牛顿第二定律求得t1时刻物体的加速度大小，t2时刻物体的加速度，可见，t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，但运动方向都可能向上或向下，不一定相同．故C错误．t3时刻物体处于平衡状态，可能静止，也可能向上匀速运动．故D正确．故选AD．
【点睛】超重和失重现象可以运用牛顿运动定律进行分析理解，产生超重的条件是：物体的加速度方向向上；产生失重的条件：物体的加速度方向向下．
15．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯，无人乘行时，扶梯运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转，一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示，则在加速过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．顾客受到三个力的作用
B．顾客处于超重状态
C．扶梯对顾客没有摩擦力的作用
D．顾客对扶梯的压力等于顾客的重量
【答案】AB
【详解】A．以人为研究对象，加速过程中，人在静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下沿电梯加速上升，A正确；
B．顾客有竖直向上的加速度，因此顾客处于超重状态，B正确；
C．顾客受到水平方向的静摩擦力作用，C错误；
D．顾客处于超重状态，对扶梯的压力大于顾客的重量，D错误。
故选AB。
16．如图甲所示，是我国自主研制的全世界最大吨位2600t全地面起重机。该起重机能够实现160m高度吊重173t（相当于100多辆家用汽车加起来的重量）的极限工况，它转台转场时可以携带的总重达317t，最大车速可达10km/h，可以通过狭窄、起伏的山地。该起重机吊着一箱货物竖直下降，货物距离地面的高度h与时间t的关系简化图如图乙所示，图中t1~t2段为直线，忽略重力加速度的变化，下列说法正确的是（ ）
A．0~t1时间内，货物处于失重状态
B．t1~t2时间内，货物处于失重状态
C．t1~t2时间内，货物处于超重状态
D．t2~t3时间内，货物处于超重状态
【答案】AD
【详解】A．图线斜率的绝对值表示物体下降时的速度大小，由题图可知，时间内，货物加速下降，加速度向下，所以处于失重状态，故A正确；
BC．时间内，货物匀速下降，既不超重也不失重，故B、C错误；
D．时间内，货物减速下降，加速度向上，所以处于超重状态，D正确。
故选AD。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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考点6 超重与失重
一、单选题
1．如图所示，老师平伸手掌托起粉笔，由静止开始竖直向上运动，直至将粉笔抛出。则（ ）
A．整个过程中，粉笔始终处于超重状态
B．整个过程中，粉笔始终处于失重状态
C．手对粉笔向上的力大于粉笔对手向下的力
D．在粉笔离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
2．如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔，用手堵住小孔，往杯子里倒半杯水。现使杯子做以下几种运动，不考虑杯子转动及空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．将杯子竖直向下抛出，小孔中有水漏出
B．将杯子斜向上抛出，小孔中有水漏出
C．用手握住杯子向下匀速运动，不堵住小孔也没有水漏出
D．杯子做自由落体运动，小孔中没有水漏出
3．“抛绣球”是广西传统民族运动。如图甲所示，细绳一端系着绣球，另一端握在运动员手中。使绣球在竖直平面内做圆周运动，数圈之后抛出。图乙是绣球的运动轨迹，在A、B、C、D四个点上，绣球处于超重状态的是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
4．某同学把手机平放在手掌上，打开加速度传感器，记录手机在竖直方向上加速度的变化情况。图像如图所示，已知竖直向上为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．实验过程可能是将手机竖直向上抛出再落回手掌中
B．实验过程可能是手托着手机做下蹲动作
C．实验过程可能是手托着手机做起跳的动作
D．手机先处于超重状态，后处于失重状态
5．电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图甲所示，为简化问题，将图线简化为图乙，电梯处于超重状态的时段是（ ）
A．从10.0s到11.8s B．从11.8s到20.0s
C．从20.0s到27.5s D．从27.5s到30.0s
6．很多智能手机都有加速度传感器，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，得到如图所示的手机在竖直方向上的加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．手机始终与手掌存在作用力 B．手机在t1时刻处于平衡状态
C．手机在t2时刻改变运动方向 D．手机在t3时刻处于完全失重状态
