人教版高中物理精講精練-必修1第06講：超重和失重（解析版）

第06講：超重和失重

一：知識精講歸納

考點(diǎn)一、超重和失重

1．視重：體重計(jì)的示數(shù)稱為視重，反映了人對體重計(jì)的壓力．

2．失重

(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象．

(2)產(chǎn)生條件：物體具有豎直向下(選填“豎直向上”或“豎直向下”)的加速度．

3．超重

(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象．

(2)產(chǎn)生條件：物體具有豎直向上(選填“豎直向上”或“豎直向下”)的加速度．

4．完全失重

(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的狀態(tài)．

(2)產(chǎn)生條件：a＝g，方向豎直向下．

大重難點(diǎn)規(guī)律總結(jié)：

1．對視重的理解

當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺秤上相對靜止時，彈簧測力計(jì)或臺秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于彈簧測

力計(jì)所受的拉力或臺秤所受的壓力．

當(dāng)物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力并未變化，只是視重變了．

2．超重、失重的比較

特征視重(F)與

加速度運(yùn)動情況受力圖

狀態(tài)重力的關(guān)系

靜止或勻速

平衡a＝0F＝mg

直線運(yùn)動

豎直向上由F－mg

向上加速

超重或有豎直＝ma得

或向下減速

向上分量F＝m(g＋a)>mg

豎直向下由mg－F

向下加速或

失重或有豎直＝ma得

向上減速

向下分量F＝m(g－a)<mg

自由落體

完全

a＝gF＝0運(yùn)動、拋

失重

體運(yùn)動

二：考點(diǎn)題型歸納

題型一：超重和失重的概念

1．（2023秋·高一）下列關(guān)于超重與失重的判斷，正確的是（）

A．物體做變速運(yùn)動時，必處于超重或失重狀態(tài)

B．物體向下運(yùn)動時，必處于失重狀態(tài)

C．做豎直上拋運(yùn)動的物體，處于超重狀態(tài)

D．物體斜向上做勻減速運(yùn)動，處于失重狀態(tài)

【答案】D

【詳解】AB．判斷物體是否處于超重或失重狀態(tài)，就是看物體有沒有豎直方向上的加速度。若物體的加速度向下，

則處于失重狀態(tài)。若物體的加速度向上，則處于超重狀態(tài)。A、B兩項(xiàng)均未指明加速度方向，無法判定是否發(fā)生超

重和失重現(xiàn)象。故AB錯誤；

C．做豎直上拋運(yùn)動的物體，只受重力，加速度為g，豎直向下，處于完全失重狀態(tài)，C錯誤；

D．物體斜向上做勻減速運(yùn)動，加速度斜向下，有豎直向下的分量，故處于失重狀態(tài)。D正確。

故選D。

2．（2023秋·山東泰安·高一統(tǒng)考期末）下列說法正確的是（）

A．體操運(yùn)動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)

B．游泳運(yùn)動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)

C．跳高運(yùn)動員離開地面在空中上升的過程中處于超重狀態(tài)

D．蹦床運(yùn)動員離開蹦床在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)

【答案】D

【詳解】所謂超重是指“示重”大于物體的實(shí)際重力，對地面上的物體而言，其加速度的方向是向上的；而失重是指

“示重”小于物體的實(shí)際重力，對地面上的物體而言，其加速度的方向是向下的。

AB．物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，故均不是超重和失重狀態(tài)，AB錯誤；

C．運(yùn)動員離開蹦床在空中上升的過程中加速度向下，處于失重狀態(tài)，C錯誤；

D．蹦床運(yùn)動員離開蹦床在空中上升和下落過程中，其加速度的方向都是向下的，故都處于失重狀態(tài)，D正確。

故選D。

3．（2023秋·陜西渭南·高一統(tǒng)考期末）隨著生活水平的提高，肥胖問題日漸突出，控制體重逐漸引起人們的重視。

如圖所示，小林正站在體重秤上測量他的體重，下列說法中正確的是（）

A．下蹲過程，體重秤示數(shù)一直增大

B．下蹲過程，體重秤示數(shù)一直減小

C．起身過程，體重秤示數(shù)先增大后減小

D．起身過程，體重秤示數(shù)先減小后增大

【答案】C

【詳解】設(shè)小林重力為G0。

AB．下蹲過程中，人先向下做加速運(yùn)動，后向下做減速運(yùn)動，所以先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，體重計(jì)的

示數(shù)先小于G0后大于G0；體重秤示數(shù)先減小后增大。AB錯誤；

CD．起身過程，先向上做加速運(yùn)動，后向上做減速運(yùn)動，最后回到靜止?fàn)顟B(tài)，人先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀

態(tài)，體重計(jì)的示數(shù)先大于G0后小于G0；體重秤示數(shù)先增大后減小。C正確，D錯誤。

故選C。

題型二：電梯中的超失重問題分析

4．（2023秋·全國·高一期中）在電梯內(nèi)放一體重計(jì)，電梯靜止時，小花站在體重計(jì)上示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動過程中，

某段時間內(nèi)小花發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示，在這段時間內(nèi)下列說法正確的是（）

A．電梯一定豎直向上加速運(yùn)動B．電梯一定豎直向下加速運(yùn)動

g

C．小花所受的重力變小了D．電梯的加速度大小為，方向豎直向下

5

【答案】D

【詳解】電梯靜止時，體重計(jì)示數(shù)為50kg，說明小強(qiáng)同學(xué)的質(zhì)量為50kg，某段時間內(nèi)小花發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)為40kg，

