人教版初升高物理暑假講練：超重和失重（原卷版+解析）

第17講：超重和失重

一：知識精講歸納

考點一、超重和失重

1.視重：體重計的丞數稱為視重，反映了人對體重計的壓力.

2.失重

（1）定義：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力M迂物體所受重力的現象.

（2）產生條件：物體具有豎直向下（選有“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（或對懸掛物的拉力）玨物體所受重力的現象.

（2）產生條件：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（或對懸掛物的拉力）等王雯的狀態.

（2）產生條件：a=g,方向豎直向下.

大重難點規律總結：

1.對視重的理解

當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上相對靜止時，彈簧測力計或臺秤的示數稱為“視重”，大小等于彈簧測

力計所受的拉力或臺秤所受的壓力.

當物體處于超重或失重狀態時，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

加速度運動情況受力圖

狀態直力的關系

靜止或勻速t尸

平衡a=0F=mg

直線運動1

豎直向.上由F—mgF

向上加速

超重或有豎直=ma得

或向下減速■1

向上分量F=m(g-\-a)>mg〃話

豎直向下由mg—FF

向下加速或11

失重或有豎直=ma得j!

向上減速1

向下分量F=m(g—a)<mg

自由落體

[

完全g

a=gF=0運動、拋

失重

體運動?/ng

二：考點題型歸納

題型一：超重和失重的概念

1.（2023春?浙江?高一校聯考期末）圖示為寧波方特游樂園中的一個游樂項目“大擺錘”，該項目會讓游客體會到超

重與失重帶來的刺激。以卜.關于該項目的說法正確的是（)

A.當擺錘擺動到最高點時，游客會體會到明顯的超重

B.當擺錘擺動到最低點時，游客會體會到明顯的失重

C.當擺錘擺動到最低點時，游客會體會到明顯的超重

D.當擺錘擺動到最低點時，游客可能會體會到完全失重

2.（2023春?廣東湛江?高一湛江二十一中校考期中）從飛機起飛后，攀升過程中，假設豎直方向向上先做加速運動

后做減速運動，該過程飛行員（）

A.一直處于失重狀態

B.先處于超重狀態，后處于失重狀態

C.先處于失重狀態，后處于超重狀態

3.（2023秋?云南麗江.高一統考期末）如圖所示姚明正在扣籃，其跳起過程可分為下蹲、蹬地、離地上升、下落四

個過程，忽略空氣阻力，下列關于蹬地和離地上升兩個過程的說法中正確的是（設蹬地的力為恒力）（）

A.前過程為超重，后過程為完全失重

B.兩過程中姚明都處在失重狀態

C.前過程為超重，后過程不超重也不失重

D.兩過程中姚明都處在超重狀態

題型二：電梯中的超失重問題分析

4.（2023春?廣東汕頭?高一統考期末）小杰利用手機phyphox,軟件繪制了電梯從一樓上升到七樓過程中的速度一

時間圖像，如圖甲所示，為簡化問題，將圖線簡化為圖乙，已知/=0時電梯處于靜止狀態，由圖乙可知（）

時間(s)

乙

A.在此過程中電梯上升的高度約為15m

B.28-30s內電梯處于超重狀態

C.10-11s內電梯的加速度大小約為0.56m/s2

D.10-30s內電梯的平均速度大小為0.75m/s

5.(2023春?陜西西安?高一校聯考期末)一個質量為50kg的同學站在電梯底板上，如圖所示的UT圖像是計算機顯

示的觀光電梯在某一段時間內速度變化的情況(豎直向上為正方向)。根據圖像提供的信息，可以判斷下列說法中

正確的(g=IOm/s?)()

