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超重和失重——2025-2026學年高一物理人教版（2019）必修一同步課時作業
一、單選題
1．如圖所示為跳臺滑雪項目的場地簡化圖，助滑道的傾角為，助滑道和起跳點間由一段圓弧軌道連接，著陸坡的傾角為，運動員從助滑道加速下滑，在起跳點躍出，完成空中動作后落在著陸坡上，之后恰好沿著陸坡下滑。不計一切阻力，取，下列關于運動員滑雪過程中的加速度大小a與時間t的關系圖像可能正確的是( )
A. B.
C. D.
2．2024年是我國探月工程中關鍵性的一年，5月3日，嫦娥六號由“長征五號”運載火箭發射升空，成功從月球背面采樣后返回地球。火箭點火后，燃氣以很大的速度從火箭噴口噴出，火箭獲得推力而升空，下列說法正確的是( )
A.火箭飛離地面后，將不受重力作用
B.加速上升過程中嫦娥六號處于失重狀態
C.噴出的燃氣對火箭的作用力與火箭的重力是一對平衡力
D.火箭對噴出的燃氣的作用力與噴出的燃氣對火箭的作用力是一對作用力與反作用力
3．蹦極是一項非常刺激的戶外休閑活動。在某次活動中，很長的橡皮繩一端綁在蹦極愛好者踝部，另一端固定在高處建筑物上，蹦極愛好者從高處由靜止豎直向下跳出，已知橡皮繩的彈力與其伸長量成正比，不計空氣阻力。下列判斷正確的是( )
A.從橡皮繩剛拉直到最低點的過程中，蹦極愛好者一直處于失重狀態
B.在橡皮繩拉直前蹦極愛好者處于失重狀態，之后處于超重狀態
C.在橡皮繩拉直前蹦極愛好者處于超重狀態，之后處于失重狀態
D.蹦極愛好者在橡皮繩拉直后的某時刻速度最大
4．把質量為m的小球放在豎立的彈簧上，并把球往下按至A位置（如圖甲）。迅速松手后，彈簧把球彈起，球升到最高位置C（如圖丙），途中經過位置B時彈簧正好處于自由狀態（如圖乙）。已知B、A的高度差為，C、B的高度差為，彈簧的質量和空氣阻力均可忽略，重力加速度為g。則正確的是( )
A.圖甲狀態時，彈簧的彈性勢能為
B.小球從A位置到B位置過程一直處于超重狀態
C.小球從A位置運動經過B到達C位置的全過程中，機械能守恒
D.小球從位置A上升到位置B的過程中，動能先增大后減小
5．某科技體驗館推出“火星登陸模擬艙”體驗項目，一質量為的游客進入艙內體驗模擬升空過程，在啟動加速階段模擬艙以的加速度豎直向上加速，g取。關于啟動加速階段，下列說法正確的是( )
A.該游客對座椅的壓力為，處于失重狀態
B.該游客對座椅的壓力為，處于失重狀態
C.該游客對座椅的壓力為，處于超重狀態
D.該游客對座椅的壓力為，處于平衡狀態
6．某同學把一只彈簧秤改裝成“豎直加速度測量儀”，用來測量電梯豎直運行時的加速度，他將彈簧秤上原本為的刻度改為。測量電梯加速度時將重的鉤碼掛在彈簧秤上，當指針指在刻度線上方時( )
A.鉤碼處于失重狀態 B.鉤碼處于超重狀態
C.電梯可能在加速上行 D.電梯可能在減速下行
7．一位游客正在體驗蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下。游客從跳臺下落到最低點的過程中( )
A.游客一直處于超重狀態
B.游客一直處于失重狀態
C.游客先處于失重狀態后處于超重狀態
D.游客先處于超重狀態后處于失重狀態
8．一乘客站立在放置于電梯底部的體重計上。現發現體重計的示數突然變大，則此時( )
A.電梯向上減速，乘客處于失重狀態
B.電梯向上加速，乘客處于超重狀態
C.電梯向下減速，乘客處于失重狀態
D.電梯向下加速，乘客處于超重狀態
