備戰(zhàn)2020高考物理 3年高考2年模擬1年原創(chuàng) 專題3.4 超重和失重（含解析）

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1、專題3.4 超重和失重 【考綱解讀與考頻分析】 超重和失重是常見現(xiàn)象，也是考綱要求的考點，高考命題頻率較高。 【高頻考點定位】 超重 失重 考點一：超重和失重 【3年真題鏈接】 1. （2019年4月浙江選考）如圖所示，A、B、C為三個實心小球，A為鐵球，B、C為木球。A、B兩球分別連在兩根彈簧上，C球連接在細線一端，彈簧和細線的下端固定在裝水的杯子底部，該水杯置于用繩子懸掛的靜止吊籃內。若將掛吊籃的繩子剪斷，則剪斷的瞬間相對于杯底（不計空氣阻力，ρ木＜ρ水＜ρ鐵）（ ） A. A球將向上運動，B、C球將向下運動 B. A、B球將向

2、上運動，C球不動 C. A球將向下運動，B球將向上運動，C球不動 D. A球將向上運動，B球將向下運動，C球不動 【參考答案】D 【名師解析】 開始時A球下的彈簧被壓縮，彈力向上；B球下的彈簧被拉長，彈力向下；將掛吊籃的繩子剪斷的瞬時，系統(tǒng)的加速度為g，為完全失重狀態(tài)，此時水對球的浮力為零，則A球將在彈力作用下向上運動，B球將在彈力作用下向下運動，C球不動；選項D正確。 2.（浙江新高考2018年4月選考科目物理試題）如圖所示，小芳在體重計上完成下蹲動作，下列F-t圖像能反應體重計示數(shù)隨時間變化的是 A. B. C. D. 【參考答案】 C

3、 【名師解析】對人的運動過程分析可知，人下蹲的過程可以分成兩段：人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，此時人對傳感器的壓力小于人的重力的大小；在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，此時人對傳感器的壓力大于人的重力的大小，故C正確，A、B、D錯誤； 故選C。 【點睛】人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)。 【2年模擬再現(xiàn)】 1. (2019浙江稽陽聯(lián)誼學校聯(lián)考模擬)紹興市S區(qū)奧體中心舉行CH杯全國蹦床錦標賽，對于如圖所示蹦床比賽時運動員的分析，下列說法中正確的是（　　） A．運動員在蹦床上

4、上升階段，一直處于超重狀態(tài) B．運動員在蹦床上加速上升階段，蹦床的彈性勢能增大 C．運動員離開蹦床在空中運動階段，一直處于失重狀態(tài) D．運動員離開蹦床在空中運動階段，重力勢能一直增大 【參考答案】.C 【命題意圖】 本題以蹦床錦標賽為情景，考查牛頓第二定律、超重和失重、機械能及其相關的知識點。 【解題思路】運動員在蹦床上上升階段，先加速向上運動后減速向上運動，減速向上運動加速度向下，處于失重狀態(tài)，選項A錯誤；運動員在蹦床上加速上升階段，蹦床的彈力對運動員做功，蹦床的彈性勢能減小，選項B錯誤；運動員離開蹦床在空中運動階段，只受重力作用，加速度向下，一直處于失重狀態(tài)，選項C正確

5、；運動員離開蹦床在空中運動上升階段，動能轉化為重力勢能，重力勢能增大，在空中運動下降階段，重力勢能轉化為動能，重力勢能減小，選項D錯誤。 【方法歸納】判斷超重或失重的方法是：當物體具有向下的加速度時，處于失重狀態(tài)；具有向上的加速度時，處于超重狀態(tài)。 2.（2019浙江紹興模擬）如圖所示，橡皮膜包住空心塑料管的底端，細線將橡皮膜固定密封，用手豎直握住塑料管保持靜止狀態(tài)，先將水從塑料管頂端倒入并灌至整管的三分之二處，然后在管頂處加一個多孔的瓶蓋，此時橡皮膜突出成半球狀，現(xiàn)用力將塑料管向上加速提升一段距離，再減速上升直至速度為零，則（　?。? A. 加速上升時塑料管處于失重狀態(tài) B.