A.在5?10s內，該同學對電梯底板的壓力等于480N

B.在0~5s內，電梯在加速上升，該同學處于失重狀態，對電梯底板的壓力等于480N

C.在l0~20s內，該同學所受的支持力為490N,該同學處于失重狀態

D.在20?25s內，電梯在加速下降，該同學處于超重狀態，對電梯底板的壓力等于510N

6.(2()23?全國?高一專題練習)目前大部分手機都內置了加速度傳感器，某同學在電梯內利用手機測量電梯運行時

的加速度，得到圖1所不的圖線，經計算機處理后將圖線簡化為圖2所不的圖像。已知該同學的質量為60kg,

，=0時電梯處于靜止狀態，規定豎直向上為正方向，則下列說法正面的是(g=10m/s2)()

0.005.0010.015.020.0-0.5

時間(s)

圖1圖2

A.，=16s時電梯開始向下運動

B.4~9s內該同學先處于超重狀態，后處于失重狀態

C.整個過程中，電梯的最大速度大小約為2.5m/s

D.整個過程中，該同學受到的最大支持力為630N

題型三：完全失重問題

7.（2023?全國?高一專題練習）蹦極是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空〃點自由下落，圖中。點

是彈性繩的原長位置，。是人所到達的最低點，。是人靜止懸吊時的位置，人在從〃點下落到最低點c點的過程中,

下列說法錯誤的是（）

?h

\c

A.在p”段做自由落體運動，處于完全失重狀態

B.在"段繩的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后減小，加速度先減小后增大

C.在8點速度最大，加速度為零

D.在c點，速度為零，處于平衡狀態

8.（2023?全國?高一假期作業）2021年9月17日，搭載著3名英雄航天員的神舟十二號載人飛船返回艙成功著陸于

東風著陸場，標志著神舟十二號返回任務取得圓滿成功，航天員在火箭發射與飛船回收的過程中均要經受超重與失

重的考驗，下列說法正確的是（）

A.火箭加速上升時，航天員處于超重狀態

B.火箭加速上升時，航天員對座椅的壓力小于自身重力

C.在飛船繞地球運行時，航天員處于完全失重狀態，則航天員的重力消失了

D.飛船落地前減速下落時，航天員處于失重狀態

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

以簡化為：脫離環繞器后分別經歷氣動減速、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，經過對著陸點的探測，最后勻速平穩著陸。若著陸全程可視為豎直方向的運動，則卜.列說法正確的是（）

A.隨環繞靜繞火星運行階段，著陸器處于超重狀態

B.減速下降階段，著陸器處于完全失重狀態

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

題型四：與F-t圖像問題

10.（2023?全國?高一專題練習）圖甲是萊蕪一中尚清華同學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。點表示他的重心。圖乙是傳感器所受壓力隨時間變化的圖像，圖像上〃、％兩點的縱坐標分別為900N和

