高中物理高考 考点13 超重和失重——备战2021年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点13 超重和失重——备战2021年高考物理考点一遍过，共12页。试卷主要包含了超重和失重现象的判断“三”技巧，小明家住10层，，则下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生了变化（即“视重”发生变化）。
2．只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关。
3．尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。
4．物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma。
5．物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度的大小和方向没有关系。下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系。
特别提醒：不论是超重、失重、完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。
6．超重和失重现象的判断“三”技巧
（1）从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力（或支持力）大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。
（2）从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。
（3）从速度变化角度判断
①物体向上加速或向下减速时，超重；
②物体向下加速或向上减速时，失重。
（2020·山东省高三一模）高空跳伞是空降兵的必修科目，在某次训练中，一空降兵从悬停在空中的直升飞机上自由跳下，从跳离飞机到落地的过程中空降兵沿竖直方向运动的v—t图像如图所示，最终空降兵以的速度落地。下列说法正确的是（ ）
A．0~tl时间内，空降兵所受阻力不断增大
B．t1~t2时间内，空降兵处于超重状态
C．t1~t2时间内，空降兵运动的加速度大小增大
D．t1~t2时间内，空降兵运动的平均速度大小
【参考答案】B
【详细解析】A．由速度时间图像可知，0~tl时间内，空降兵做匀加速运动，故其受到的阻力不变，故A错误；
B．t1~t2时间内，空降兵向下做减速运动，其加速度向上，故处于超重状态，故B正确；
C．速度时间图像的切线表示加速度，由图像可知，t1~t2时间内加速度不断减小，故C错误；
D．t1~t2时间内若空降兵做匀减速运动，则其平均速度为，由图像可知其位移小于匀减速运动的位移，故其平均速度，故D错误。
故选B。
1．（2020·定远县民族学校高一月考）如图所示，一根跨过一固定的水平光滑细杆的轻绳两端拴有两个小球，球a置于水平地面上，球b被拉到与细杆同一水平的位置，把绳拉直后，由静止释放球b，当球b摆到O点正下方时，球a对地面的压力大小为其重力的 ，已知图中Ob段的长度小于Oa段的长度，不计空气阻力，则（ ）
A．球b下摆过程中处于失重状态
B．球b下摆过程中向心加速度变小
C．当球b摆到O点正下方时，球b所受的向心力为球a重力的
D．两球质量之比ma：mb=9：2
【答案】D
【解析】A．球b下落过程中，做圆周运动，速度不断增大，而竖直方向的速度先增大后减小，即竖直加速度先向下后向上，小球处于先失重后超重，故A错误；
B．b球速度增大，根据可知，向心加速度增大，故B错误；
C．当球b摆到O点正下方时，球a对地面的压力大小为其重力的，则
F+FN=mag
解得
F＝mag
球b所受的向心力为
F向=F-mbg=mag−mbg
故C错误；
D．设Ob绳长为l，在下落过程中，根据动能定理可知
则
联立解得
ma：mb=9：2
故D正确。
故选D。
1．（2020·北京高三二模）很多智能手机都有加速度传感器。小明把手机平放在手掌上，打开加速度传感器，记录手机在竖直方向上加速度的变化情况。若手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，手机屏幕上获得的图像如图甲所示。以下实验中手机均无翻转。下列说法正确的是
A．若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，所得图像可能如图乙所示
B．若保持手托着手机，小明做下蹲动作，整个下蹲过程所得图像可能如图丙所示
C．若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止，所得图像可能如图丁所示
D．手机屏幕上的图像出现正最大值时，表明手机处于失重状态
2．（2020·北京高三二模）若货物随升降机沿竖直方向运动的v-t图象如图所示，取竖直向上为正方向，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是（ ）
、
A．B．
C．D．
