PAGE7-超重與失重[隨堂檢測]1．(2024·湖北黃岡高一期末)在2024年印尼雅加達(dá)亞運(yùn)會上，中國撐桿跳運(yùn)動員李玲獲得撐桿跳金牌，圖為她在競賽中幾個畫面的示意圖．下列說法中正確的是()A．她在助跑過程中，肯定做勻加速直線運(yùn)動B．她在上升過程中，處于失重狀態(tài)C．她在下落過程中，處于失重狀態(tài)D．她過最高點(diǎn)時的速度為零解析：選C.她在助跑過程中，不肯定做勻加速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；她在上升過程中，先加速后減速，先超重后失重，選項(xiàng)B錯誤；她在下落過程中，加速度向下，處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)C正確；她過最高點(diǎn)時還有水平速度，則速度不為零，選項(xiàng)D錯誤．2.(多選)有一種大型消遣器械可以讓人體驗(yàn)超重和失重，其環(huán)形座艙套在豎直柱子上(如圖所示)，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落．落到肯定位置時，制動系統(tǒng)啟動，座艙做減速運(yùn)動，到地面時剛好停下．下列說法正確的是()A．座艙自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)B．座艙自由下落的過程中人處于失重狀態(tài)C．座艙減速下落的過程中人處于超重狀態(tài)D．座艙下落的整個過程中人處于失重狀態(tài)解析：選BC.在自由下落的過程中人只受重力作用，做自由落體運(yùn)動，處于失重狀態(tài)，故選項(xiàng)A錯誤，B正確；在減速運(yùn)動的過程中人受重力和座位對人向上的支持力，做減速運(yùn)動，所以加速度向上，人處于超重狀態(tài)，故選項(xiàng)C正確，D錯誤．3．如圖所示，質(zhì)量為50kg的某同學(xué)站在升降機(jī)中的磅秤上，某時刻該同學(xué)發(fā)覺，磅秤的示數(shù)為40kg，則在該時刻升降機(jī)可能是下列哪種方式運(yùn)動()A．加速下降 B．加速上升C．減速上升 D．減速下降解析：選AC.質(zhì)量為50kg，這是人的真實(shí)質(zhì)量，發(fā)覺磅秤的示數(shù)是40kg，說明人是處于失重狀態(tài)，所以應(yīng)當(dāng)有向下的加速度，那么此時的運(yùn)動可能是向下加速運(yùn)動，也可能是向上減速運(yùn)動，所以A、C正確，B、D錯誤．4．(2024·洛陽高一檢測)如圖所示，一人站在電梯中的體重計(jì)上，隨電梯一起運(yùn)動．下列各種狀況中，體重計(jì)的示數(shù)最大的是()A．電梯勻減速上升，加速度的大小為1.0m/s2B．電梯勻加速上升，加速度的大小為1.0m/s2C．電梯勻減速下降，加速度的大小為0.5m/s2D．電梯勻加速下降，加速度的大小為0.5m/s2解析：選B.選項(xiàng)A，電梯勻減速上升，加速度向下，由牛頓其次定律有mg－F1＝ma1，解得F1＝m(g－a1)；選項(xiàng)B，電梯勻加速上升，加速度向上，由牛頓其次定律有F2－mg＝ma2，解得F2＝m(g＋a2)；選項(xiàng)C，電梯勻減速下降，加速度向上，由牛頓其次定律有F3－mg＝ma3，解得F3＝m(g＋a3)；選項(xiàng)D，電梯勻加速下降，加速度向下，由牛頓其次定律有mg－F4＝ma4，解得F4＝m(g－a4)．由題意知，a1＝a2＝1.0m/s2，a3＝a4＝0.5m/s2，故F2最大，選項(xiàng)B正確．[課時作業(yè)][學(xué)生用書P153(單獨(dú)成冊)]一、單項(xiàng)選擇題1．下列有關(guān)超重和失重的說法，正確的是()A．物體處于超重狀態(tài)時，所受重力增大；處于失重狀態(tài)時，所受重力為零B．自由落體運(yùn)動的物體處于完全失重狀態(tài)C．在沿豎直方向運(yùn)動的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時，升降機(jī)肯定處于上升過程D．在沿豎直方向運(yùn)動的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時，升降機(jī)肯定處于下降過程解析：選B.當(dāng)物體對懸掛物的拉力或?qū)χ蚊娴膲毫Υ笥谒旧淼闹亓r，是超重現(xiàn)象；當(dāng)物體對懸掛物的拉力或?qū)χ蚊娴膲毫π∮谒旧淼闹亓r，是失重現(xiàn)象．超重和失重時，本身的重力沒變，故A錯誤；自由落體運(yùn)動的物體加速度為g，方向豎直向下，處于完全失重狀態(tài)，故B正確；在沿豎直方向運(yùn)動的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時，加速度方向向下，運(yùn)動方向可能向上，也可能向下，故C、D錯誤．2．如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度豎直上拋(不計(jì)空氣阻力)．下列說法正確的是()A．