300N,重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力。根據圖像分析可知（）

A.尚清華的重力可由〃點讀出，為300N

B.尚清華在b到c的過程中先處于超重狀態再處于失重狀態

C.尚清華在雙腳與板不接觸的過程中處于完全失重狀態

D.尚清華在b點對應時刻的加速度大于在c點對應時刻的加速度

11.（2023?全國?高一假期作業）某實驗小組利用DIS系統觀察超重和失重現象。他們在學校電梯房內做實驗，在電

梯天花板上固定一個力傳感器，測量掛鉤向下，并在掛鉤上懸掛一個重為10N的鉤碼，在電梯運定過程中，計算機

顯示屏上顯示出如圖所示圖象，以下根據圖象分析所得結論錯誤的是（）

A.該圖象顯示出了力傳感器對鉤碼的拉力大小隨時間的變化情況

B.從時刻〃到/2,鉤碼處于失重狀態，從時刻/3到4鉤碼處于超重狀態

C.電梯可能先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后靜止

D.電梯可能先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后靜止

12.（2016春?青海海東?高一平安一中階段練習）某實驗小組利用DIS系統在電梯內研究超重和失重現象，他們在

電梯地板上放置一個壓力傳感器，在傳感器上放一個質量為2kg的布娃娃，如圖甲所示，實驗中計算機顯示出傳感

器所受壓力大小隨時間變化的關系如圖乙所示，則（g=10m/s2）（）

甲乙

A.從4到，2，布娃娃處于失重狀態

B.從G到，4,布娃娃處于超重狀態

C.電梯可能先停在高樓層，經加速向下，勻速向下、減速向下過程，最后停在底樓層

D.電梯可能先停在底樓層，經加速向上，勻速向上，減速向上過程，最后停在高樓層

題型五：超重、失重的有關計算

13.（2023?全國?高一專題練習）小紅和小明用體重計研究人在觀光升降電梯中的超重和失重現象。在升降電梯內的

地板上放一-體重計，電梯靜止時小紅站在體重計上。在升降電梯運動過程中，小明觀察到體重計的示數/隨時間，變

化的圖像如圖所示。已知升降電梯從7=0時經歷了三個階段：由靜止開始勻加速運動、勻速運動利勻減速運動，在

2

f=13s時停止，^=10m/so下列說法正確的是（）

-F/N

550-

500h

021213t/s

A.小紅在0?2s內重力增加了，小紅處于超重狀態

B.升降電梯在小明觀察的這段時間內向下運動

C.小紅在2~12s內勻速運動的速度為2m/s

D.小紅在0~13s內位移為22m

14.（2023秋?山東淄博?高一?？计谀ㄕn本題）一種巨型娛樂器械可以使人體驗超重和失重狀態。一個可乘坐二

十多個人的環形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落卜二落到一定位置時，制

動系統啟動，到地面時剛好停下。已知座艙開始下落時的高度為76m,當落到離地面28m的位置時開始制動，座艙

做勻減速運動。若座艙中某人的質量為50kg的人，當座艙落到離地面50m的位置時，人對座艙的壓力是多少？當

座艙落到離地面15m的位置時,人對座艙的壓力是多少？

15.（2022秋?天津?高一統考期末）一種巨型娛樂器械可以使人體驗超重和失重。一個可乘十多個人的環形座艙套裝

在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下。落到一定位置時，制動系統啟動，到地面時剛

好停下3已知座艙開始下落時的高度為75m,當落到離地面30m的位置時開始制動，座艙勻減速下落。若座艙中某

人用手托著重50N的鉛球。忽略摩擦和空氣阻力，g=10m/s2。求：

（1）座艙下落的最大速度；

（2）當座艙下落35m的位置時，手對鉛球的托力多大；

（3）當座艙落到離地面15m的位置時，手要用多大的力才能托住鉛球。

三：課堂過關精練

一、單選題

16.（2023春?北京平谷?高一統考期末）很多智能手機都有加速度傳感器，能通過圖像顯示加速度情況。用手掌托著

手機，打開加速度傳感器，手掌從靜止開始迅速上下運動，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.在乙~4時間內手機處于超重狀態，在，2時間內手機處于失重狀態

B.手機在4時刻運動到最高點

C.手機在G時刻改變運動方向

D.手機可能離開過手掌

17.（2023春?湖南懷化?高一統考期末）小華同學家住某高層住宅小區AOO1棟24樓，清晨小華上學乘電梯從24樓

到1樓的—圖像如圖，根據圖像結合所學物理知識判斷下列說法不正確的是（）

A.O~4s內電梯做勻加速直線運動，加速度為Im/s?

