超重和失重條件應(yīng)用
1．某人站在電梯內(nèi)的臺(tái)秤上。在下列四種情形中，臺(tái)秤示數(shù)最大的是（ ）
A．電梯加速上升B．電梯減速上升C．電梯加速下降D．電梯勻速上升
【答案】A
【詳解】電梯加速上升，加速度向上，超重；電梯減速上升時(shí)，加速度向下，失重；電梯加速下降時(shí)，加速度向下，失重；電梯勻速上升時(shí)，既不超重也不失重，則四種情形中，臺(tái)秤示數(shù)最大的是A。故選A。
2．在電梯內(nèi)放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，小花站在體重計(jì)上示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某段時(shí)間內(nèi)小花發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電梯一定豎直向上加速運(yùn)動(dòng)B．電梯一定豎直向下加速運(yùn)動(dòng)
C．小花所受的重力變小了D．電梯的加速度大小為，方向豎直向下
【答案】D
【詳解】電梯靜止時(shí)，體重計(jì)示數(shù)為50kg，說(shuō)明小強(qiáng)同學(xué)的質(zhì)量為50kg，某段時(shí)間內(nèi)小花發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)為40kg，根據(jù)牛頓第二定律可得解得方向豎直向下；這段時(shí)間電梯可能豎直向上減速或豎直向下加速，小花處于失重狀態(tài)，但重力保持不變。故選D。
完全失重現(xiàn)象
3．現(xiàn)在很多智能手機(jī)都可以測(cè)量重力加速度。沈陽(yáng)某高中學(xué)生打開(kāi)測(cè)量加速度的APP，用手掌水平托住手機(jī)，點(diǎn)擊“?”后，讓手機(jī)迅速脫離手掌而自由下落，然后接住手機(jī)，觀察到手機(jī)顯示的加速度值為。已知沈陽(yáng)地區(qū)的重力加速度為，則手機(jī)在脫離手掌到被接住的過(guò)程中（ ）
A．手機(jī)一直處于失重狀態(tài)
B．手機(jī)一直處于超重狀態(tài)
C．手機(jī)先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)
D．手機(jī)先處于完全失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)
【答案】C
【詳解】手機(jī)迅速脫離手掌而自由下落，手機(jī)顯示的加速度值為，小于沈陽(yáng)地區(qū)的重力加速度為，則手機(jī)處于失重狀態(tài)，后來(lái)手機(jī)被接住手機(jī)做減速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)手機(jī)的加速度向上，屬于超重狀態(tài)。
故選C。
4．如圖所示，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)容器在下述幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持平動(dòng)，且忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．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
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
【詳解】無(wú)論容器是自由下落還是向哪個(gè)方向拋出，都是只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，水和容器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同，它們之間沒(méi)有相互作用，水不會(huì)從小孔中漏出。故選D。
與超重和失重有關(guān)的圖像問(wèn)題
5．如圖甲所示，質(zhì)量為m=60kg的同學(xué)，雙手抓住單杠做引體向上。他的重心的速率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，g取10m/s2，由圖像可知（ ）

A．t=0.4s時(shí)，他正處于失重狀態(tài)
B．t=0.5s時(shí)，他的加速度約為3m/s2
C．t=1.1s時(shí)，他受到單杠的作用力的大小約為600N
D．t=1.5s時(shí)，他正處于超重狀態(tài)
【答案】C
【詳解】A．t=0.4s時(shí)他向上加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上，他處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)速度-時(shí)間圖像斜率表示加速度可知，t=0.5s時(shí)，由知他的加速度約為0.3m/s2，B錯(cuò)誤；
C．t=1.1s時(shí)他的速度達(dá)到最大值，v-t圖線斜率為零，表示加速度為0，他受到的單杠的作用力剛好等于重力600N，C正確；
D．t=1.5s時(shí)他向上做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下，他處于失重狀態(tài)，D錯(cuò)誤。故選C。
6．如圖甲所示，在升降機(jī)的頂部裝了一個(gè)能夠顯示拉力大小的傳感器，傳感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，若升降機(jī)在勻速運(yùn)行過(guò)程中突然停止，并以此時(shí)為零時(shí)刻，在后面一段時(shí)間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，g為重力加速度，則（ ）
A．升降機(jī)停止前在向下運(yùn)動(dòng)
B．0~t1時(shí)間內(nèi)小球處于失重狀態(tài)，速率不斷增大
C．t2~t3時(shí)間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)，速率不斷減小
D．t3~t4時(shí)間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)，速率不斷減小
【答案】C
【詳解】A．升降機(jī)在勻速運(yùn)行過(guò)程中突然停止，由于慣性，小球會(huì)繼續(xù)沿著原來(lái)的 運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，時(shí)間內(nèi)，小球處于失重狀態(tài)，彈簧彈力由mg減小為0，說(shuō)明彈簧逐漸恢復(fù)原長(zhǎng)，升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動(dòng)，小球在繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；
B．時(shí)間內(nèi)，拉力小于重力，小球處于失重狀態(tài)，加速度的方向向下，與速度反向，則速度逐漸減小，B錯(cuò)誤；
CD．同理分析可得：時(shí)間內(nèi)，小球向上減速，加速度方向一直向下，小球處于失重狀態(tài)；時(shí)間內(nèi)，小球向下加速，加速度方向一直向下，小球處于失重狀態(tài)；時(shí)間內(nèi)，小球向下減速，加速度方向一直向上，小球處于超重狀態(tài)；時(shí)間內(nèi)，小球向上加速，加速度方向一直向上，小球處于超重狀態(tài)，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。
7．電梯的頂部掛有一個(gè)彈簧秤，秤下端掛了一個(gè)重物，電梯勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為，在某時(shí)刻電梯中的人觀察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)?，關(guān)于電梯的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是（取）（ ）