3．（2020·天津高三二模）我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础.如图虚线为地球大气层边界，返回器与服务舱分离后，从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳”出，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。则返回器（ ）
A．在d点处于超重状态
B．从a点到e点速度越来越小
C．在d点时的加速度大小为
D．在d点时的线速度小于地球第一宇宙速度
4．（2020·浙江省高三月考）由于生活水平的不断提升，越来越多的家庭拥有了私家轿车，造成车位难求的现象，因此很多停车场采用了多层停车的结构。若车子被“移送”停在上层，车主想使用汽车时就需要车库管理员把车子“移送”到下层。如图是管理员正在“移送”车辆的过程。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止，底板始终保持水平，则下列说法正确的是（ ）
A．车子在被水平向右“移送”的过程中，车子对底板的摩擦力一直水平向左
B．车子在被水平向右“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力不可能水平向左
C．车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子对底板的力可能小于底板对车子的力
D．车子在被竖直向下“移送”的过程中，底板对车子的力可能大于车子自身的重力
5．（2020·浙江省高一期中）湖南省张家界武陵源风景区内有一座建造在悬崖上的观光电梯，如图所示，该电梯垂直高度达335米，是目前世界上最高的双层户外观光电梯，同时也是载重最大、速度最快的客运电梯，被誉为“世界第一梯”。假如你站在该观光电梯内，某段时间内你感觉到双脚“很受力”，下列说法正确的是（ ）
A．一定是你的重力变大了
B．你可能正处于失重状态
C．电梯可能处于下行阶段
D．电梯一定正在加速运行
6．（2019·湖南长沙一中高三月考）女子十米跳水比赛中，运动员从跳台斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．离开跳台后，她在空中上升过程中处于超重状态
B．她在下降至水中最低点时，机械能最小
C．她即将入水的速度为整个跳水过程中的最大速度
D．入水过程她的重力势能一直在增大
7．如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列反映体重计示数随时间变化的F–t图象可能正确的是
A．B．
C．D．
8．（2019·广东高三高考模拟）2019年央视春晚加入了非常多的科技元素，在舞台表演中还出现了无人机。现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度vy及水平方向速度vx与飞行时间t的关系图象如图所示。则下列说法正确的是
A．无人机在t1时刻处于失重状态
B．无人机在0~t2这段时间内沿直线飞行
C．无人机在t2时刻上升至最高点
D．无人机在t2~t3时间内做匀变速运动
9．小明家住10层。他放学后，乘坐电梯从1层直达10层。假设电梯刚起动时做匀加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做匀减速直线运动。在电梯从1层直达10层的过程中，下列说法正确的是
A．电梯刚起动时，小明处于失重状态
B．电梯刚起动时，小明处于超重状态
C．在超重或失重过程中，小明的体重发生了变化
D．电梯运动的加速度方向发生了变化
10．（2019·六盘水市第七中学高三月考）若货物随升降机运动的图象如图所示（竖直向上为正），则下列说法中正确的是
A．到合外力对货物所做功为0到的两倍
B．到过程中货物的机械能一直增大
C．整个过程中，升降机的支持力对货物不做功
D．整个过程中，0到升降机对货物的支持力最大
11．（2014·北京卷）应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入，例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是
A．受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．受托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
1．A【解析】A．若手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，手机先加速后减速，加速度先竖直向下，再竖直向上。由图甲可知加速度竖直向下时为负值。若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，手机先竖直向上加速然后竖直上抛运动最后竖直向下减速，加速度方向先竖直向上然后竖直向下最后竖直向上，即先正然后负最后正，所得图像可能如图乙所示，故A正确；
B．若保持手托着手机，小明做下蹲动作，手机先竖直向下加速然后竖直向下减速，加速度方向先竖直向下然后竖直向上，即先负后正，整个下蹲过程所得图像不可能如图丙所示，故B错误；