B.4?16s內電梯做勻速直線運動，速度保持4m/s不變

C.16~24s內，電梯做勻減速直線運動，處于失重狀態

D.0?24s內，此人經過的位移為72m

18.（2023秋?高一課時練習）一名質量為60kg的工人，站在豎直向上運動著的升降機底板上。他看到升降機上掛

著一個重物的彈簧測力計的示數為40N,已知該重物的質量為5kg。彈簧測力計的質量忽略不計c（g取lOm/s?）

（1）先根據受力情況判斷重物的加速度的方向，并指出重物是處于超重狀態還是失重狀態。，再求出重物的加速度

的大小。

（2）這時該工人對升降機底板的壓力是多大？

（3）如果懸掛測力計的懸線突然從八點斷開，則此時重物的加速度有何變化？

19.（2023秋?高一課時練習）太空探索已成為眾多青年才俊的志向，很多年輕人都立志做一名遨游太空的宇航員。

但要成為一名宇航員，需具備一定的耐受力能力。在飛船加速過程中，宇航員處于超重狀態。人們把這種狀態下宇

航員對座椅的壓力網與靜止在地球表面時所受重力，咫的比值，稱為耐受力值，用々表示。在選拔宇航員時，要求

其耐受力值為4WK12。若某次宇宙飛船執行任務過程中，在飛船起飛階段宇航員的耐受力值為=4.2,而重返大氣層

階段飛船以。2=5.2m/s2的加速度豎直向下減速運動。設宇航員質量”i=75kg,求：（g取lOm/s?）

（1）飛船起飛階段加速度內的大?。?/p>

（2）返回大氣層時宇航員的耐受力值公。

四：高分突破精練

一、單選題

20.（2023?全國?高一專題練習）在升降機里，一個小球系于彈簧下端，如圖所示，升降機靜止時，彈簧伸長4cm,

升降機運動時，彈簧伸長2cm,則升降機運動情況是（）

A.以Im/s2的加速度加速下降

B.以4.9m/s2的加速度減速上升

C.以Im/s?的加速度加速上升

D.以4.9m/s2的加速度減速下降

21.（2023春?廣東揭陽?高一統考期末）我國建設的落塔及塔內的落倉如圖所示。某次實驗時，后0時刻落倉由靜止

開始自由下落，r=2s時開始減速，u4s時落倉速度變為0。已知2~4s內落倉做勻變速直線運動，忽略空氣阻力，下

列說法正確的是（）

落塔落倉

A.0~2s內落倉內的物體不受重力的作用

B.0?2s內落倉內的物體處于完全失重狀態

C.與0~2s內相比,2~4s內落倉下落的位移更小

D.曰.5s和/=2.5s兩時刻落倉的加速度相同

22.（2023春?甘肅?高一校聯考期末）如圖所示，某同學站在正在運行的電梯中的體重秤上稱體重，發現體重明顯大

于在靜止地面上稱得的體重，則（）

A.電梯一定在加速上升

B.電梯有可能在加速卜降

C.該同學受到的合力方向一定豎直向上

D.體重秤對該同學的支持力大于該同學對體重秤的壓力

23.（2023春?山西?高一統考期末）蹦床運動是一種集競技、健身、觀皓和娛樂于一體的綜合性運匆。某同學在練習

蹦床運動時在彈性網k安裝壓力傳感器，利用壓力傳感器記錄了他運動過程中所受蹦床彈力/隨時間，的變化圖像,

如圖所示。不計空氣阻力，取重力加速度人小g=10m/s20下列說法正確的是（）

A.該同學在1.5s前處于靜止狀態，可推算出其質量為50kg

B.該同學在6.6s~7.4s內先處于失重狀態，后一直處于超重狀態

C.該同學在0?7.4s內的最大加速度為10m/s2

D.該同學在0~7.4s內離開蹦床上升的最大高度為5m

24.（2D23?全國?高一專題練習）港珠澳大橋工程的技術及設備規模創造了多項世界紀錄，被譽為“超級大國的超級

工程建造大橋過程中最困難的莫過于沉管隧道的沉放和精確安裝，每節沉管隧道質量約8萬噸，超過了一臺中