9．小胖子去游樂場乘坐跳樓機，隨跳樓機一起在豎直方向上運動，小胖子處于失重狀態的情景是( )
A.跳樓機勻速下降 B.跳樓機加速下降
C.跳樓機加速上升 D.跳樓機勻速上升
10．“哈利法塔”是目前世界最高的建筑，高度約為828m。游客可以乘坐高速電梯來到位于124層的觀景臺全方位俯瞰迪拜的城市美景。已知觀景臺離地高度為452m，高速電梯加速時的加速度大小為，減速時的加速度大小為，電梯上升過程的最大速度為10m/s，到達觀景臺時速度為零。電梯加速與減速過程均視為勻變速直線運動，則電梯從地面由靜止開始運動到觀景臺的最短時間為( )
A.45s B.50.25s C.56.45s D.65s
11．為了將洗后的衣物盡快晾干，將衣物放入洗衣機滾筒中，讓其隨著滾筒一起在豎直平面內做高速勻速圓周運動。如圖所示為滾筒的截面圖，已知A點為最高點，B點為最低點，滾筒半徑為R，重力加速度為g，衣物可視為質點，洗衣機始終靜止在水平地面上。則下列說法正確的是( )
A.衣物運動到A點時一定處于超重狀態
B.衣物運動到B點時一定處于失重狀態
C.若要保持衣服始終貼著滾筒內壁不掉落，滾筒圓周運動的速度大小至少為
D.若要保持衣服始終貼著滾筒內壁不掉落，滾筒圓周運動的速度大小至少為
二、多選題
12．“蹦極”是一項體育運動。某人（視為質點）身系彈性繩自高空P點自由下落，如圖所示。圖中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止懸吊著時的平衡位置，人在從P點落下到最低點c的過程中( )
A.在ab段，人處于失重狀態 B.在a點人的速度最大
C.在bc段，人處于超重狀態 D.在c點，人的速度為零，加速度也為零
13．如圖甲，某同學用力傳感器研究鉤碼沿豎直運動過程的拉力隨時間變化的關系，其圖像如圖乙所示。時，鉤碼靜止，g取，則鉤碼( )
A.質量為 B.最大加速度約為
C.在時，開始向上運動 D.在1～內先失重后超重
14．某同學在一高樓觀光時，乘坐電梯下樓，以豎直向下為正方向，測得電梯運動過程中速度v隨時間t變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是( )
A.OA段該同學處于超重狀態 B.OA段該同學處于失重狀態
C.BC段該同學處于超重狀態 D.BC段該同學處于失重狀態
15．如圖所示，電梯的頂部掛有一個彈簧測力計，其下端掛了一個重物，電梯勻速直線運動時測力計的示數為10N。在某時刻測力計的示數變為8N，關于電梯的運動，以下說法正確的是（g取）( )
A.電梯可能向上加速運動，加速度大小為
B.電梯可能向下加速運動，加速度大小為
C.電梯可能向上減速運動，加速度大小為
D.電梯可能向下減速運動，加速度大小為
三、實驗題
16．查閱資料，了解在航天器上進行的微重力條件下的實驗，并嘗試設計一種在微重力條件下進行實驗的方案。
17．學生小組為了探究超重和失重現象，將彈簧測力計掛在電梯內，測力計下端掛一物體。已知當地重力加速度大小為。
（1）電梯靜止時測力計示數如圖所示，讀數為________N（結果保留1位小數）；
（2）電梯上行時，一段時間內測力計的示數為，則此段時間內物體處于________（填“超重”或“失重”）狀態，電梯加速度大小為________（結果保留1位小數）。
四、計算題
18．當在盛水的塑料瓶壁上扎一個小孔時，水會從小孔噴出，但釋放水瓶，讓水瓶自由下落，水卻不會從小孔流出。這是為什么？