A．電梯可能向上加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為
B．電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為
C．電梯可能向上減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為
D．電梯可能向下減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為
【答案】C
【詳解】當(dāng)電梯勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件可得可得物體的質(zhì)量為當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為時(shí)，對(duì)人受力分析，由牛頓第二定律代入數(shù)據(jù)可得方向豎直向下，所以電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為；也可能向上減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為。故選C。
8．很多智能手機(jī)都有加速度傳感器，能通過(guò)圖像顯示加速度情況，用手掌托著智能手機(jī)，打開(kāi)加速度傳感器，把手機(jī)向上拋出，然后又在拋出點(diǎn)接住手機(jī)，得到如圖所示的加速度隨時(shí)間變化的圖像，圖中，重力加速度，由此可判斷出（ ）

A．刻手機(jī)的速度最大B．時(shí)刻手機(jī)離開(kāi)手掌
C．時(shí)刻手機(jī)處于超重狀態(tài)D．手機(jī)剛離開(kāi)手掌時(shí)速度為
【答案】D
【詳解】A．t1時(shí)刻手機(jī)的加速度最大，速度最大在 t2時(shí)刻，故A錯(cuò)誤；
B．t2時(shí)刻加速度不是g，手機(jī)沒(méi)有離開(kāi)手掌，故B錯(cuò)誤；
C．t3時(shí)刻加速度為g，手機(jī)處于完全失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；
D．手機(jī)在0.66s離開(kāi)手后做豎直上拋，在1.26s接住，則升的高度為代入數(shù)據(jù)解得h=0.45m
根據(jù)速度-位移公式可得t3時(shí)刻手機(jī)的速度為解得v=3m/s故D正確。故選D。
9．如圖所示，A、B兩人用安全帶連接在一起，從飛機(jī)上跳下進(jìn)行雙人跳傘運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣對(duì)人的阻力，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．在降落傘未打開(kāi)的下降過(guò)程中，安全帶的作用力一定為零
B．在降落傘未打開(kāi)的下降過(guò)程中，安全帶的作用力大于B的重力
C．在降落傘未打開(kāi)的下降過(guò)程中，安全帶的作用力等于B的重力
D．在降落傘打開(kāi)后減速下降過(guò)程中，安全帶的作用力小于B的重力
【答案】A
【詳解】ABC．降落傘未打開(kāi)時(shí)，A、B兩人一起做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，則A、B之間安全帶的作用力為0，A正確，BC錯(cuò)誤；
D．降落傘打開(kāi)后，A、B減速下降，加速度向上，則A、B處于超重狀態(tài)，對(duì)B有FT-mg=ma整理得FT=mg+ma>mg
D錯(cuò)誤。故選A。
10．同一乘客三次分別乘坐不同的電梯上樓，過(guò)程中都經(jīng)歷了電梯加速上升階段，假設(shè)三次的加速度大小相同，且乘客相對(duì)電梯均靜止，如圖甲、乙、丙所示。在上述加速階段中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．三種方式乘客均受到了電梯地板的摩擦力作用B．只有在甲種方式中，乘客才受到了摩擦力作用
C．在丙種方式中，乘客受到電梯地板的支持力最大D．三種方式中的乘客均處于超重狀態(tài)
【答案】CD
【詳解】AB．電梯加速上升階段，在甲種方式中，乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用；在乙種方式中，乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用；在丙種方式中，乘客受到支持力、重力，故在甲、乙兩種方式中，乘客受到了摩擦力作用，故AB錯(cuò)誤；
C．在甲種方式中，乘客受到電梯地板的支持力為在乙種方式中，根據(jù)牛頓第二定律有
乘客受到電梯地板的支持力為在丙種方式中，根據(jù)牛頓第二定律有
乘客受到電梯地板的支持力為可得故在丙種方式中，乘客受到電梯地板的支持力最大，故C正確；
D．三種方式中的乘客均有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故D正確。故選CD。
11．2018年10月份，蕭山區(qū)某中學(xué)舉行了校秋季運(yùn)動(dòng)會(huì)，如圖所示是小明同學(xué)在參加跳高決賽的現(xiàn)場(chǎng)，他以背越式跳過(guò)的高度拿到了本屆校運(yùn)會(huì)的亞軍，為班級(jí)爭(zhēng)了光。若忽略空氣阻力，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）