C．若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止，手机先竖直向上加速最后竖直向上减速，加速度方向先竖直向上最后竖直向下，即先正最后负，所得图像不可能如图丁所示，故C错误；
D．手机屏幕上的图像出现正最大值时，说明加速度方向竖直向上，处于超重状态，故D错误。
故选A。
2．B【解析】根据速度时间图线可知，货物先向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得
mg-F=ma
解得
F=mg-ma＜mg
t1-t2时间内做匀速直线运动
F=mg
t2-t3时间内向下做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得
F-mg=ma
解得
F=mg+ma＞mg
t3-t4时间内向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得
F-mg=ma
解得
F=mg+ma＞mg
根据图象可知t3-t4时间内和t2-t3时间内的加速度相同，所以这两段时间的F相同，
t4-t5时间内做匀速直线运动
F=mg
t5-t6时间内向上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得
mg-F=ma
解得
F=mg-ma＜mg
故B正确，ACD错误。
故选B。
3．D【解析】A．d点处做向心运动，向心加速度方向指向地心，应处于失重状态，A错误；
B、由a到c由于空气阻力做负功，动能减小，由c到e过程中只有万有引力做功，机械能守恒，a、c、e点时速度大小应该满足，B错误；
C、在d点时合力等于万有引力，即
故加速度大小
C错误；
D、第一宇宙速度是最大环绕速度，其他轨道的环绕速度都小于第一宇宙速度，D正确。
故选D。
4．D【解析】AB．车子在被水平向右“移送”的过程中，若减速向右移送，则车子对底板的摩擦力水平向左，若加速向右移送，则车子对底板的摩擦力水平向右，故AB错误；
C．车子对底板的力和底板对车子的力是一对作用力和反作用力，任何时刻都大小相等，方向相反，故C错误；
D．车子在被竖直向下“移送”的过程中，若减速向下移动，则加速度向上，即
即底板对车子的力可能大于车子自身的重力，故D正确。
故选D。
5．C【解析】AB．在某段时间内觉得双脚“很受力”，表示人处于超重状态，人受到的支持力大于重力，但重力不变，故AB错误；
CD．人处于超重状态，说明加速度向上，运动可能是向上加速或向下减速，故C正确，D错误。
故选C。
6．B【解析】起跳以后的上升过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故A错误，她在下降至水中最低点时，水的阻力一直做负功，故机械能一直减小，到达水中最低点时，机械能最小，故B正确；入水过程中，开始时水对她的作用力大小（浮力和阻力）小于她的重力，所以先向下做一段加速运动，即入水后的速度先增大后减小，当重力和水对她的作用力相等时速度最大，故C错误。入水过程中，她的高度一直在降低，故她的重力势能一直在减少，故D错误。
7．C【解析】对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，ABD错误；C正确。
8．D【解析】依据图象可知，无人机在t1时刻，在竖直方向上匀加速直线运动，而水平方向则是匀减速直线运动，则无人机有竖直向上的加速度，那么处于超重状态，不是失重状态，故A错误；由图象可知，无人机在0~t2这段时间，竖直方向向上匀加速直线运动，而水平方向匀减速直线运动，那么合加速度与合初速度不共线，所以物体做曲线运动，即物体沿曲线上升，故B错误；无人机在竖直方向，先向上匀加速直线，后向上匀减速直线运动，因此在t2时刻没有上升至最高点，故C错误；无人机在t2~t3时间内，水平方向做匀速直线运动，而竖直向上方向做匀减速直线运动，因此合运动做匀变速运动，故D正确。
9．BD【解析】电梯刚起动时，小明有向上的加速度，则小明处于超重状态，故A错误，B正确；电梯启动和向上加速时，加速度向上，而减速运动时，加速度向下，故加速度方向发生了变化，故C错误，D正确。
10．BD【解析】到货物匀速上升，则合外力对货物所做功为0，选项A错误；到过程中，支持力对货物做正功，则货物的机械能一直增大，选项B正确；整个过程中，升降机的支持力对货物做正功，选项C错误；整个过程中，0到时间内升降机加速上升，货物超重，则升降机对货物的支持力最大，选项D正确。
11．D【解析】受托物体向上运动，开始阶段一定先向上加速，加速度向上，物体处于超重状态，但后面的运动是不确定的，可以是加速的，减速的，也可以是匀速的，不一定处于超重状态，AB均错误；物体离开手的瞬间或之后，物体的加速度等于重力加速度，C错误；在物体离开手的瞬间，手的速度变化一定比物体快，所以其加速度一定大于物体的加速度，即大于重力加速度，D正确。
加速度
超重、失重
视重F
a=0
不超重、不失重
F=mg
a的方向竖直向上
超重
F=m(g+a)
a的方向竖直向下
失重
F=m(g–a)
a=g，竖直向下
完全失重
F=0