備戰(zhàn)2020年高考物理 一遍過考點13 超重和失重（含解析）

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，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力（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)，與物體向上運動還是向下運動無關。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系。下表列出了加速度方向與物體所處狀態(tài)的關系。加速度超重、失重視重Fa=0不超重、不失重F=mga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(ga)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，當物體所受向上的拉力（或支持力）大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)。（2）從加速度的角度判斷，當物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)。（3）從速度變化角度判斷物體向上加速或向下減速時，超重；物體向下加速或向上減速時，失重。 “天地雙雄”是歡樂谷的一項游樂設施，它的兩座高度均為五十多米的高塔豎直矗立在游樂場上，塔的四周安裝有可以上下運動的座椅，乘客坐在座椅上隨著座椅運動，若在下降過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖2所示，以豎直向下為a的正方向，則A人對座椅的壓力在t1時刻最大B人對座椅的壓力在t4時刻最大C在t1t2時間內(nèi)，人處于超重狀態(tài)D在t3t4時間內(nèi)，人處于失重狀態(tài)【參考答案】B【詳細解析】t1t2時間內(nèi)，人處于失重狀態(tài)；在t3t4時間內(nèi)，人處于超重狀態(tài)。在t4時刻，此時座椅對人的支持力最大，則人對座椅的壓力在t4時刻最大。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的成績獲得冠軍。該運動員身高約為1.93 m，忽略空氣阻力，g取10 m/s2，則下列說法正確的是A該運動員下降過程處于超重狀態(tài)B該運動員起跳以后在上升過程處于失重狀態(tài)C該運動員起跳時地面對她的支持力大于她對地面的壓力D該運動員起跳離開地面時的初速度大約為3 m/s【答案】B【解析】運動員在整個跳高過程中，只受重力作用，處于失重狀態(tài)，故A錯誤，B正確。運動員起跳時，地面對她的支持力和她對地面的壓力是相互作用力，大小相等，故C錯誤。運動員做豎直上拋運動，根據(jù)速度位移關系可得：v，其中h為運動員重心上升的高度大約是1 m，解得：v4.5 m/s，故D錯誤。1（2019·南昌市八一中學高二期末）一物體被吊車用鋼索豎直向上提升過程的vt圖象如圖所示。下列判斷正確的是A物體在加速過程中被吊起的高度為10 mB010 s內(nèi)的平均速度大于30 s35 s內(nèi)的平均速度C30 s35 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、乙兩位同學組成研究性學習小組來研究物體的超重和失重現(xiàn)象。他們在運動著的一升降機內(nèi)做實驗，站在體重計上的甲同學發(fā)現(xiàn)了自已的“體重”增加了40%，于是乙同學對該過程中升降機的運動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·湖南長沙一中高三月考）女子十米跳水比賽中，運動員從跳臺斜向上跳起，一段時間后落入水中，如圖，不計空氣阻力，下列說法正確的是A離開跳臺后，她在空中上升過程中處于超重狀態(tài)B她在下降至水中最低點時，機械能最小C她即將入水的速度為整個跳水過程中的最大速度D入水過程她的重力勢能一直在增大4如圖所示，小芳在體重計上完成下蹲動作，下列反映體重計示數(shù)隨時間變化的Ft圖象可能正確的是ABCD5（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，在舞臺表演中還出現(xiàn)了無人機?，F(xiàn)通過傳感器將某臺無人機上升向前追蹤拍攝的飛行過程轉(zhuǎn)化為豎直向上的速度vy及水平方向速度vx與飛行時間t的關系圖象如圖所示。則下列說法正確的是A無人機在t1時刻處于失重狀態(tài)B無人機在0t2這段時間內(nèi)沿直線飛行C無人機在t2時刻上升至最高點D無人機在t2t3時間內(nèi)做勻變速運動6小明家住10層。他放學后，乘坐電梯從1層直達10層。假設電梯剛起動時做勻加速直線運動，中間一段時間內(nèi)做勻速直線運動，最后一段時間內(nèi)做勻減速直線運動。在電梯從1層直達10層的過程中，下列說法正確的是A電梯剛起動時，小明處于失重狀態(tài)B電梯剛起動時，小明處于超重狀態(tài)C在超重或失重過程中，小明的體重發(fā)生了變化D電梯運動的加速度方向發(fā)生了變化7（2019·六盤水市第七中學高三月考）若貨物隨升降機運動的圖象如圖所示（豎直向上為正），則下列說法中正確的是A到合外力對貨物所做功為0到的兩倍B到過程中貨物的機械能一直增大C整個過程中，升降機的支持力對貨物不做功D整個過程中，0到升降機對貨物的支持力最大8（2014·北京卷）應用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學習更加有趣和深入，例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出。對此現(xiàn)象分析正確的是A受托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B受托物體向上運動的過程中，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1A【解析】010 s內(nèi)物體加速上升。由vt圖象與時間軸圍成的面積表示位移，可知物體在加速過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010 s內(nèi)的平均速度的大小等于30 s35 s內(nèi)的平均速度的大小，均為1 m/s，故B錯誤；30 s35 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錯誤；前10 s內(nèi)物體做勻加速直線運動，處于超重狀態(tài)，拉力最大，鋼索最容易發(fā)生斷裂，故D錯誤。2BC【解析】視重增大了，說明處于超重狀態(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。3B【解析】起跳以后的上升過程中她的加速度方向向下，所以處于失重狀態(tài)，故A錯誤，她在下降至水中最低點時，水的阻力一直做負功，故機械能一直減小，到達水中最低點時，機械能最小，故B正確；入水過程中，開始時水對她的作用力大?。ǜ×妥枇Γ┬∮谒闹亓Γ韵认蛳伦鲆欢渭铀龠\動，即入水后的速度先增大后減小，當重力和水對她的作用力相等時速度最大，故C錯誤。入水過程中，她的高度一直在降低，故她的重力勢能一直在減少，故D錯誤。4C【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，ABD錯誤；C正確。5D【解析】依據(jù)圖象可知，無人機在t1時刻，在豎直方向上勻加速直線運動，而水平方向則是勻減速直線運動，則無人機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錯誤；由圖象可知，無人機在0t2這段時間，豎直方向向上勻加速直線運動，而水平方向勻減速直線運動，那么合加速度與合初速度不共線，所以物體做曲線運動，即物體沿曲線上升，故B錯誤；無人機在豎直方向，先向上勻加速直線，后向上勻減速直線運動，因此在t2時刻沒有上升至最高點，故C錯誤；無人機在t2t3時間內(nèi)，水平方向做勻速直線運動，而豎直向上方向做勻減速直線運動，因此合運動做勻變速運動，故D正確。6BD【解析】電梯剛起動時，小明有向上的加速度，則小明處于超重狀態(tài)，故A錯誤，B正確；電梯啟動和向上加速時，加速度向上，而減速運動時，加速度向下，故加速度方向發(fā)生了變化，故C錯誤，D正確。7BD【解析】到貨物勻速上升，則合外力對貨物所做功為0，選項A錯誤；到過程中，支持力對貨物做正功，則貨物的機械能一直增大，選項B正確；整個過程中，升降機的支持力對貨物做正功，選項C錯誤；整個過程中，0到時間內(nèi)升降機加速上升，貨物超重，則升降機對貨物的支持力最大，選項D正確。8D【解析】受托物體向上運動，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)，但后面的運動是不確定的，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