在上升和下降過程中A對B的壓力肯定為零B．上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C．下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D．在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力解析：選A.由于空氣阻力不計(jì)，兩物體只受重力作用，處于完全失重狀態(tài)，A對B的壓力在上升和下降階段都為零，故選A.3．(2024·山西太原五中期末)如圖甲所示，在一升降機(jī)內(nèi)，一物塊放在一臺秤上，當(dāng)升降機(jī)靜止時，臺秤的示數(shù)為F2，從啟動升降機(jī)起先計(jì)時，臺秤的示數(shù)隨時間的改變圖線如圖乙所示，若取向上為正方向，則升降機(jī)運(yùn)動的v－t圖像可能是()解析：選B.在0～t1時間內(nèi)，臺秤的示數(shù)小于重力，故處于失重狀態(tài)，加速度向下，則升降機(jī)可能向下加速或者向上減速，故選項(xiàng)A、D錯誤；在t1～t2時間內(nèi)，臺秤的示數(shù)等于重力，則升降機(jī)勻速運(yùn)動或者靜止；在t2～t4時間內(nèi)臺秤的示數(shù)大于重力，則升降機(jī)加速上升或減速下降，依據(jù)圖像可知，選項(xiàng)B正確，C錯誤．4.在升降機(jī)中掛一個彈簧秤，下吊一個小球，當(dāng)升降機(jī)靜止時，彈簧伸長4cm.當(dāng)升降機(jī)運(yùn)動時彈簧伸長2cm，若彈簧秤質(zhì)量不計(jì)，則升降機(jī)的運(yùn)動狀況可能是()A．以1m/s2的加速度減速上升B．以4.9m/s2的加速度減速上升C．以1m/s2的加速度加速上升D．以4.9m/s2的加速度加速上升解析：選B.升降機(jī)靜止時，對小球有kx1＝mg，當(dāng)升降機(jī)運(yùn)動時，小球所受合力豎直向下，則mg－kx2＝ma解得：a＝4.9m/s2，方向豎直向下，故升降機(jī)以4.9m/s2的加速度減速上升或加速下降，B正確，A、C、D錯誤．5．(2024·黑龍江大慶中學(xué)期末)一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯減速下降，加速度大小為eq\f(1,3)g(g為重力加速度)．人對電梯底部的壓力大小為()A.eq\f(1,3)mg B．2mgC．mg D．eq\f(4,3)mg解析：選D.對人受力分析，人受電梯底部的支持力F和重力mg，依據(jù)牛頓其次定律：F－mg＝ma，a＝eq\f(1,3)g，得：F＝mg＋ma＝mg＋eq\f(1,3)mg＝eq\f(4,3)mg；依據(jù)牛頓第三定律：人對電梯底部的壓力大小為：F′＝F＝eq\f(4,3)mg，故選項(xiàng)D正確．6．在如圖所示的裝置中，重4N的物塊被平行于斜面的細(xì)線拴在斜面上端的小柱上，整個裝置被固定在臺秤上并保持靜止，斜面的傾角為30°.假如物塊與斜面間無摩擦，裝置穩(wěn)定以后，當(dāng)細(xì)線被燒斷而物塊正下滑時，與穩(wěn)定時比較，臺秤的讀數(shù)()A．增大4N B．增大3NC．減小1N D．不變解析：選C.物塊下滑的加速度a＝gsin30°＝eq\f(1,2)g，方向沿斜面對下．此加速度的豎直重量a1＝asin30°＝eq\f(1,4)g，方向向下，所以物塊失重，其視重為F視＝G－ma1＝eq\f(3,4)mg＝3N，故臺秤的讀數(shù)減小1N，選項(xiàng)C正確．二、多項(xiàng)選擇題7．(2024·山西大同一中學(xué)期末)如圖所示，某同學(xué)在教室中站在體重計(jì)上探討超重與失重．她由穩(wěn)定的站姿改變到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程；由穩(wěn)定的蹲姿改變到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程．關(guān)于她的試驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．只有“起立”過程，才能出現(xiàn)失重的現(xiàn)象B．只有“下蹲”過程，才能出現(xiàn)超重的現(xiàn)象C．“起立”“下蹲”的過程，都能出現(xiàn)超重和失重的現(xiàn)象D．“起立”的過程，先出現(xiàn)超重現(xiàn)象后出現(xiàn)失重現(xiàn)象解析：選CD.“起立”過程，先向上加速后向上減速，先超重后失重；“下蹲”過程先向下加速后向下減速，先失重后超重；所以“起立”和“下蹲”過程都有超重和失重現(xiàn)象，故選C、D.8．(2024·福州一中月考)在電梯中，把一重物置于臺秤上，臺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)動一段時間，最終停止運(yùn)動，傳感器的屏幕上顯示出臺秤受的壓力與時間的關(guān)系圖像，如圖所示，則(g＝10m/s2)()A．電梯在啟動階段約經(jīng)驗(yàn)了2.5s的加速上升過程B．