型航母的質量。若將該沉管在向下沉放過程中看成是減速運動，關于此過程，下列說法正確的是（）

A.沉管所受的合外力為（）

B.沉管所受合外力不為0,且方向向下

C.該沉管處于超重狀態

D.該沉管處于失重狀態

25.（2023春?湖南?高一校聯考期中）蹦極是一項極限運動，在做好充足防護的情況下，人們可以感受完全失重的刺

激。蹦極所用繩索的彈力大小遵循胡克定律，人下降過程中的加速度隨位置變化的圖像如圖所示，圖中

天一司二七一工2,已知蹦極者的質量為，力重力加速度為R（忽略空氣阻力以及繩索的重力），下列說法正確的是（）

A.從4到士，人處于失重狀態B.從4到不,大處于超重狀態

C.下降到巧時，人受到的拉力等于"田D.下降到七時，人受到的拉力大于2〃?g

26.（2023春?浙江杭州?高一校聯考期中）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

（尸T圖）如圖所示，則（）

A.下蹲過程中最大加速度為6m9R.人在下蹲過程中，力的示數先變大，后變小

C.人在站起過程中，先失重后超重D.人在8s內完成了兩次下蹲和兩次站起動作

27.（2023春?湖南常德?高一漢壽縣第一中學?？茧A段練習）2022年8月20日，重慶山火肆虐，面對自然災害，人

們并沒有選擇躺平。由摩托大軍、志愿者團隊、專業的消防人員與消防直升機組成的滅火軍團，并肩作戰，最終及

時將山火撲滅。下圖是消防直升機攜帶盛滿水的吊桶，懸停在空中籽水潑灑在火源上進行滅火的瞬間。下列有關說

法正確的是（）

A.繩子對吊桶的拉力和吊桶對繩子的拉力是一對作用力和反作用力

B.繩子為j吊桶的拉力和吊桶的重力是一對平衡力

C.灑水過程中直升機處于失重狀態

D.灑出的水在空中做自由落體運動

二、多選題

28.（2023春?浙江臺州?高一浙江省臨每市大田中學?？茧A段練習）“蹦極”是一項非常刺激的體育運動，某人身系彈

性繩自高空中尸點由靜止開始下落，如圖所示，。點是彈性繩的原長位置，c點是人所能到達的最低位置，〃點是人

靜止懸掛時的平衡位置，則在人從戶點下落到c點的過程中，不計空氣阻力。（）

p

?b

A.在叔段，人做自由落體運動，處于完全失重狀態

B.在岫段，人的速度越米越小，人處于失重狀態

C.在反段，人的加速度越來越大，人處于超重狀態

D.在。點，人的速度為零，加速度也為零

29.（2023春?陜西安康?高一統考期末）2023年“五一”假期，張家界大山夾谷景區準備精彩紛呈的主題活動和項目，

玻璃橋處的蹦極吸引眾多游客體驗。“蹦極”是一項非常刺激的體育運動。游客身系彈性繩自高空戶點自由下落，圖

中〃點是彈性繩的原長位置，。是游客所到達的最低點，〃是游客靜止地懸吊著時的平衡位置，不評空氣阻力，游客

在從P點落下到最低點c的過程中（）

A.游客在4段做自由落體運動，處于完全失重狀態

B.在人點，游客的速度最大，其加速度為零

C.在從段繩的拉力大于人的重力，游客處于超重狀態

D.在c點，游客的速度為零，其加速度為零

30.（2023春?云南大理?高一統考期末）質量為〃?的人站在電梯內，電梯從1樓上升到40樓，此過程中電梯速度u

隨時間，變化的圖像如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的是（）

AV

。八23

A.o~6時間內電梯對人的支持刀大于〃zgB.時間內人處于超重狀態

C.時間內人處于超重狀態D.時間內電梯對人的支持力不斷增大

31.（2023春?廣東汕頭?高一統考期末）原地縱跳摸高是籃球運動員訓練彈跳力的必備項目。如圖所示，運動員小王