根據(jù)牛頓第二定律可得

mgNma

解得

mgN50g40gg

a

m505

方向豎直向下；這段時間電梯可能豎直向上減速或豎直向下加速，小花處于失重狀態(tài)，但重力保持不變。

故選D。

5．（2023春·山東濰坊·高一山東省高密市第一中學(xué)?？计谀┘铀俣葌鞲衅魇且恍┲悄苁謾C(jī)上配備的較為實(shí)用的軟

件，能顯示物體運(yùn)動過程中的加速度變化情況?，F(xiàn)出于安全角度，需要分析某升降機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中的加速度，

將手機(jī)放置于升降機(jī)地面上并打開加速度傳感器，使升降機(jī)從靜止開始迅速上下運(yùn)動，得到如圖所示的豎直方向上

加速度隨時間變化的圖像，該圖像以豎直向上為正方向。由此可判斷出（）

A．手機(jī)在t2時刻速度為0

B．運(yùn)行過程中手機(jī)有可能與升降機(jī)分離

C．手機(jī)在t2t3時間內(nèi)，處于超重狀態(tài)

D．在t1t3時間內(nèi)，升降機(jī)受到手機(jī)的壓力先減小再增大

【答案】B

【詳解】A．根據(jù)題意，由圖可知，t2之前加速度一直向上，t2時刻a0，則手機(jī)向上速度達(dá)到最大，故A錯誤；

B．根據(jù)題意，由圖可知，手機(jī)有段時間豎直向下的加速度等于重力加速度，所以手機(jī)有可能離開過升降機(jī)，故B

正確；

C．根據(jù)題意，由圖可知，t2t3手機(jī)的加速度向下，手機(jī)處于失重狀態(tài)，故C錯誤；

D．根據(jù)題意，由圖可知，t1t2手機(jī)加速度向上，由牛頓第二定律有

Nmgma

由于a減小，則N減小，t2t3手機(jī)加速度向下，由牛頓第二定律有

mgNma

由于a增大，則N減小，即在t1t3時間內(nèi)，升降機(jī)對手機(jī)的支持了一直減小，由牛頓第三定律可知，機(jī)對升降機(jī)

的壓力一直減小，故D錯誤。

故選B。

6．（2022秋·河北邯鄲·高一?？计谥校┤鐖D所示，彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小鐵球，

在電梯運(yùn)行時，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量大了，這一現(xiàn)象表明（）

A．電梯在加速上升

B．電梯在加速下降

C．人對電梯的壓力大于重力

D．人對電梯的壓力小于重力

【答案】C

【詳解】AB．根據(jù)題意可知，在電梯運(yùn)行時，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量大了，此時彈簧的彈

力大于小鐵球的重力，處于超重狀態(tài)，則電梯具有向上的加速度，可能加速上升，也可能減速下降，故AB錯誤；

CD．由AB分析可知，人處于超重狀態(tài)，則人對電梯的壓力大于重力，故D錯誤，C正確。

故選C。

題型三：完全失重問題

7．（2023·全國·高一）如圖所示，將物體A放在容器B中，以某一速度把容器B豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動過

程中容器B的底面始終保持水平，下列說法正確的是（）

A．在上升和下降過程中A對B的壓力大小都一定等于零

B．上升過程中A對B的壓力大小大于物體A受到的重力大小

C．下降過程中A對B的壓力大小大于物體A受到的重力大小

D．在上升和下降過程中A對B的壓力大小都等于物體A受到的重力大小

【答案】A

【詳解】對A、B組成的系統(tǒng)分析可知，系統(tǒng)只受重力作用，由牛頓第二定律可知，整個系統(tǒng)加速度為g，方向豎

直向下，處于完全失重，所以A、B之間無相互作用力，所以在上升和下降過程中A對B的壓力大小都一定等于零。

故選A。

8．（2022秋·高一?？紗卧獪y試）如圖所示，跳高運(yùn)動員起跳后向上運(yùn)動，越過橫桿后開始向下運(yùn)動，則運(yùn)動員越

過橫桿前、后在空中運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是（）

A．一直處于超重狀態(tài)

B．一直處于失重狀態(tài)

C．先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)

D．先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)

【答案】B

【詳解】運(yùn)動員離開地面后做斜上拋運(yùn)動，越過橫桿前、后在空中運(yùn)動的過程中，加速度為重力加速度，方向豎直

向下，所以運(yùn)動員始終處于完全失重狀態(tài)。

故選B。

9．（2022秋·安徽蕪湖·高一統(tǒng)考期末）2021年5月15日，我國天問一號著陸器成功著陸火星表面，其運(yùn)動過程可

以簡化為：脫離環(huán)繞器后分別經(jīng)歷氣動減速、降落傘減速和動力減速三個階段，接著在距離火星表面約100米處懸

停，經(jīng)過對著陸點(diǎn)的探測，最后勻速平穩(wěn)著陸。若著陸全程可視為豎直方向的運(yùn)動，則下列說法正確的是（）

A．隨環(huán)繞器繞火星運(yùn)行階段，著陸器處于超重狀態(tài)

B．減速下降階段，著陸器處于完全失重狀態(tài)

C．懸停階段，著陸器不受力

D．勻速下降階段，著陸器處于平衡狀態(tài)