19．在環繞地球的圓形軌道上運行的空間站內，相對空間站懸空、靜止的宇航員把一個小物品向前推出，請描述推開過程中和推開后，宇航員和小物品各自相對飛船的運動情況(包括宇航員和小物品各自的運動方向、運動速度、運動軌跡等)，并解釋其原因。
20．你站在水平地面上，在迅速蹲下的過程中，你對地面的壓力大小與重力相比，會如何變化 請說明理由。
參考答案
1．答案：A
解析:由題知，助滑道的傾角為，設人的質量為m，在助滑道上，由牛頓第二定律知在圓弧軌道人處于超重，設加速度為，則當起跳時，人只受到重力作用，設加速度為，則
當人著陸后，已知著陸坡的傾角為，設加速度為，由牛頓第二定律知代入得綜上所述，A中圖像符合。故選A。
2．答案：D
解析：A.火箭飛離地面后仍然受重力作用，故A錯誤；
B.加速上升過程中嫦娥六號的加速度向上，處于超重狀態，故B錯誤；
C.噴出的燃氣對火箭的作用力比火箭的重力大，不是平衡力，故C錯誤；
D.根據牛頓第三定律可知，火箭對噴出燃氣的作用力與噴出燃氣對火箭的作用力是一對作用力與反作用力，故D正確。
故選D。
3．答案：D
解析：AD.繩子剛拉直時，彈力小于重力，蹦極愛好者的加速度向下，處于失重狀態，當彈力等于重力時，蹦極愛好者的速度達到最大，此后重力小于彈力，蹦極愛好者的加速度向上，處于超重狀態，A錯誤，D正確；BC.在橡皮繩拉直前蹦極愛好者處于完全失重狀態，結合上述分析可知，在彈力等于重力之前，蹦極愛好者處于失重狀態，在彈力等于重力之后，蹦極愛好者處于超重狀態，BC錯誤。故選D。
4．答案：D
解析:A.根據系統機械能守恒可知，圖甲狀態時，彈簧的彈性勢能為，故A錯誤；
BD.小球從A位置到B位置過程，彈簧彈力先大于重力后小于重力，小球的加速度先向上后向下，小球先處于超重狀態后處于失重狀態，小球先向上加速后向上減速，所以動能先增大后減小，故B錯誤，D正確；
C.小球從A位置運動經過B到達C位置的全過程中，由于存在彈簧彈力對小球做功，所以小球的機械能不守恒，故C錯誤。故選D。
5．答案：C
解析:設座椅對人的支持力為N，根據牛頓第二定律
解得
根據牛頓第三定律，人對座椅的壓力大小等于支持力N，即為780N。由于模擬艙加速度方向豎直向上，游客處于超重狀態。故選C。
6．答案：A
解析：當指針指在刻度線上方時，可知拉力小于1N，對鉤碼有,即加速度向下，鉤碼處于失重狀態，電梯加速上行或者減速下行時均為超重狀態。故選A。
7．答案：C
解析:初始階段：游客自由下落時，僅受重力，加速度向下且等于重力加速度g，處于完全失重狀態。
繩子拉伸階段：當橡皮繩開始拉伸后，彈力逐漸增大。在彈力小于重力時，合力仍向下，加速度向下（但小于g），仍為失重狀態。
平衡點：當彈力等于重力時，合力為零，加速度為零，此時既非超重也非失重。
減速階段：彈力超過重力后，合力向上，加速度向上，進入超重狀態，直至速度減為零到達最低點。
綜上，游客先失重后超重。
故選C。
8．答案：B
解析：根據題意可知，由于體重計的示數大于乘客的體重，則具有向上的加速度，處于超重狀態，電梯可能向上加速運動，也可能向下減速運動。故選B。
9．答案：B
解析：小胖子處于失重狀態時，加速度方向豎直向下，所以跳樓機加速下降或減速上升時，小胖子處于失重狀態，故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
10．答案：C
解析：電梯從地面由靜止開始運動到觀景臺過程，先加速到最大速度，接著以最大速度勻速運動，最后減速到觀景臺速度為零時，所用時間最短；則加速階段有
，
減速階段有
，
勻速階段有
則最短時間為
故選C。
11．答案：C