6、 加速上升時橡皮膜底部進一步向下突出 C. 減速上升時塑料管處于超重狀態(tài) D. 減速上升時塑料管內的水面將下降 【參考答案】B 【名師解析】 加速上升時，塑料管的加速度向上，處于超重狀態(tài)，故A錯誤； 對塑料管中的水分析可知，加速上升時，由于液體超重，液體受到的支持力變大，由牛頓第三定律可知，液體對橡皮膜的壓力增大，故橡皮膜底部進一步向下突出，故B正確； 減速上升時，加速度向下，故塑料管處于失重狀態(tài)，故C錯誤； 減速上升時，管中液體處于失重狀態(tài)，塑料管內的水面將上升，故D錯誤。 【關鍵點撥】明確超重和失重的性質，知道物體加速度向下時為失重狀態(tài)，加速度向上時為超重狀態(tài)。本題考查

7、超重和失重現(xiàn)象的應用，要注意分別對塑料管和管中的水進行分析，注意根據(jù)牛頓第二定律分析解答。 3.（2019洛陽聯(lián)考）如圖所示，臺秤上有一裝水容器，容器底部用一質量不計的細線系住一個乒乓球．某時刻細線斷開，乒乓球向上加速運動，在此過程中，關于臺秤的示數(shù)與線斷前相比的變化情況及原因．下列說法正確的是　(　　) A．由于乒乓球仍在容器中，所以示數(shù)與細線斷前相同 B．細線斷后不再向上提拉容器底部，所以示數(shù)變大 C．細線斷后，乒乓球有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故示數(shù)變大 D．容器、水、乒乓球整個系統(tǒng)的重心加速下移，處于失重狀態(tài)，所以示數(shù)變小 【參考答案】D 【名師解析】乒乓球加速上升

8、，整個系統(tǒng)重心加速下移，處于失重狀態(tài)，故D正確． 4. （2019武漢聯(lián)考）如圖所示，是某同學站在壓力傳感器上，做下蹲－起立的動作時記錄的力隨時間變化的圖線，縱坐標為力(單位為牛頓)，橫坐標為時間．由圖線可知　(　　) A．該同學做了兩次下蹲－起立的動作 B．該同學做了一次下蹲－起立的動作 C．下蹲過程中人處于失重狀態(tài) D．下蹲過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài) 【參考答案】B 【名師解析】在一次下蹲過程中，該同學要先后經(jīng)歷失重狀態(tài)和超重狀態(tài)，所以對壓力傳感器的壓力先小于自身重力后大于自身重力，而在一次起立過程中，該同學又要先后經(jīng)歷超重狀態(tài)和失重狀態(tài)，

9、所以對壓力傳感器的壓力先大于自身重力后小于自身重力，所以題圖記錄的應該是一次下蹲－起立的動作． 5．（2019浙江模擬）雅加達亞運會田徑比賽，男子跳高決賽，中國選手王宇以2米30的成績奪得冠軍，這也是中國時隔28年后再次拿到亞運會該項目金牌，則(　　) A．王宇起跳瞬間地面對他的支持力等于他所受的重力 B．王宇起跳以后在上升過程中處于失重狀態(tài) C．王宇在最高點處于平衡狀態(tài) D．王宇在下降過程中處于超重狀態(tài) 【參考答案】C 【名師解析】無論是在上升過程、下落過程，還是在最高點，王宇的加速度始終向下，所以始終處于失重狀態(tài)，故選項A、D錯誤，B正確；起跳時王宇有一個向上的的加速度，

10、故合力向上，地面對他的支持力大于他受到的重力，選項C錯誤。 預測考點一：超重和失重 【2年模擬再現(xiàn)】 1、（2018北京密云摸底）我國“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈髟谀炒螌嶒灂r，內部顯示屏上顯示了從水面開始下潛到返回水面過程中的速度圖象，如圖所示。以下判斷正確的是 A．6 min～8 min內，深潛器的加速度最大 B．4 min～6 min內，深潛器停在深度為60 m處 C．3 min～4 min內，潛水員處于超重狀態(tài) D．6 min～10 min內，深潛器的加速度不變 【參考答案】.C 【名師解析】根據(jù)速度圖象斜率表示加速度可知，6 min～8 min內，深潛器的加速度

11、小于0~1min內的加速度，選項A錯誤；根據(jù)速度圖象表示位移可知，4 min～6 min內，深潛器停在深度為360 m處，選項B錯誤；3 min～4 min內，潛水員向下做減速運動，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，選項C正確；6 min～10 min內，深潛器的加速度變化，選項D錯誤。 2.（2019浙江嘉興、麗水聯(lián)考模擬）如圖所示是足球運動員在比賽時某瞬間頭頂球的照片，頭頂球后足球沿右上方飛出，下列分析正確的是（ ） A.足球受到人頭的作用力是因為球的形變產生的 B.頭對球的作用力與球對頭的作用力大小相等 C.頭對球的作用力與球的重力是一對平衡力 D.球員離地爭頂頭球上升階