【答案】D

【詳解】A．隨環(huán)繞器繞火星運(yùn)行階段，著陸器處于失重狀態(tài)，故A錯誤；

B．減速下降階段，加速度方向向上，著陸器處于超重狀態(tài)，故B錯誤；

C．懸停階段，著陸器受火星對其的引力和反向推力，處于平衡狀態(tài)，故C錯誤；

D．勻速下降階段，著陸器受力平衡，處于平衡狀態(tài)，故D正確。

故選D。

題型四：與F-t圖像問題

10．（2023·全國·高一專題練習(xí)）小紅和小明用體重計(jì)研究人在觀光升降電梯中的超重和失重現(xiàn)象。在升降電梯內(nèi)的

地板上放一體重計(jì)，電梯靜止時小紅站在體重計(jì)上。在升降電梯運(yùn)動過程中，小明觀察到體重計(jì)的示數(shù)F隨時間t變

化的圖像如圖所示。已知升降電梯從t0時經(jīng)歷了三個階段：由靜止開始勻加速運(yùn)動、勻速運(yùn)動和勻減速運(yùn)動，在

t13s時停止，g10m/s2。下列說法正確的是（）

A．小紅在0~2s內(nèi)重力增加了，小紅處于超重狀態(tài)

B．升降電梯在小明觀察的這段時間內(nèi)向下運(yùn)動

C．小紅在2~12s內(nèi)勻速運(yùn)動的速度為2m/s

D．小紅在0~13s內(nèi)位移為22m

【答案】C

【詳解】A．由Ft圖像可知，小紅在0~2s內(nèi)處于超重狀態(tài)，但小紅的重力保持不變，故A錯誤；

B．由題意可知在0~2s內(nèi)由靜止開始勻加速運(yùn)動，小紅在這段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)，加速度方向向上，可知升降電

梯在小明觀察的這段時間內(nèi)向上運(yùn)動，故B錯誤；

C．小紅在0~2s內(nèi)的加速度大小為

Fmg550500

am/s21m/s2

m50

可知小紅在2s時的速度為

vat112m/s2m/s

則小紅在2~12s內(nèi)勻速運(yùn)動的速度為2m/s，故C正確；

D．小紅在0~2s內(nèi)的位移為

v2

xt2m2m

1212

小紅在2~12s內(nèi)的位移為

x2vt2210m20m

小紅在t13s時停止，則12~13s的位移為

v2

xt1m1m

3232

小紅在0~13s內(nèi)位移為

xx1x2x323m

故D錯誤。

故選C。

11．（2023·全國·高一專題練習(xí)）圖甲是萊蕪一中尚清華同學(xué)站在接有力傳感器的板上做下蹲、起跳動作的示意圖，

圖中的O點(diǎn)表示他的重心。圖乙是傳感器所受壓力隨時間變化的圖像，圖像上a、b兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為900N和

300N，重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。根據(jù)圖像分析可知（）

A．尚清華的重力可由b點(diǎn)讀出，為300N

B．尚清華在b到c的過程中先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)

C．尚清華在雙腳與板不接觸的過程中處于完全失重狀態(tài)

D．尚清華在b點(diǎn)對應(yīng)時刻的加速度大于在c點(diǎn)對應(yīng)時刻的加速度

【答案】C

【詳解】A．開始時人處于平衡狀態(tài)，人對傳感器的壓力為900N，人的重力也為900N，選項(xiàng)A錯誤；

B．b到c過程中，人對板的壓力先小于人的真實(shí)重力，后大于人的真實(shí)重力，則人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀

態(tài)，選項(xiàng)B錯誤；

C．離開板后人只受重力的作用，處于完全失重狀態(tài)，選項(xiàng)C正確；

D．b點(diǎn)對應(yīng)時刻彈力與重力的差值要小于c點(diǎn)對應(yīng)時刻彈力與重力的差值，則人在b點(diǎn)對應(yīng)時刻的加速度要小于

在c點(diǎn)對應(yīng)時刻的加速度，選項(xiàng)D錯誤。

故選C。

12．（2021秋·高一課時練習(xí)）如圖甲所示，在升降機(jī)的頂部裝了一個能夠顯示拉力大小的傳感器，傳感器下方掛上

一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一個質(zhì)量為m的小球，若升降機(jī)在勻速運(yùn)行過程中突然停止，并以此時為零時刻，在后面

一段時間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力F隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，g為重力加速度，則（）

A．升降機(jī)停止前在向下運(yùn)動

B．0~t1時間內(nèi)小球處于失重狀態(tài)，速率不斷增大

C．t2~t3時間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)，速率不斷減小

D．t3~t4時間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)，速率不斷減小

【答案】C

【詳解】A．升降機(jī)在勻速運(yùn)行過程中突然停止，由于慣性，小球會繼續(xù)沿著原來的運(yùn)動方向運(yùn)動一段時間，彈簧

處于伸長狀態(tài)，0t1時間內(nèi)，小球處于失重狀態(tài)，彈簧彈力由mg減小為0，說明彈簧逐漸恢復(fù)原長，升降機(jī)停止

前在向上運(yùn)動，小球在繼續(xù)向上運(yùn)動，A錯誤；

B．0t1時間內(nèi)，拉力小于重力，小球處于失重狀態(tài)，加速度的方向向下，與速度反向，則速度逐漸減小，B錯誤；

CD．同理分析可得：0t1時間內(nèi)，小球向上減速，加速度方向一直向下，小球處于失重狀態(tài)；t1t2時間內(nèi)，小球

向下加速，加速度方向一直向下，小球處于失重狀態(tài)；t2t3時間內(nèi)，小球向下減速，加速度方向一直向上，小球

處于超重狀態(tài)；t3t4時間內(nèi)，小球向上加速，加速度方向一直向上，小球處于超重狀態(tài)，C正確，D錯誤。

故選C。

題型五：超重失重問題分析物體運(yùn)動狀態(tài)

13．（2023秋·安徽滁州·高一校聯(lián)考期末）如圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲——起立的動作時傳感器記錄的