解析:衣物運動到最高點時，有向下的加速度，處于失重狀態，在最低點時，有向上的加速度，處于超重狀態，故AB錯誤；若要保持衣物始終貼著內壁不掉落，則能到最高點A，需滿足，解得，則C正確，D錯誤。
12．答案：AC
解析：ABC.在ab段繩的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，人向下做加速運動，處于失重狀態，隨繩子的拉力的增大，向下的合外力減小，所以向下的加速度逐漸減小，在段繩的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，人向下做減速運動，處于超重狀態，而且加速度隨繩子的拉力的增大而增大，所以在段人的速度先增加后減小，加速度先減小后增加，在b點人的速度最大，故AC正確，B錯誤；D.在c點，繩的形變量最大，繩的拉力最大，人具有向上的加速度，人的速度為零，故D錯誤。故選AC。
13．答案：BC
解析：A.根據時，鉤碼靜止，根據平衡條件知，鉤碼重力
故質量為
故A錯誤；
B.根據圖乙知時，加速度最大，根據牛頓第二定律
解得最大加速度約為
故B正確；
C.在時，拉力開始大于重力，加速度向上，鉤碼從靜止開始向上運動，故C正確；
D.在1～內，鉤碼所受拉力先大于重力后小于重力，故鉤碼先超重后失重，故D錯誤。
故選BC。
14．答案：BC
解析：AB.由圖可知OA段該同學向下加速，加速度向下，處于失重狀態，故A錯誤，B正確；CD.由圖可知BC段該同學向下減速，加速度向上，處于超重狀態，故C正確，D錯誤。故選BC，
15．答案：BC
解析：電梯勻速直線運動時，彈簧秤的示數為10N，知重物的重力等于10N。對重物有
解得
方向豎直向下，則電梯的加速度大小為，方向豎直向下。電梯可能向下做加速運動，也可能向上做減速運動。故BC正確，AD錯誤。
故選BC。
16．答案：可在網絡上查閱資料，如“神舟十號”航天員王亞平的太空授課內容，其中有不少失重狀況下的實驗，從中獲得啟發可設計相關實驗。
解析：
17．答案：（1）5.0（2）失重；1.0
解析：（1）由圖可知彈簧測力計的分度值為0.5 N，則讀數為5.0 N。
（2）電梯上行時，一段時間內測力計的示數為，小于物體的重力可知此段時間內物體處于失重狀態；
根據
根據牛頓第二定律
代入數據聯立解得電梯加速度大小
18．答案：見解析
解析：解：因為當水瓶自由下落時，瓶和水均處于完全失重狀態，瓶中各處的水（包括小孔處的水）對瓶壁沒有力的作用，故水不能從小孔中流出。
19．答案：以空間站為參考系，宇航員把一個小物品向前推出，根據牛頓第三運動定律，小物品和宇航員均受到對方對自己的一個作用力，二力大小相等，方向相反。根據牛頓第二運動定律，推開過程中二者會產生方向相反的加速度，小物品質量比宇航員的質量小，小物品運動的加速度更大。因此，在推開過程中，小物品和宇航員均做加速直線運動，小物品運動的加速度更大，分開時速度也更大。推開后，相對于空間站可認為兩者不受力的作用，兩者均做勻速直線運動，小物品速度更大。
20．答案：迅速下蹲的過程是先向下做加速運動，后向下做減速運動，最后回到靜止狀態的過程。人先處于失重狀態，后處于超重狀態，最后達到平衡狀態，所以人對地面的壓力先小于重力，后大于重力，最后等于重力。
解析：
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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