備戰(zhàn)2020年高考物理 一遍過(guò)考點(diǎn)13 超重和失重（含解析）

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1、 超重和失重 1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生了變化（即“視重”發(fā)生變化）。 2．只要物體有向上或向下的加速度，物體就處于超重或失重狀態(tài)，與物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。 3．盡管物體的加速度不是在豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài)。 4．物體超重或失重的多少是由物體的質(zhì)量和豎直加速度共同決定的，其大小等于ma。 5．物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)取決于加速度的方向，與速度的大小和方向沒有關(guān)系。下表列出

2、了加速度方向與物體所處狀態(tài)的關(guān)系。 加速度 超重、失重 視重F a=0 不超重、不失重 F=mg a的方向豎直向上 超重 F=m(g+a) a的方向豎直向下 失重 F=m(g–a) a=g，豎直向下 完全失重 F=0 特別提醒：不論是超重、失重、完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變。 6．超重和失重現(xiàn)象的判斷“三”技巧 （1）從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力（或支持力）大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)，等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài)。 （2）從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)

3、，向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài)。 （3）從速度變化角度判斷 ①物體向上加速或向下減速時(shí)，超重； ②物體向下加速或向上減速時(shí)，失重。 “天地雙雄”是歡樂(lè)谷的一項(xiàng)游樂(lè)設(shè)施，它的兩座高度均為五十多米的高塔豎直矗立在游樂(lè)場(chǎng)上，塔的四周安裝有可以上下運(yùn)動(dòng)的座椅，乘客坐在座椅上隨著座椅運(yùn)動(dòng)，若在下降過(guò)程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖2所示，以豎直向下為a的正方向，則 A．人對(duì)座椅的壓力在t1時(shí)刻最大 B．人對(duì)座椅的壓力在t4時(shí)刻最大 C．在t1~t2時(shí)間內(nèi)，人處于超重狀態(tài) D．在t3~t4時(shí)間內(nèi)，人處于失重狀態(tài) 【參考答案】B 【詳細(xì)解析】t1~t2時(shí)

4、間內(nèi)，人處于失重狀態(tài)；在t3~t4時(shí)間內(nèi)，人處于超重狀態(tài)。在t4時(shí)刻，此時(shí)座椅對(duì)人的支持力最大，則人對(duì)座椅的壓力在t4時(shí)刻最大。綜上分析，B正確。 1．（2019·浙江高一期末）在一次女子跳高比賽中，某選手以2.01 m的成績(jī)獲得冠軍。該運(yùn)動(dòng)員身高約為1.93 m，忽略空氣阻力，g取10 m/s2，則下列說(shuō)法正確的是 A．該運(yùn)動(dòng)員下降過(guò)程處于超重狀態(tài) B．該運(yùn)動(dòng)員起跳以后在上升過(guò)程處于失重狀態(tài) C．該運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力大于她對(duì)地面的壓力 D．該運(yùn)動(dòng)員起跳離開地面時(shí)的初速度大約為3 m/s 【答案】B 【解析】運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)跳高過(guò)程中，只受重力作用，處于失重狀態(tài)，故

5、A錯(cuò)誤，B正確。運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)，地面對(duì)她的支持力和她對(duì)地面的壓力是相互作用力，大小相等，故C錯(cuò)誤。運(yùn)動(dòng)員做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度﹣位移關(guān)系可得：v，其中h為運(yùn)動(dòng)員重心上升的高度大約是1 m，解得：v≈4.5 m/s，故D錯(cuò)誤。 1．（2019·南昌市八一中學(xué)高二期末）一物體被吊車用鋼索豎直向上提升過(guò)程的v–t圖象如圖所示。下列判斷正確的是 A．物體在加速過(guò)程中被吊起的高度為10 m B．0~10 s內(nèi)的平均速度大于30 s~35 s內(nèi)的平均速度 C．30 s~35 s內(nèi)物體處于超重狀態(tài) D．最后5 s內(nèi)鋼索最容易發(fā)生斷裂 2．甲、乙兩位同學(xué)組成研究性學(xué)習(xí)小組來(lái)研究物體的超

6、重和失重現(xiàn)象。他們?cè)谶\(yùn)動(dòng)著的一升降機(jī)內(nèi)做實(shí)驗(yàn)，站在體重計(jì)上的甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)了自已的“體重”增加了40%，于是乙同學(xué)對(duì)該過(guò)程中升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況作出了如下判斷，其中可能正確的是 A．以0.6g的加速度加速下降 B．以0.4g的加速度加速上升 C．以0.4g的加速度減速下降 D．以0.6g的加速度減速上升 3．（2019·湖南長(zhǎng)沙一中高三月考）女子十米跳水比賽中，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，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是 A．離開跳臺(tái)后，她在空中上升過(guò)程中處于超重狀態(tài) B．她在下降至水中最低點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能最小 C．她即將入水的速度為整個(gè)跳水過(guò)程中的最大速度 D．

7、入水過(guò)程她的重力勢(shì)能一直在增大 4．如圖所示，小芳在體重計(jì)上完成下蹲動(dòng)作，下列反映體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的F–t圖象可能正確的是 A． B． C． D． 5．（2019·廣東高三高考模擬）2019年央視春晚加入了非常多的科技元素，在舞臺(tái)表演中還出現(xiàn)了無(wú)人機(jī)?，F(xiàn)通過(guò)傳感器將某臺(tái)無(wú)人機(jī)上升向前追蹤拍攝的飛行過(guò)程轉(zhuǎn)化為豎直向上的速度vy及水平方向速度vx與飛行時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是 A．無(wú)人機(jī)在t1時(shí)刻處于失重狀態(tài) B．無(wú)人機(jī)在0~t2這段時(shí)間內(nèi)沿直線飛行 C．無(wú)人機(jī)在t2時(shí)刻上升至最高點(diǎn) D．無(wú)人機(jī)在t2~t3時(shí)間內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng) 6．小明家住10層。他