壓力隨時間變化的圖線，縱坐標(biāo)為壓力，橫坐標(biāo)為時間。由圖線可知，該同學(xué)的體重約為650N，除此以外，還可

以得到以下信息（）

A．1s時人處在下蹲的最低點(diǎn)B．2s時人處于起立靜止?fàn)顟B(tài)

C．下蹲過程中人處于先失重后超重的狀態(tài)D．該同學(xué)做了2次下蹲—起立的動作

【答案】C

【詳解】A．人處在下蹲的最低點(diǎn)時應(yīng)該有向上的最大加速度，由圖可知在1s時人有向下的加速度最大，故A錯誤；

B．2s時傳感器示數(shù)等于人的重力，故此時處于下蹲靜止?fàn)顟B(tài)，故B錯誤；

C．人在下蹲的過程中，先加速向下運(yùn)動，此時加速度方向向下，故人處于失重狀態(tài)，最后人靜止，故后半段是人

減速向下的過程，此時加速度方向向上，人處于超重狀態(tài)，故下蹲過程中人先失重后超重，故C正確；

D．該同學(xué)在前2s時是下蹲過程，后2s是起立的過程，所以共做了1次下蹲—起立的動作，故D錯誤。

故選C。

14．（2023春·云南紅河·高一?？计谥校┠橙苏驹趬毫鞲衅魃?，做“下蹲起立”的動作時，計(jì)算機(jī)記錄壓力隨時間變

化的Ft圖像如圖所示。已知該人質(zhì)量為65kg，重力加速度g取10m/s2，則由圖線可知該人（）

A．下蹲過程中一直處于失重狀態(tài)

B．起立過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)

C．0~10s內(nèi)完成了兩次“下蹲—起立”的動作

D．0~10s內(nèi)加速度的最大值約為5m/s2

【答案】B

【詳解】A．人下蹲過程中，先向下加速后向下減速，加速度方向先向下后向上，先失重后超重，故A錯誤；

B．人起立過程中，先向上加速后向上減速，加速度方向先向上后向下，先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，故B正

確；

C．由圖像可知，0~10s內(nèi)完成了1次“下蹲—起立”的動作，故C錯誤；

D．由圖像可知，當(dāng)F200N時，加速度最大，則有

mgFmam

解得

mgF650200

am/s26.9m/s2

mm65

故D錯誤。

故選B。

題型六：超重、失重的有關(guān)計(jì)算

15．（2023秋·河北石家莊·高一河北靈壽中學(xué)?？计谀┤鐖D是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲～起立的動作時傳

感器記錄的壓力隨時間變化的圖線，縱坐標(biāo)為壓力，橫坐標(biāo)為時間，g取10m/s2.，下列說法正確的是（）

A．從a到b過程，人的加速度方向向上

B．從a到b過程，人的重力先減小后增大

C．下蹲過程中人先失重后超重

D．6s內(nèi)該同學(xué)做了2次下蹲～起立的動作

【答案】C

【詳解】A．根據(jù)圖像可知，人在壓力傳感器上的實(shí)重為500N，從a到b過程中，壓力傳感器的視重小于實(shí)重，則

可知人的加速度方向向下，故A錯誤；

B．從a到b過程，人的重力不發(fā)生改變，改變的是壓力傳感器的視重，故B錯誤；

C．下蹲過程中人的速度先從0開始增大，后又減小為零，即下蹲過程中人先向下做加速度運(yùn)動后做減速度運(yùn)動，

因此人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，故C正確；

D．下蹲過程中視重先小于實(shí)重，再大于實(shí)重，當(dāng)人完全蹲下后視重等于實(shí)重；起立過程中視重先大于實(shí)重，再小

于實(shí)重，當(dāng)完全起立后視重等于實(shí)重，因此根據(jù)圖像可知，6s內(nèi)該同學(xué)做了1次下蹲～起立的動作，故D錯誤。

故選C。

16．（2022秋·湖南株洲·高一株洲二中?？计谀┤鐖D所示，質(zhì)量50kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上。重力加速度

g取10m/s2，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動時，求體重計(jì)的示數(shù)。

（1）勻速上升；

（2）以4m/s2的加速度加速上升；

（3）以5m/s2的加速度加速下降。

【答案】（1）500N；（2）700N；（3）250N

【詳解】（1）勻速上升時，由平衡條件得：

FN1＝mg＝500N

由牛頓第三定律得：人對體重計(jì)壓力為500N，即體重計(jì)示數(shù)為500N；

（2）加速上升時，由牛頓第二定律得：

FN2－mg＝ma1

解得

FN2＝mg＋ma1＝700N

由牛頓第三定律得：人對體重計(jì)壓力為700N，即體重計(jì)示數(shù)為700N；

（3）加速下降時，由牛頓第二定律得：

mg－FN3＝ma3

解得

FN3＝mg－ma3＝250N

由牛頓第三定律得：人對體重計(jì)壓力為250N，即體重計(jì)示數(shù)為250N。

17．（2018秋·浙江溫州·高一?？计谀┮毁|(zhì)量為m=40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從t=0時刻由靜

止開始上升，在0s到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示。試問：

(1)在0到2s內(nèi)電梯上升的加速度大小？

(2)在0到6s內(nèi)電梯上升的高度是多少？（取重力加速度g=10m/s2）

【答案】(1)1m/s2；(2)9m

【詳解】(1)對小孩進(jìn)行受力分析，列出牛頓第二定律有

F1mg2

a1==1m/s

m

則在0到2s時間內(nèi)的加速度為1m/s2。

(2)由F—t圖像可知在0到2s內(nèi)電梯做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動公式有

12

x1=a1t1，v1=a1t1

2

代入數(shù)據(jù)有

x1=2m，v1=2m/s

在2到5s內(nèi)電梯做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)勻速直線運(yùn)動的公式有

x2=v1t2=6m

5到6s內(nèi)電梯做勻減速直線運(yùn)動，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動公式