12、段屬于超重狀態(tài)，下降階段屬于失重狀態(tài) 【參考答案】.B 【命題意圖】 本題以足球比賽爭頂頭球為情景，考查力、牛頓第三定律、超重和失重及其相關的知識點。 【解題思路】人頭頂球，球受到人的作用力是因為人頭的形變產生的，選項A錯誤；頭對球的作用力與球對頭的作用力是作用力反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，作用力反作用力大小相等，選項B正確；頭頂球后球飛出，頭對球的作用力大于球的重力，二者不是一對平衡力，選項C錯誤；球員離地爭頂頭球上升階段只受重力作用，加速度向下，屬于失重狀態(tài)，下降階段也是只受重力作用，屬于失重狀態(tài)，選項D錯誤。 【方法歸納】物體受到的力一定是施力物體發(fā)生形變產生的。當物體具有向下

13、的加速度時，處于失重狀態(tài)；具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)。 3.（2019浙江省舟山市聯(lián)考）2012年10月25日，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙”運載火箭，成功將第16顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射升空并送入預定轉移軌道。這是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星，它將與先期發(fā)射的15顆北斗導航衛(wèi)星組網(wǎng)運行，形成區(qū)域服務能力。根據(jù)計劃，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將于明年初向亞太大部分地區(qū)提供正式服務。則下列說法正確的是 A．火箭發(fā)射時，噴出的高速氣流對火箭的作用力大于火箭對氣流的作用力 B．高溫高壓燃氣從火箭尾部噴出時對火箭的作用力與火箭對燃氣的作用力是一對平衡力 C．發(fā)射初期，火箭處于超重狀態(tài) D．發(fā)射的衛(wèi)星進入

14、軌道正常運轉后，均處于完全失重狀態(tài) 【參照答案】CD 【名師解析】由牛頓第三定律可知，火箭發(fā)射時，噴出的高速氣流對火箭的作用力等于火箭對氣流的作用力，選項A錯誤；高溫高壓燃氣從火箭尾部噴出時對火箭的作用力與火箭對燃氣的作用力是一對作用力和反作用力，選項B錯誤；發(fā)射初期，火箭加速上升，處于超重狀態(tài)，選項C正確；發(fā)射的衛(wèi)星進入軌道正常運轉后，只受萬有引力作用，加速度指向地心，均處于完全失重狀態(tài)，選項D正確。 4. (2018河北正定聯(lián)考)2015年世界懸崖跳水比賽7月18日在葡萄牙亞速爾群島的一處懸崖開展．自某運動員離開懸崖開始計時，在t2時刻運動員以速度v2落水，選向下為正方向，其速度隨時

15、間變化的規(guī)律如圖所示，下列結論正確的是(　　) A．該運動員在0～t2時間內加速度大小先減小后增大，加速度的方向不變 B．該運動員在t2～t3時間內加速度大小逐漸減小，處于失重狀態(tài) C．在0～t2時間內，平均速度1＝ D．在t2～t3時間內，平均速度2＝ 【參考答案】：C 【名師解析】由圖象可知，在0～t2時間內運動員的加速度一直不變，A項錯誤．在t2～t3時間內圖線上各點切線的斜率的大小逐漸減小，則加速度大小逐漸減小，運動員減速下落處于超重狀態(tài)，B項錯誤．由圖象可知，在0～t2時間內為勻變速直線運動，所以平均速度1＝，C項正確．在t2～t3時間內，由圖線與t軸所圍“面積”表示

16、位移可知，此時間內的平均速度2<，D項錯誤． 5.下列說法正確的是( ) A.對運動員“大力扣籃”過程進行技術分析時，可以把運動員看做質點 B.“和諧號”動車組行駛313 km從成都抵達重慶，這里的“313 km"指的是位移大小 C.高臺跳水運動員騰空至最高位置時，處于超重狀態(tài) D.火箭運載神舟十號發(fā)射，開始階段，宇航員一定處于超重狀態(tài) 【參考答案】D 【名師解析】對運動員“大力扣籃”過程進行技術分析時，不可以把運動員看做質點，選項A錯誤；“和諧號”動車組行駛313 km從成都抵達重慶，這里的“313 km"指的是路程大小，選項B錯誤。高臺跳水運動員騰空至最高位置時，