7．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；图乙是地板所受的压力F随时间t变化的关系图像。下列根据图像的分析正确的是（ ）
A．b到c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 b点读出，约为500 N
C．f点为人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D．b到c的过程中，地板所受的压力先大于重力后小于重力
8．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
二、多选题
9．原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．由此可判断，此时升降机做的运动可能是（ ）
A．加速上升 B．减速上升
C．加速下降 D．减速下降
10．简易蹦床是一项深受儿童喜爱的游乐项目。如图所示，用两根相同的橡皮绳将一个小朋友的腰部和臀部系住，橡皮绳的另一端分别固定在等高的、点，小朋友可在P、Q两点间上下运动。下列说法正确的是（ ）
A．小朋友在P点时处于超重状态
B．小朋友从P点到Q点的过程中，先做加速运动，后做减速运动
C．当两绳间的夹角为120°时，绳中的弹力一定等于小朋友受到的重力
D．小朋友在Q点时，绳对他的合力最大
11．为研究超重与失重现象，某同学把量程为的弹簧台秤搬到了电梯内。发现电梯上下运动过程中，在台秤上放置的重物最大质量不能超过，否则就会超过台秤量程。设电梯匀变速上升或下降的加速度大小相等，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ）
A．电梯匀变速运动的加速度大小为
B．电梯匀变速运动的加速度大小为
C．电梯匀变速上升的过程中，台秤上放置的重物质量不能超过
D．电梯匀变速上升的过程中，台秤上放置的重物质量不能超过
12．某同学用台秤研究在电梯中的超失重现象。在地面上称得其体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重。电梯从t=0时由静止开始运动，到t=11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示（g=10 m/s2）。则（ ）
A．电梯为下降过程
B．电梯为上升过程
C．在10~11s内电梯的加速度大小为2m/s2
D．F3的示数为550Ｎ
13．如图甲所示，建筑工地的塔吊可将建筑材料竖直向上提升到一定的高度。若选竖直向上为正方向，用传感器测得建筑材料由静止开始运动过程中，竖直方向的加速度a随位移x变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．在0～2m内，建筑材料做匀加速直线运动
B．当x=2m时，建筑材料的速度为1m/s
C．在4～6m内，建筑材料处于超重状态
D．在2～4m内，建筑材料上升过程所用的时间为
14．为了研究超重与失重现象，某同学把一体重计放在电梯的地板上，并将一物体放在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况．下表记录了几个特定时刻体重计的示数（表内时间不表示先后顺序），若已知t0时刻电梯静止，则（ ）
时间
体重计示数（N） 45.0 50.0 40.0 45.0
A．t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反
B．t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化，但所受重力发生了变化
C．t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，运动方向一定相反
D．t3时刻电梯可能向上运动
15．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯，无人乘行时，扶梯运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转，一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示，则在加速过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．顾客受到三个力的作用
B．顾客处于超重状态
C．扶梯对顾客没有摩擦力的作用
D．顾客对扶梯的压力等于顾客的重量
16．如图甲所示，是我国自主研制的全世界最大吨位2600t全地面起重机。该起重机能够实现160m高度吊重173t（相当于100多辆家用汽车加起来的重量）的极限工况，它转台转场时可以携带的总重达317t，最大车速可达10km/h，可以通过狭窄、起伏的山地。该起重机吊着一箱货物竖直下降，货物距离地面的高度h与时间t的关系简化图如图乙所示，图中t1~t2段为直线，忽略重力加速度的变化，下列说法正确的是（ ）
A．0~t1时间内，货物处于失重状态
B．t1~t2时间内，货物处于失重状态
C．t1~t2时间内，货物处于超重状态
D．t2~t3时间内，货物处于超重状态
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