F3mg212

a3==-2m/s，x3=v1t3+a3t3=1m

m2

則電梯上升的總位移為

x=x1+x2+x3=9m

則0到6s內(nèi)電梯上升了9m。

18．（2023·全國·高一課堂例題）在某游樂場有一巨型娛樂器械，將座艙用升降機(jī)送到離地面75m的高處，然后讓

其自由落下，座艙落到離地面25m高時，制動系統(tǒng)開始啟動，座艙做勻減速運(yùn)動，到達(dá)地面時剛好停止。若座艙中

某人用手托料重50N的鉛球，取g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）座艙離地面35m時，手對球的支持力；

（2）從開始下落到著地經(jīng)歷的總時間；

（3）座艙離地面15m時，球?qū)κ值膲毫Α?/p>

310

【答案】（1）0；（2）s；（3）150N

2

【詳解】（1）座艙離地面35m時，座艙處于完全失重狀態(tài)，所以手對球的支持力為零；

（2）座艙自由落體的時間

250

ts10s

110

座艙自由落體的末速度

v11010m/s

座艙勻減速的加速度為

0(1010)2

a20m/s2m/s2

225

座艙勻減速的時間為

0101010

tss

2202

座艙從開始下落到著地經(jīng)歷的總時間

310

ttts

122

（3）座艙離地面15m時，座艙做勻減速直線運(yùn)動，以球?yàn)檠芯繉ο?，?jù)牛頓第二定律可得

mgFNma

得

FN150N

據(jù)牛頓第三定律，球?qū)κ值膲毫?50N。

三：課堂過關(guān)精練

一、單選題

19．（2023秋·廣東深圳·高一統(tǒng)考期末）如圖，用手托住幾本教材，下列哪種情況下教材對手的作用力比教材的重

力大（）

A．使書本勻速向上運(yùn)動B．使書本勻速向下運(yùn)動

C．使書本勻減速向下運(yùn)動D．使書本勻減速向上運(yùn)動

【答案】C

【詳解】AB．使教材勻速向上、向下運(yùn)動均處于平衡狀態(tài)，支持力等于重力大小，由牛頓第三定律可知壓力大小

等于支持力大小，說明教材對手的作用力與教材的重力大小相同，AB錯誤；

C．使教材勻減速向下運(yùn)動，合力向上，支持力大于重力大小，教材對手的作用力比教材的重力大，C正確；

D．使書本勻減速向上運(yùn)動，合力向下，支持力小于重力大小，則教材對手的作用力比教材的重力小，D錯誤；

故選C。

20．（2023秋·江蘇連云港·高一統(tǒng)考期末）如圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲一起立的動作時，傳感器記錄的

壓力隨時間變化的圖像，縱坐標(biāo)為壓力F，橫坐標(biāo)為時間t。由圖像可知（）

A．t1~t2時間內(nèi)人處于起立過程

B．t3出時刻人處于超重狀態(tài)

C．人的重力大小為F2

D．t1時刻人處在下蹲的最低點(diǎn)

【答案】B

【詳解】AD．t1~t2時間內(nèi)人先失重后超重，加速度先向下后向上，可知處于下蹲過程，t1時刻人處在下蹲的過程中，

不在最低點(diǎn)，選項(xiàng)AD錯誤；

B．t3出時刻人對傳感器的壓力大于重力，則人處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)B正確；

C．由圖可知，人的重力大小為F1，選項(xiàng)C錯誤；

故選B。

21．（2023春·河南濮陽·高一濮陽一高?？计谥校┠橙苏驹趬毫鞲衅魃献觥跋露滓黄鹆ⅰ钡膭幼鲿r，記錄的壓力隨時

間變化的圖線如圖所示，縱坐標(biāo)為力（單位為N），橫坐標(biāo)為時間（單位為s），由圖線可知，該人的體重約為650N。

除此之外，還可以得到的信息是（）

A．該人做了一次“下蹲一起立”的動作

B．下蹲過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)

C．5s末人正在向下勻速運(yùn)動

D．下蹲過程中人的最大加速度約為5m/s2

【答案】A

【詳解】AB．下蹲過程中人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，起立過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，完成

下蹲或者起立后人對傳感器的壓力等于自身重量，對照圖中曲線的變化可知，該人做了一次“下蹲一起立”的動作，

故A正確、B錯誤；

C．由圖可知5s末時人完成了下蹲動作，并且對傳感器的壓力等于自身重量，說明此時人靜止的蹲在傳感器上，故

C錯誤；

D．根據(jù)牛頓第二定律可知，下蹲過程中人的加速度為

GF

aN

m

所以人的加速度最大時候就是傳感器提供的支持力最小的時候，由圖可知最小的支持力約為180N，所以人的最大

加速度約為

GF650180

aNminm/s27.2m/s2

maxm650

10

故D錯誤。

故選A。

22．（2023秋·河北唐山·高一開灤第二中學(xué)校考期末）如圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲和起立動作時傳感器

