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2024高考物理一轮复习考点攻破训练——超重失重问题的分析方法练习含解析教科版
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这是一份2024高考物理一轮复习考点攻破训练——超重失重问题的分析方法练习含解析教科版，共4页。
2．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．
1．(多选)(2023·山西怀仁一中月考)如图1所示，电梯的顶部悬挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6N，关于电梯的运动，以下说法正确的是(g取10m/s2)( )
图1
A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为4m/s2
B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为4m/s2
C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为4m/s2
D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为4m/s2
2．(多选)(2023·湖南衡阳八中五模)如图2所示，运动员“3m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中．跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是( )
图2
A．运动员向下运动(B→C)的过程中，先超重后失重，对跳板的压力先减小后增大
B．运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对跳板的压力一直增大
C．运动员向上运动(C→B)的过程中，先失重后超重，对跳板的压力先增大后减小
D．运动员向上运动(B→A)的过程中，一直处于失重状态
3．(2023·浙江绍兴市模拟)如图3所示，橡皮膜包住空心塑料管的底端，细线将橡皮膜固定密封，用手竖直握住塑料管保持静止状态，先将水从塑料管顶端倒入并灌至整管的三分之二处，然后在管顶处加一个带孔的瓶盖，此时橡皮膜突出成半球状，现用力将塑料管向上加速提升一段距离，再减速上升直至速度为零，则( )
图3
A．加速上升时塑料管处于失重状态
B．加速上升时橡皮膜底部进一步向下突出
C．减速上升时塑料管处于超重状态
D．减速上升时塑料管内的水面将下降
4.(2023·山东青岛二中模拟)如图4，质量为M的缆车车厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动．若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度大小为g，则( )
图4
A．车厢对货物的作用力大小等于mg
B．车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上
C．悬臂对车厢的作用力大于(M＋m)g
D．悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上
5.如图5所示，质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m的物体，以一定的初速度从A点沿平行于斜面的方向推出，物体m沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列说法中正确的是(重力加速度为g)( )
图5
A．地面对木楔的支持力大于(M＋m)g
B．地面对木楔的支持力小于(M＋m)g
C．地面对木楔的支持力等于(M＋m)g
D．地面对木楔的摩擦力为0
6.(2023·云南省第二次统一检测)如图6所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑轻质定滑轮相连，m1>m2.现剪断Q下端的细线，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将( )
图6
A．变大B．变小
C．不变D．先变小后变大
7．如图7所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F－t图像能反映体重计示数随时间变化的是( )
图7
答案精析
1．BC [电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，知重物的重力等于10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6N，可知电梯处于失重状态，加速度向下，对重物根据牛顿第二定律有：mg－F＝ma，解得a＝4m/s2，方向竖直向下，则电梯的加速度大小为
4m/s2，方向竖直向下．电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动，故B、C正确，A、D错误．]
2．BD
3．B [加速上升时，塑料管的加速度向上，处于超重状态，故A错误；对塑料管中的水受力分析可知，加速上升时，由于液体超重，液体受到的支持力变大，由牛顿第三定律可知，液体对橡皮膜的压力增大，故橡皮膜底部进一步向下突出，故B正确；减速上升时，加速度向下，故塑料管处于失重状态，故C错误；减速上升时，管中液体处于失重状态，塑料管内的水面将上升，故D错误．]
4．C [货物随车厢一起斜向上加速运动，由牛顿第二定律可知车厢与货物的重力和悬臂对车厢作用力的合力方向应与加速度方向一致，故悬臂对车厢的作用力方向是斜向上的，选项D错误；由于车厢和货物在竖直方向有向上的分加速度，处于超重状态，故悬臂对车厢的作用力大于(M＋m)g，选项C正确；同理，对车厢中货物用隔离法分析可知，车厢对货物的作用力大小大于mg，方向是斜向上的，但不平行于缆绳，选项A、B错误．]
5．A [物体m沿斜面向下做减速运动，加速度方向沿斜面向上，则其沿竖直向上的方向有分量，物体与木楔组成的系统处于超重状态，故A正确，B、C错误；物体加速度沿水平方向的分量向右，说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右，故D错误．]
6．B [设木箱的质量为M，剪断细线前台秤的示数为：N＝Mg＋m1g＋m2g；因m1>m2，则当剪断Q下端的细线时，P向下加速运动，Q向上加速运动，加速度大小为a＝eq \f(m1－m2,m1＋m2)g，则对m2，T－m2g＝m2a，解得T＝eq \f(2m1m2g,m1＋m2)，此时木箱对台秤的压力为：N′＝Mg＋2T＝Mg＋eq \f(4m1m2g,m1＋m2)，因eq \f(4m1m2g,m1＋m2)<(m1＋m2)g，可知N′7．C [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，此时人对体重计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，此时人对体重计的压力大于人的重力的大小，故C正确，A、B、D错误．]