電梯在啟動階段約經(jīng)驗(yàn)了4s的加速上升過程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解析：選BC.由題圖可以看出，電梯在0～4s加速上升，4～18s勻速上升，18～22s減速上升，所以A錯，B對；最大加速度am＝eq\f(F合,m)＝eq\f(50－30,3)m/s2≈6.7m/s2，故C對，D錯．9．在一電梯的地板上有一壓力傳感器，其上放一物塊，如圖甲所示，當(dāng)電梯運(yùn)行時，傳感器顯示壓力大小隨時間改變的關(guān)系圖像如圖乙所示，依據(jù)圖像分析得出的結(jié)論中正確的是()A．從時刻t1到t2，物塊處于失重狀態(tài)B．從時刻t3到t4，物塊處于失重狀態(tài)C．電梯可能起先停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最終停在高樓層D．電梯可能起先停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最終停在低樓層解析：選BC.由題圖可以看出，0～t1，F(xiàn)＝mg，物塊可能處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動狀態(tài)；t1～t2，F(xiàn)>mg，電梯具有向上的加速度，物塊處于超重狀態(tài)，可能加速向上或減速向下運(yùn)動；t2～t3，F(xiàn)＝mg，物塊可能靜止或勻速運(yùn)動；t3～t4，F(xiàn)<mg，電梯具有向下的加速度，物塊處于失重狀態(tài)，可能加速向下或減速向上運(yùn)動．綜上分析可知，B、C正確．10.某同學(xué)站在電梯底板上，利用速度傳感器和計(jì)算機(jī)探討一觀光電梯升降過程中的狀況，如圖所示的v－t圖像是計(jì)算機(jī)顯示的觀光電梯在某一段時間內(nèi)速度改變的狀況(向上為正方向)．依據(jù)圖像供應(yīng)的信息，可以推斷下列說法中正確的是()A．在0～5s內(nèi)，觀光電梯在加速上升，該同學(xué)處于失重狀態(tài)B．在5～10s內(nèi)，該同學(xué)對電梯底板的壓力大小等于他所受的重力大小C．在10～20s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學(xué)處于失重狀態(tài)D．在20～25s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學(xué)處于失重狀態(tài)解析：選BD.0～5s內(nèi)，電梯加速上升，加速度方向向上，超重，A錯誤；5～10s內(nèi)，勻速運(yùn)動，壓力大小等于重力大小，B正確；10～20s內(nèi)，電梯在勻減速上升，加速度方向向下，失重，C錯誤；20～25s內(nèi)，電梯加速下降，加速度方向向下，失重，D正確．三、非選擇題11．某人在以a＝0.5m/s2的加速度勻加速下降的升降機(jī)中最多可舉起m1＝90kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多少千克的物體？若此人在一勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起m2＝40kg的物體，則此升降機(jī)上升的加速度為多大？(g取10m/s2)解析：以物體為探討對象，對物體進(jìn)行受力分析及運(yùn)動狀態(tài)分析，如圖甲所示，設(shè)人的最大“舉力”為F，由牛頓其次定律得，m1g－F＝m1a1，所以F＝m1(g－a1)＝855N.當(dāng)他在地面上舉物體時，設(shè)最多舉起質(zhì)量為m0的物體，則有m0g－F＝0，所以m0＝85.5kg.此人在某一勻加速上升的升降機(jī)中最多能舉起m2＝40kg的物體，由于m0＝85.5kg>m2＝40kg，明顯此時升降機(jī)肯定處于超重狀態(tài)，對物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動狀況分析，如圖乙所示．由牛頓其次定律得F－m2g＝m2a2，所以a2＝eq\f(F－m2g,m2)＝11.375m/s2，即升降機(jī)加速上升的加速度為11.375m/s2.答案：85.5kg11.375m/s212．(2024·衡水高一檢測)一種巨型消遣器械由升降機(jī)送到離地面75m的高處，然后讓座艙自由落下．落到離地面30m高時，制動系統(tǒng)起先啟動，座艙勻稱減速，到地面時剛好停下．若座艙中某人用手托著m＝5kg的鉛球，取g＝10m/s2，試求：(1)從起先下落到最終著地經(jīng)驗(yàn)的總時間；(2)當(dāng)座艙落到離地面35m的位置時，手對球的支持力是多少；(3)當(dāng)座艙落到離地面15m的位置時，球?qū)κ值膲毫Γ馕觯?1)由題意可知，座艙先自由下落h1＝75m－30m＝45m，由h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)得t1＝eq\r(\f(2h1,g))＝3s，下落45m時的速度v1＝g