記錄的壓力隨時間變化的圖線，縱坐標(biāo)為壓力，橫坐標(biāo)為時間，g取10m/s2.，下列說法正確的是（）

A．從a到c過程，人的加速度方向先向下后向上

B．從d到e過程，人的重力先增大后減小

C．a(chǎn)b為下蹲過程，bc為起立過程

D．6s內(nèi)該同學(xué)做了2次下蹲～起立的動作

【答案】A

【詳解】A．從a到b過程，某同學(xué)對傳感器的壓力小于重力，處于失重狀態(tài)，人的加速度方向向下，從b到c過

程，某同學(xué)對傳感器的壓力大于重力，處于超重狀態(tài)，人的加速度方向向上，故A正確；

B．從d到e過程，人的重力一直保持不變，故B錯誤；

C．人下蹲動作分別有失重和超重兩個過程，先是加速下降失重，到達(dá)一個最大速度后再減速下降超重，對應(yīng)先失

重再超重，故C錯誤；

D．人下蹲動作分別有失重和超重兩個過程，先是加速下降失重，到達(dá)一個最大速度后再減速下降超重，對應(yīng)先失

重再超重，起立對應(yīng)先超重再失重，對應(yīng)圖象可知，6s內(nèi)該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動作，故D錯誤。

故選A。

23．（2023春·山西朔州·高一懷仁市第一中學(xué)校校聯(lián)考期中）搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運(yùn)載火

箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心按照預(yù)定時間精準(zhǔn)點(diǎn)火發(fā)射，載人飛船在發(fā)射升空、在軌運(yùn)行、返回著陸的過程中，飛船

中的宇航員會經(jīng)歷一系列超重和失重的過程，下列說法正確的是（）

A．飛船加速升空時，宇航員處于失重狀態(tài)

B．飛船在重力作用下加速返回地球時，宇航員處于超重狀態(tài)

C．飛船打開減速傘減速下降時，宇航員處于失重狀態(tài)

D．飛船在軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動時，宇航員處于失重狀態(tài)

【答案】D

【詳解】A．飛船加速升空時，宇航員具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故A錯誤；

B．飛船在重力作用下加速返回地球時，宇航員具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故B錯誤；

C．飛船打開減速傘減速下降時，宇航員具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故C錯誤；

D．飛船在軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動時，引力使宇航員具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，故D正確．

故選D。

24．（2023春·云南昆明·高一統(tǒng)考期末）人站在力傳感器上完成下蹲、起立動作。計(jì)算機(jī)采集到力傳感器的示數(shù)F隨

時間t變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)到c過程中人處于超重狀態(tài)

B．c到d過程中人處于超重狀態(tài)

C．a(chǎn)到d為“下蹲—起立”過程

D．a(chǎn)到d為“起立—下蹲”過程

【答案】A

【詳解】A．根據(jù)圖像可知，人的重力（實(shí)重）為500N，在a到c過程中，力傳感器的示數(shù)大于500N，即視重大

于實(shí)重，人處于超重狀態(tài)，故A正確；

B．在c到d過程中，根據(jù)圖像可知，力傳感器的示數(shù)小于500N，即視重小于實(shí)重，人處于失重狀態(tài)，故B錯誤；

CD．人從蹲姿起立的過程中，先向上加速，再向上減速，所以起立的整個過程中先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀

態(tài)，因此可知a到d為“起立”過程，故CD錯誤。

故選A。

25．（2023·全國·高一隨堂練習(xí)）將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱子中，如圖所示，在箱子的上頂板

和下底板裝有壓力傳感器，箱子可以沿豎直軌道運(yùn)動。當(dāng)箱子以a2.0m/s2加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動時，上頂

板的壓力傳感器顯示的壓力N=7.2N，下底板的壓力傳感器顯示的壓力F=12.0N。（g取10m/s2）

（1）金屬塊的質(zhì)量m為多少?

（2）若上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下底板的壓力傳感器示數(shù)的一半，試判斷箱子的運(yùn)動情況。

（3）要使上頂板的壓力傳感器的示數(shù)為零，箱子沿豎直方向運(yùn)動的情況可能是怎樣的?

【答案】（1）0.6kg；（2）箱子做勻速直線運(yùn)動；（3）箱子向上加速或向下減速，加速度大小為10m/s2

【詳解】（1）由題意可知，金屬塊所受豎直向下的壓力值即為上底板壓力傳感器示數(shù)（設(shè)為F1），金屬塊所受豎直

2

向上的彈力值即為下底板壓力傳感器示數(shù)（設(shè)為F2）。當(dāng)a=2m/s（豎直向下）、F1=7.2N、F2=12N時，對金屬塊

有

F1+mg-F2=ma

代入數(shù)據(jù)解得

m=0.6kg

（2）若上底板壓力傳感器示數(shù)為下底板壓力傳感器示數(shù)的一半，因?yàn)閺椈尚巫兞繘]有改變，所以下底板壓力傳感

器示數(shù)不變，根據(jù)牛頓第二定律得

F1′+mg-F2=ma′

代入數(shù)據(jù)解得

a′=0

知箱子做勻速直線運(yùn)動；

（3）設(shè)上底板壓力傳感器示數(shù)恰好為零（即上底板與金屬塊接觸但不擠壓），此時下底板壓力傳感器示數(shù)仍然不變，

有

F2mgma

解得

a10m/s2

加速度的方向向上；故要使上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零，則箱子沿豎直軌道運(yùn)動向上加速或向下減速，加速度大

小為10m/s2。

26．（2023秋·全國·高一專題練習(xí)）一木箱靜止在地面上，木箱連同固定在箱子上的桿總質(zhì)量為M，有一質(zhì)量為m

的環(huán)套在桿上，給環(huán)一初速度，使其沿桿向上減速運(yùn)動，試求環(huán)向上運(yùn)動的加速度多大時，才使箱子對地面的壓力

為零？

Mmg

【答案】

m

【詳解】解法一：如圖所示，以小環(huán)為研究對象，設(shè)其與桿間作用力為f，加速度大小為a，則：

mg＋f＝ma

再對箱子分析受力列平衡方程：

FN＋f′＝Mg

f＝f′

令FN＝0，由以上各式解得

(Mm)g

a。

m

解法二：利用超重、失重法

小環(huán)有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，若失重部分恰等于整體重力，則箱子對地面壓力為零，則：

ma＝(M＋m)g，

得：

(Mm)g

a

m

四：高分突破精練

一、單選題

27．（2023·全國·高一）一位蹦床運(yùn)動員僅在豎直方向上運(yùn)動，蹦床對運(yùn)動員的彈力F隨時間t的變化規(guī)律通過傳感

器用計(jì)算機(jī)繪制出來如圖所示。設(shè)運(yùn)動過程中不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。則下列說法中正確的是（）