17、處于失重狀態(tài)，選項C錯誤?；鸺\載神舟十號發(fā)射，開始階段，一定是向上做加速運動，加速度向上，宇航員一定處于超重狀態(tài)，選項D正確。， 6.【2019·鎮(zhèn)江高三期中考試】某運動員（可看成質點）參加跳板跳水比賽，t=0是其向上起跳瞬間，其速度與時間關系圖象如圖所示，則 A．t1時刻開始進入水面 B．t2時刻開始進入水面 C．t3時刻已浮出水面 D．t2—t3的時間內，運動員處于失重狀態(tài) 【參考答案】B 【名師解析】運動員起跳后進入水面前，做勻變速直線運動。由圖象可知，0~t1為上升階段，t1時刻速度減小到零，到達最高點，選項A錯誤。t1~t2為下落階段

18、，做加速直線運動，t2時刻速度到達最大，開始進入水面，選項B正確。進入水后，向下做勻減速直線運動，運動員處于超重狀態(tài)，選項CD錯誤。考點：本題考查了運動圖像，超重和失重的知識。 【1年仿真原創(chuàng)】 1．在游泳世錦賽中，運動員從跳臺斜向上跳起，一段時間后落入水中，如圖所示。不計空氣阻力。下列說法正確的是（ ） A．她在空中上升過程中處于超重狀態(tài) B．她在空中下落過程中做自由落體運動 C．她即將入水時的速度為整個跳水過程中的最大速度 D．入水過程中，水對她的作用力大小等于她對水的作用力大小 【參考答案】D 【名師解析】 起跳以后的上升和下落過程中她的加速度方向都是向下

19、，所以處于失重狀態(tài)，故A錯誤；她在空中下落過程中受到的空氣的阻力不能忽略不計，所以不能看做自由落體運動，故B錯誤；入水過程中，開始時水對她的作用力大?。ǜ×妥枇Γ┬∮谒闹亓?，所以先向下做一段加速運動，即入水后的速度先增大，故C錯誤；入水過程中，水對她的作用力和她對水的作用力，因是一對作用力與反作用力，二者相對．故D正確。 考點：牛頓運動定律的應用-超重和失重 【名師點睛】分析陳若琳的運動情況得出其加速度的方向．根據(jù)牛頓第二定律分析她的浮力和她的重力的關系；超重或失重取決于加速度的方向，與速度方向無關。0.5 1.0 1.5 2.0 t/s v/cms-1 10 20 3

20、0 0 40 圖 2.質量為m＝60kg的同學，雙手抓住單杠做引體向上，他的重心的速率隨時間變化的圖像如圖所示．取g ＝10m/s2，由圖像可知（ ） A．t=0.5s時他的加速度為3m/s2 B．t=0.4s時他處于超重狀態(tài) C．t =1.1s時他受到單杠的作用力的大小是620N D．t =1.5s時他處于超重狀態(tài) 【參考答案】B 【名師解析】 根據(jù)速度圖象斜率表示加速度可知，t=0.5s時他的加速度為0.3m/s2，選項A錯誤。t=0.4s時他向上加速運動，加速度方向向上，他處

21、于超重狀態(tài)，選項B正確。t =1.1s時他的加速度為0，他受到單杠的作用力的大小等于重力600N，選項C錯誤。t=1.5s時他向上做減速運動，加速度方向向下，他處于失重狀態(tài)，選項D錯誤。 3．游樂園中，游客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重或失重的感覺。下列描述正確的是（ ） A．當升降機加速上升時，游客是處在失重狀態(tài) B．當升降機減速下降時，游客是處在超重狀態(tài) C．當升降機減速上升時，游客是處在失重狀態(tài) D．當升降機加速下降時，游客是處在超重狀態(tài) 【參照答案】BC 【名師解析】 當升降機加速上升時，游客有向上的加速度，是由重力與升降機對游客支持力的合力產生的．此時升降機對游客的支持力大于游客的重力，所以處于超重狀態(tài)．A錯誤．當升降機減速下降時，具有向上的加速度，同理此時游客也處于超重狀態(tài)．B正確．當升降機減速上升時，具有向下的加速度，是由重力與升降機對游客支持力的合力產生的，所以升降機對游客的支持力小于游客的重力．此時失重．C正確．當升降機加速下降時，也具有向下的加速度，同理可得此時游客處于失重狀態(tài)．故D錯誤．故選BC． 10