2．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．
1．(多选)(2023·山西怀仁一中月考)如图1所示，电梯的顶部悬挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6N，关于电梯的运动，以下说法正确的是(g取10m/s2)( )
图1
A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为4m/s2
B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为4m/s2
C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为4m/s2
D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为4m/s2
2．(多选)(2023·湖南衡阳八中五模)如图2所示，运动员“3m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中．跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是( )
图2
A．运动员向下运动(B→C)的过程中，先超重后失重，对跳板的压力先减小后增大
B．运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对跳板的压力一直增大
C．运动员向上运动(C→B)的过程中，先失重后超重，对跳板的压力先增大后减小
D．运动员向上运动(B→A)的过程中，一直处于失重状态
3．(2023·浙江绍兴市模拟)如图3所示，橡皮膜包住空心塑料管的底端，细线将橡皮膜固定密封，用手竖直握住塑料管保持静止状态，先将水从塑料管顶端倒入并灌至整管的三分之二处，然后在管顶处加一个带孔的瓶盖，此时橡皮膜突出成半球状，现用力将塑料管向上加速提升一段距离，再减速上升直至速度为零，则( )
图3
A．加速上升时塑料管处于失重状态
B．加速上升时橡皮膜底部进一步向下突出
C．减速上升时塑料管处于超重状态
D．减速上升时塑料管内的水面将下降
4.(2023·山东青岛二中模拟)如图4，质量为M的缆车车厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动．若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度大小为g，则( )
图4
A．车厢对货物的作用力大小等于mg
B．车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上
C．悬臂对车厢的作用力大于(M＋m)g
D．悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上
5.如图5所示，质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m的物体，以一定的初速度从A点沿平行于斜面的方向推出，物体m沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列说法中正确的是(重力加速度为g)( )
图5
A．地面对木楔的支持力大于(M＋m)g
B．地面对木楔的支持力小于(M＋m)g
C．地面对木楔的支持力等于(M＋m)g
D．地面对木楔的摩擦力为0
6.(2023·云南省第二次统一检测)如图6所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑轻质定滑轮相连，m1>m2.现剪断Q下端的细线，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将( )
图6
A．变大B．变小
C．不变D．先变小后变大
7．如图7所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F－t图像能反映体重计示数随时间变化的是( )
图7
答案精析
1．BC [电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，知重物的重力等于10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6N，可知电梯处于失重状态，加速度向下，对重物根据牛顿第二定律有：mg－F＝ma，解得a＝4m/s2，方向竖直向下，则电梯的加速度大小为
4m/s2，方向竖直向下．电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动，故B、C正确，A、D错误．]
2．BD
3．B [加速上升时，塑料管的加速度向上，处于超重状态，故A错误；对塑料管中的水受力分析可知，加速上升时，由于液体超重，液体受到的支持力变大，由牛顿第三定律可知，液体对橡皮膜的压力增大，故橡皮膜底部进一步向下突出，故B正确；减速上升时，加速度向下，故塑料管处于失重状态，故C错误；减速上升时，管中液体处于失重状态，塑料管内的水面将上升，故D错误．]
4．C [货物随车厢一起斜向上加速运动，由牛顿第二定律可知车厢与货物的重力和悬臂对车厢作用力的合力方向应与加速度方向一致，故悬臂对车厢的作用力方向是斜向上的，选项D错误；由于车厢和货物在竖直方向有向上的分加速度，处于超重状态，故悬臂对车厢的作用力大于(M＋m)g，选项C正确；同理，对车厢中货物用隔离法分析可知，车厢对货物的作用力大小大于mg，方向是斜向上的，但不平行于缆绳，选项A、B错误．]
5．A [物体m沿斜面向下做减速运动，加速度方向沿斜面向上，则其沿竖直向上的方向有分量，物体与木楔组成的系统处于超重状态，故A正确，B、C错误；物体加速度沿水平方向的分量向右，说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右，故D错误．]
6．B [设木箱的质量为M，剪断细线前台秤的示数为：N＝Mg＋m1g＋m2g；因m1>m2，则当剪断Q下端的细线时，P向下加速运动，Q向上加速运动，加速度大小为a＝eq \f(m1－m2,m1＋m2)g，则对m2，T－m2g＝m2a，解得T＝eq \f(2m1m2g,m1＋m2)，此时木箱对台秤的压力为：N′＝Mg＋2T＝Mg＋eq \f(4m1m2g,m1＋m2)，因eq \f(4m1m2g,m1＋m2)<(m1＋m2)g，可知N′
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