A．蹦床運(yùn)動員在t3.6s時離開蹦床

B．運(yùn)動員在空中運(yùn)動的時間為0.8s

C．t4.4s時運(yùn)動員處于超重狀態(tài)

D．t7s時運(yùn)動員處于完全失重狀態(tài)

【答案】D

【詳解】A.由圖知，運(yùn)動員所受的重力為500N，t3.6s到t4.2s，運(yùn)動員處在超重狀態(tài)，所以t3.6s在向下壓彈

床，故A錯誤；

B.由圖可知，運(yùn)動員離開蹦床后做豎直上拋運(yùn)動，離開蹦床的時刻為6.8s或9.4s，再下落到蹦床上的時刻為8.4s或

11s，時間間隔均為1.6s，故B錯誤；

C.t4.4s時，蹦床彈力小于運(yùn)動員的重力，運(yùn)動員處于失重狀態(tài)，故C錯誤；

D.t7s時，蹦床彈力為零，運(yùn)動員處于完全失重狀態(tài)，故D正確。

故選D。

28．（2023·全國·高一專題練習(xí)）下列關(guān)于超重和失重的說法正確的是（）

A．游泳高手可以靜躺在水面上，那時的人處于完全失重狀態(tài)

B．跳水運(yùn)動員在入水前處于失重狀態(tài)，入水后短時間內(nèi)處于超重狀態(tài)

C．飛船利用火箭發(fā)射后，上升過程中處于超重狀態(tài)，返回地面過程中處于失重狀態(tài)

D．給物塊一個初速度沿斜面上滑，上滑的過程中物塊處于超重狀態(tài)，到最高點(diǎn)后下滑，下滑的過程中物塊處

于失重狀態(tài)

【答案】B

【詳解】A．游泳高手可以靜躺在水面上時加速度為零，處于平衡狀態(tài)，故A錯誤；

B．跳水運(yùn)動員在入水前加速度向下，處于失重狀態(tài)，入水后短時間內(nèi)加速度向上，處于超重狀態(tài)，故B正確；

C．飛船利用火箭發(fā)射后，加速上升過程中處于超重狀態(tài)，減速上升過程中處于失重狀態(tài)，返回地面過程中加速下

降時處于失重狀態(tài)，減速下降時處于超重狀態(tài)，故C錯誤；

D．給物塊一個初速度沿斜面上滑，上滑的過程中物塊減速，有沿斜面向下的加速度，處于失重狀態(tài)，到最高點(diǎn)后

下滑，下滑的過程中物塊加速下滑，處于失重狀態(tài)，故D錯誤。

故選B。

29．（2022秋·江蘇南京·高一江蘇省溧水高級中學(xué)?？茧A段練習(xí)）近幾年，極限運(yùn)動越來越受到年輕人的喜歡，其

中“反向蹦極”是一項(xiàng)比蹦極更刺激的運(yùn)動。如圖所示，彈性輕繩的上端固定在O點(diǎn)，并與力傳感器相連，拉長后

將下端固定在體驗(yàn)者的身上，并與固定在地面上的扣環(huán)相連。穩(wěn)定時力傳感器示數(shù)為2100N，打開扣環(huán)，從A點(diǎn)

由靜止釋放，體驗(yàn)者（連同裝備）像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，經(jīng)B點(diǎn)上升到最高位置C點(diǎn)，在B點(diǎn)時速度最大。

人與裝備的總質(zhì)量為70kg（可視為質(zhì)點(diǎn)），不計(jì)空氣阻力，則下列說法不正確的是（）

A．在C點(diǎn)，人處于失重狀態(tài)

B．在B點(diǎn)，人所受合力為零

C．打開扣環(huán)瞬間，人的加速度大小為10m/s2

D．從A點(diǎn)到B點(diǎn)上升過程中，人的加速度不斷減小

【答案】C

【詳解】A．根據(jù)題意可知，B到C過程，體驗(yàn)者向上做減速運(yùn)動，在最高位置C點(diǎn)時，速度為零，加速度向下，

處于失重狀態(tài)，故A正確；

B．在B點(diǎn)時人的速度最大，加速度為零，此時人所受合力為零，故B正確；

C．傳感器示數(shù)為

T2100N

設(shè)此時彈性繩的彈力為F，由平衡條件得

FTmg

打開扣環(huán)瞬間，對人由牛頓第二定律得

Fmgma

代入數(shù)據(jù)解得

a30m/s2

故C錯誤；

D．人從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程，彈性繩的拉力大于人的重力，隨著人向上運(yùn)動，彈性繩的伸長量減小，彈性繩的彈力F