8、放學(xué)后，乘坐電梯從1層直達(dá)10層。假設(shè)電梯剛起動(dòng)時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，中間一段時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后一段時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。在電梯從1層直達(dá)10層的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 A．電梯剛起動(dòng)時(shí)，小明處于失重狀態(tài) B．電梯剛起動(dòng)時(shí)，小明處于超重狀態(tài) C．在超重或失重過(guò)程中，小明的體重發(fā)生了變化 D．電梯運(yùn)動(dòng)的加速度方向發(fā)生了變化 7．（2019·六盤水市第七中學(xué)高三月考）若貨物隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示（豎直向上為正），則下列說(shuō)法中正確的是 A．到合外力對(duì)貨物所做功為0到的兩倍 B．到過(guò)程中貨物的機(jī)械能一直增大 C．整個(gè)過(guò)程中，升降機(jī)的支持力對(duì)貨物不做功 D．整個(gè)過(guò)程中

9、，0到升降機(jī)對(duì)貨物的支持力最大 8．（2014·北京卷）應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入，例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出。對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是 A．受托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于超重狀態(tài) B．受托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于失重狀態(tài) C．在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度 D．在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度 1．A【解析】0~10 s內(nèi)物體加速上升。由v–t圖象與時(shí)間軸圍成的面積表示位移，可知物體在加速過(guò)程中被吊起的高度為h=m=10 m，故A正確；根據(jù)平均速度公式可知0~1

10、0 s內(nèi)的平均速度的大小等于30 s~35 s內(nèi)的平均速度的大小，均為1 m/s，故B錯(cuò)誤；30 s~35 s內(nèi)物體勻減速上升，加速度向下，拉力小于重力，處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；前10 s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)，拉力最大，鋼索最容易發(fā)生斷裂，故D錯(cuò)誤。 2．BC【解析】視重增大了，說(shuō)明處于超重狀態(tài)，加速度向上，即合力向上，根據(jù)牛頓第二定律，故可能以0.4g的加速度加速上升，也可以以0.4g的加速度減速下降，故BC正確。 3．B【解析】起跳以后的上升過(guò)程中她的加速度方向向下，所以處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，她在下降至水中最低點(diǎn)時(shí)，水的阻力一直做負(fù)功，故機(jī)械能一直減小，到達(dá)水中最低點(diǎn)

11、時(shí)，機(jī)械能最小，故B正確；入水過(guò)程中，開始時(shí)水對(duì)她的作用力大?。ǜ×妥枇Γ┬∮谒闹亓?，所以先向下做一段加速運(yùn)動(dòng)，即入水后的速度先增大后減小，當(dāng)重力和水對(duì)她的作用力相等時(shí)速度最大，故C錯(cuò)誤。入水過(guò)程中，她的高度一直在降低，故她的重力勢(shì)能一直在減少，故D錯(cuò)誤。 4．C【解析】對(duì)人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析可知，人下蹲的過(guò)程可以分成兩段：人在加速下蹲的過(guò)程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，此時(shí)人對(duì)傳感器的壓力小于人的重力的大??；在減速下蹲的過(guò)程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，此時(shí)人對(duì)傳感器的壓力大于人的重力的大小，ABD錯(cuò)誤；C正確。 5．D【解析】依據(jù)圖象可知，無(wú)人機(jī)在t1時(shí)刻，在豎直方向上勻加速直

12、線運(yùn)動(dòng)，而水平方向則是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則無(wú)人機(jī)有豎直向上的加速度，那么處于超重狀態(tài)，不是失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；由圖象可知，無(wú)人機(jī)在0~t2這段時(shí)間，豎直方向向上勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而水平方向勻減速直線運(yùn)動(dòng)，那么合加速度與合初速度不共線，所以物體做曲線運(yùn)動(dòng)，即物體沿曲線上升，故B錯(cuò)誤；無(wú)人機(jī)在豎直方向，先向上勻加速直線，后向上勻減速直線運(yùn)動(dòng)，因此在t2時(shí)刻沒有上升至最高點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；無(wú)人機(jī)在t2~t3時(shí)間內(nèi)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而豎直向上方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，因此合運(yùn)動(dòng)做勻變速運(yùn)動(dòng)，故D正確。 6．BD【解析】電梯剛起動(dòng)時(shí)，小明有向上的加速度，則小明處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，B正確；電梯啟動(dòng)和向上

13、加速時(shí)，加速度向上，而減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度向下，故加速度方向發(fā)生了變化，故C錯(cuò)誤，D正確。 7．BD【解析】到貨物勻速上升，則合外力對(duì)貨物所做功為0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；到過(guò)程中，支持力對(duì)貨物做正功，則貨物的機(jī)械能一直增大，選項(xiàng)B正確；整個(gè)過(guò)程中，升降機(jī)的支持力對(duì)貨物做正功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；整個(gè)過(guò)程中，0到時(shí)間內(nèi)升降機(jī)加速上升，貨物超重，則升降機(jī)對(duì)貨物的支持力最大，選項(xiàng)D正確。 8．D【解析】受托物體向上運(yùn)動(dòng)，開始階段一定先向上加速，加速度向上，物體處于超重狀態(tài)，但后面的運(yùn)動(dòng)是不確定的，可以是加速的，減速的，也可以是勻速的，不一定處于超重狀態(tài)，AB均錯(cuò)誤；物體離開手的瞬間或之后，物體的加速度等于重力加速度，C錯(cuò)誤；在物體離開手的瞬間，手的速度變化一定比物體快，所以其加速度一定大于物體的加速度，即大于重力加速度，D正確。 7