A．小明腳離地起跳以后在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)，小明下降過(guò)程中處于失重狀態(tài)
B．小明腳離地起跳以后在上升過(guò)程中和下降過(guò)程中處于失重狀態(tài)
C．小明起跳時(shí)地面對(duì)他的支持力等于他的重力
D．小明起跳以后處于完全失重狀態(tài)所以在下降過(guò)程中小明所受重力消失了
【答案】ACD
【詳解】AB．小明腳離地以后，忽略空氣阻力，只受重力作用，處于完全失重狀態(tài)，和物體的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，故B正確，A錯(cuò)誤；
C．小明起跳時(shí)，加速度向上，則地面對(duì)他的支持力大于重力，故C錯(cuò)誤；
D．完全失重狀態(tài)，即物體只受重力作用，并不是重力消失，故D錯(cuò)誤。本題選不正確項(xiàng)，故選ACD。
12．在如圖所示“兒童蹦極”活動(dòng)中，拴在小朋友腰間的是左右對(duì)稱彈性極好的相同橡皮繩。若小朋友從最低位置（此時(shí)橡皮繩伸長(zhǎng)量最大）處開(kāi)始由靜止上升，直至上升到橡皮繩處于原長(zhǎng)的過(guò)程中（橡皮繩處于彈性限度內(nèi)），下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．橡皮繩恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，小朋友的速度、加速度都為零
B．小朋友的速度最大時(shí)，其加速度等于零
C．小朋友處于最低位置時(shí)，速度為零，既不超重也不失重
D．此過(guò)程小朋友的加速度先變小再變大，先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)
【答案】BD
【詳解】A．橡皮筋處于原長(zhǎng)位置時(shí)，小朋友只受重力，加速度為g，無(wú)法判斷速度是否為0，故A錯(cuò)誤；
B．小朋友所受合力為0時(shí)加速度為0，速度不再增大，此時(shí)速度最大，故B正確；
C．小朋友處于最低點(diǎn)位置時(shí)，速度為零，但合力向上，加速度方向向上，不為0，處于超重狀態(tài)，C錯(cuò)誤；
D．小朋友從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，橡皮筋的拉力的合力大于重力，處于超重狀態(tài)，拉力和重力的合力向上但逐漸減小，加速度越來(lái)越小，而后橡皮筋拉力的合力會(huì)小于重力，處于失重狀態(tài)，拉力和重力的合力向下增大，加速度增大，故D正確。故選BD。
13．如圖所示為東方明珠廣播電視塔，是上海的標(biāo)志性文化景觀之一，塔高約468米。游客乘坐觀光電梯大約1min就可以到達(dá)觀光平臺(tái)。若電梯簡(jiǎn)化成只受重力與繩索拉力，已知電梯在由靜止開(kāi)始上升，其加速度a與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）

A．t＝6s時(shí)，電梯處于超重狀態(tài)B．7~53s時(shí)間內(nèi)，繩索拉力最小
C．t＝59s時(shí)，電梯處于超重狀態(tài)D．t＝60s時(shí)，電梯速度恰好為0
【答案】AD
【詳解】A．t＝6s時(shí)，電梯加速度向上，則處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)A正確；
BC．7~53s時(shí)間內(nèi)，電梯運(yùn)動(dòng)上行，此時(shí)繩索拉力等于重力；53~60s時(shí)間內(nèi)，電梯減速上行，加速度向下，此時(shí)電梯處于失重狀態(tài)，此時(shí)繩索拉力小于重力；則7~53s時(shí)間內(nèi)，繩索拉力不是最小的，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤；
D．因a-t圖像的面積等于速度的變化量，則在60s內(nèi)速度的變化量為零，即t＝60s時(shí)電梯速度恰好為0，選項(xiàng)D正確。故選AD。
14．如圖甲所示，建筑工地常用吊車通過(guò)繩索將建筑材料從地面吊到高處，圖乙為建筑材料被吊車豎直向上提升過(guò)程的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)圖像，在豎直方向的運(yùn)動(dòng)分三段，第為第Ⅰ段，第為第Ⅱ段，第為第Ⅲ段，以向上為正方向，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．第內(nèi)建筑材料的加速度大小為
B．第內(nèi)建筑材料處于超重狀態(tài)
C．整個(gè)過(guò)程材料上升高度是
D．第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度方向相反，速度方向也相反
【答案】AC
【詳解】A．圖像斜率代表加速度，第內(nèi)建筑材料的加速度大小為故A正確；
B．第內(nèi)建筑材料減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．圖像與t軸圍成的面積代表位移，整個(gè)過(guò)程材料上升高度是故C正確；
D．第Ⅰ段和第Ⅲ段速度均為正值，方向相同，加速度方向相反，故D錯(cuò)誤。故選AC。
（2020年山東卷高考真題）一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是（ ）
A．0~t1時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mgB．t1~t2時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N

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