減小，人所受合力

F合Fmg

減小，加速度減小。故D正確。

本題選錯誤的，故選C。

30．（2023春·浙江杭州·高一校聯(lián)考期中）人站在力傳感器上完成下蹲和站起動作，傳感器記錄的力隨時間變化圖

像（Ft圖）如圖所示，則（）

A．下蹲過程中最大加速度為6m/s2B．人在下蹲過程中，力的示數(shù)先變大，后變小

C．人在站起過程中，先失重后超重D．人在8s內(nèi)完成了兩次下蹲和兩次站起動作

【答案】A

【詳解】A．由圖可知，傳感器的最小壓力約為200N，則根據(jù)牛頓第二定律得最大加速度為

GF500200

am/s26m/s2

m50

故A正確；

B．人在下蹲過程中，先加速下降再減速下降，所以力的示數(shù)先變小，后變大，故B錯誤；

C．人在站起過程中，先加速起立再減速起立，所以先超重后失重，故C錯誤；

D．人在下蹲過程中，力的示數(shù)先變小，后變大，人在站起過程中，力的示數(shù)先變大，后變小，所以動作人在8s內(nèi)

完成了一次下蹲和一次站起動作，故D錯誤。

故選A。

31．（2022秋·河南安陽·高一統(tǒng)考期末）體驗(yàn)式學(xué)習(xí)是一種很有效的學(xué)習(xí)方式。如圖所示，課堂上老師借助體重計(jì)

讓學(xué)生體驗(yàn)“超失重現(xiàn)象”，體驗(yàn)過程中，學(xué)生立于體重計(jì)上完成一次下蹲起立，則下列判斷中正確的是（）

A．學(xué)生下蹲的過程中，體重計(jì)的示數(shù)減小，小于其體重

B．學(xué)生起立的過程中，體重計(jì)的示數(shù)增大，大于其體重

C．學(xué)生下蹲的過程中，體重計(jì)的示數(shù)先減小后不變

D．學(xué)生起立的過程中，體重計(jì)的示數(shù)先大于其體重后小于其體重

【答案】D

【詳解】AC．學(xué)生下蹲的過程中，先向下加速后向下減速，加速度先向下后向上，先失重后超重，所以體重計(jì)的

示數(shù)先小于其體重后大于其體重即先變小后變大，故AC錯誤；

BD．學(xué)生起立的過程中，先向上加速后向上減速，加速度先向上后向下，先超重后失重，體重計(jì)的示數(shù)先大于其

體重后小于其體重，故B錯誤D正確。

故選D。

32．（2023秋·浙江寧波·高一寧波市北侖中學(xué)?？奸_學(xué)考試）圖甲是我國運(yùn)動員在倫敦奧運(yùn)會上蹦床比賽的一個情

景。設(shè)這位蹦床運(yùn)動員僅在豎直方向上運(yùn)動，運(yùn)動員的腳在接觸蹦床過程中，蹦床對運(yùn)動員的彈力F隨時間t的變

化規(guī)律，如圖乙所示。g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力，根據(jù)F—t圖像可知，以下說法錯誤的是（）

A．運(yùn)動員在4.8s~5.4s內(nèi)處于超重狀態(tài)

B．運(yùn)動員在11s~12s內(nèi)先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)

C．跳躍節(jié)奏穩(wěn)定后，處于完全失重狀態(tài)持續(xù)的最長時間為1.6s

D．運(yùn)動員重心離開蹦床上升的最大高度是12.8m

【答案】D

【詳解】A．由圖像可知，0~3.6s內(nèi)，彈力等于重力，運(yùn)動員在4.8s~5.4s內(nèi)，彈力大于重力，故運(yùn)動員處于超重

狀態(tài)，故A正確，不符合題意；

B．由圖乙可知，運(yùn)動員在11s~12s內(nèi)，運(yùn)動員受到的彈力先小于重力，再大于重力，然后再小于重力，故運(yùn)動員

先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)，故B正確，不符合題意；

C．由圖像可知運(yùn)動員離開蹦床后做豎直上拋運(yùn)動，離開蹦床的時刻為6.8s或9.4s，再下落到蹦床上的時刻為8.4s

或11s，它們的時間間隔均為1.6s，故處于完全失重狀態(tài)的最長時間為1.6s，故C正確，不符合題意；

D．由圖像可知，離開蹦床的最長時間為1.6s，由對稱性可知，上升時間為0.8s，則上升的最大高度為

22

1t11.6

Hg10m3.2m

2222

故D錯誤，符合題意。

故選D。

二、多選題

33．（2023秋·云南昆明·高一統(tǒng)考期末）在家上網(wǎng)課期間，張明同學(xué)利用力傳感器探究下蹲過程中的超重失重現(xiàn)象。

他站在壓力傳感器上，做下蹲動作的過程中傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖線如圖所示，已知該同學(xué)的體重為

500N，由圖線還可以得到的信息是（）

A．在0到t1時間內(nèi)他處于靜止?fàn)顟B(tài)

B．t2時刻他所受的重力最小

C．t4時刻他對傳感器的壓力最大

D．在t1到t2時間內(nèi)他處于失重狀態(tài)，在t2到t3時間內(nèi)他處于超重狀態(tài)

【答案】AC

【詳解】A．0到t1時間內(nèi)，張同學(xué)對傳感器的壓力一直等于自身的重力不變，說明張同學(xué)處于平衡狀態(tài)，結(jié)合題意

可以判斷出他處于靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確；

B．在整個過程中，變化的是張同學(xué)對傳感器的壓力，重力是不變的，故B錯誤；

C．從圖像上可以看出，t4時刻張同學(xué)對傳感器的壓力最大，故C正確；

D．t1到t3整個過程中，張同學(xué)對傳感器的壓力都是小于自身的重力，處于失重狀態(tài)，故D錯誤。

故選AC。

34．（2023秋·云南保山·高一統(tǒng)考期末）圖甲是某人站在接有傳感器的地板上做下蹲、起跳和回落動作的示意圖，

圖中的小黑點(diǎn)表示人的重心，圖乙是地板所受壓力隨時間變化的圖像，取重力加速度