從直立狀態開始屈腿下蹲，使重心下移，調整好姿勢后，由靜止開始發力，蹬地起跳后離開地面，豎直向上運動直

到最高點，空氣阻力忽略不計，對以上運動過程分析正確的是（）

A.蹬地起跳時，地面受到的壓力和小王受到的支持力大小相等

B.蹬地起跳時，小王對地面的壓力大于他的重力

C.屈腿下蹲過程，小王受到的重力和支持力是一對平衡力

D.到達最高點時，小王受力平衡

32.（2023春?湖南常德?高一統考期末）如圖所示，某高中生在自家小區住宅樓的一客梯內研究超重和失重現象，將

質量為1kg的物體懸掛在彈簧測力計上，觀察到測力計示數穩定為I2N,則該客梯當前狀態及運行情況是（）

A.該客梯處于失重狀態

B.該客梯處于超重狀態

C.該客梯可能向下做勻減速直線運動

D.該客梯可能向卜.做勻加速直線運動

33.（2023春?黑龍江哈爾濱?高一?？计谥校┠橙顺穗娞輳?4樓到1樓的—圖像如圖，下列說法正確的是（）

A.O~4s內物體做勻加速直線運動，加速度為Im/s?

B.4?16s內物體做勻速直線運動，速度保持4m/s不變

C.16~24s內，物體做勻減速直線運動，處于失重狀態

D.0~24s內，此人經過的位移為72m

34.（2023秋?高一?？颊nM練習）神舟飛船返回時，3噸重的返回艙下降到距地面10km時，下降速度為200m/s。

再減速就靠降落傘了，先是拉出減速傘，16s后返回艙的速度減至80m/s,此時減速傘與返回艙分離。然后拉出主

傘，主傘張開后使返回艙的下降速度減至lOm/s,此時匕船距地面高度為1m,接著艙內4臺緩沖發動機同時點火,

給飛船一個向上的反沖力，使飛船的落地速度減為零。將上述各過程視為勻變速直線運動，g=10向s2?根據以上材料

可得（）

神身飛船返回圖

A.減速傘工作期間返回艙處于失重狀態

B.主傘工作期間返I司艙處于失重狀態

C.減速傘工作期間返回艙的平均加速度大小為7.5m/s2

D.每臺緩沖發動機的反沖推力約為返回艙重力的1.5倍

35.（2023?全國?高一專題練習）我國選手朱雪瑩在2020年蹦床世界杯系列賽巴庫站女子網上個人決賽中英勇奪冠。

若將彈簧床等效為豎直輕彈簧，一運動員在一次蹦床過程中從最低點由靜止豎直向上運動的過程中（彈簧始終在彈

性限度內）,其速度-時間圖像如圖所示,其中。而c段為曲線,直線片與曲線相切于c點，血部分關于E=0.3s對

稱。已知該運動員的質量為45kg,等效彈簧的勁度系數為1.2x10、N，m,取g=10m/$2,不計空氣阻力，則（)

A.f=O3s時彈簧處于原長狀態

B.1=08s時運動員到達最高處

C."0.1s時彈簧的壓縮長度為75cm

D.0~0.3s內運動員處于失重狀態

三、解答題

36.（2023秋?新疆烏魯木齊?高一烏魯木齊市第四中學校考期末）如圖所示，一個質量M=50kg的人站在升降機的地

板上，升降機的頂部懸掛了一只彈簧測力計，測力計下掛著一個質量加=5kg的物體A當升降機向上運動時，他看

到彈簧則力計的示數為35N,g=10m/s2。求：

（1）升降機的加速度；

（2）此時人對地板的壓力。

Ir

37.（2023秋?上海浦東新?高一上海市川沙中學校考期末）2020年1月24日4時30分，我國在中國文昌航天發射

場，用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，順利將探測器送入預定軌道。如圖所示為長征五

號系列運載火箭，其箭體長度56.97米，火箭起飛質量為860噸，初始的推力是10524千牛（忽略空氣阻力）。求:

（1）火箭豎直向上起動時的加速度為多少？這一過程中，火箭處于超重還是失重狀態？

（2）觀察到火箭飛離發射塔用時8秒鐘，估算發射塔的高度。

（3）隨著火上升過程中燃料的消耗，火箭的質量減小，假設其推力大小不變，則其加速度大小將如何變化？

將逐漸增大，則火箭做加速度增大的變加速直線運動。

38.（2022.全國?高一假期作業）某同學用一手機傳感器軟件探究電梯上升過程中的超失重現象（如圖甲所示），該

軟件可以實時測量手機運動時的加速度。現該同學攜帶該手機進入電梯，先運行手機加速度傳感器軟件采集數據，

之后按卜.按鈕電梯上升，傳感器上顯示電梯上升過程中，加速度。隨時間，變化的情況如圖乙所示，重力加速度

g=10m/s2o

（1）若該同學的體重為50kg,求上升階段他對電梯的最大壓力為多少:

（2）根據圖乙中數據，試估算電梯一共上升的距離為多少。

39.（2022秋?上海崇明高一校考期末）電梯的廂壁上懸掛一個彈簧刪力計，如圖所示，彈簧測力計下懸掛0.5kg的

重物。當電梯由靜止起向上做勻加速直線運動時，發現電梯在2s內上升了2層樓（每層高3m）,求：

（1）這時彈簧測力計的示數應為多大？

（2）若某時刻發現測力計的示數為3N,通過計算說明此時電梯以多大的加速度向上做怎樣的運動?

40.（2022秋.廣東汕頭.高一統考期末）神舟十三號在2021年10月16日。時23分成功發射，宇航員將在太空中開

啟為期6個月的在軌駐留?；鸺诎l肘時向上的加速度很大，有一段時間的加速度a將達到3.5g。（=iOm/s2）

（1）火箭加速向上時，宇航員將承受超重考驗還是失重考驗？

（2）平時重力G=10N的體內臟器，在該過程中需要支持力尸多大？

（3）不久的將來，神舟十三號歸來。假設返回艙距地面一定高度時開始啟動降落傘裝置，在距地面高度/?=1.25m時,

速度為y=10m/s,返回艙的緩沖發動機開始向下噴氣，艙體再次減速。設最后減速過程中返回艙做勻減速直線運動,

并且到達地面時恰好速度為0,求最后減速階段中質量/〃=60kg的宇航員對座椅的壓力為多大？

第17講：超重和失重

一：知識精講歸納

考點一、超重和失重

1.視重：體重計的丞數稱為視重，反映了人對體重計的壓力.

2.失重

（1）定義：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）4立物體所受重力的現象.

（2）產生條件：物體具的豎直向卜.（選有“豎直向上”或“豎直向卜”）的加速度.

3.超重

（1）定義：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大王物體所受重力的現象.

（2）產生條件：物體具有豎直向體選有“豎直向上”或“豎直向下”）的加速度.

4.完全失重

⑴定義：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）等于零的狀態.

（2）產生條件：a=g,方向豎直向下.

大重難點規律總結：

1.對祝重的理解

當物體掛在彈簧測力計卜或放在水平臺秤上相對靜止時，彈簧測力計或臺秤的示數稱為“視重”，大小等于彈簧測

力計所受的拉力或臺秤所受的壓力.

當物體處于超重或失重狀態時，物體的重力并未變化，只是視重變廣.

2.超重、失重的比較

特征視重（用與

加速度運動情況受力圖

狀態重力的關系

靜止或勻

平衡4=0F=mg速LI

直線運動lag

豎直向上由F一〃ig向上加速r

超重或有豎直=ma得或向下減■\

向上分量產=〃?(g+4)>〃?g速'/ng

豎直向下由mg—F向下加速J

11

失重或有豎直=ma得或中

向下分量F=m(g-a)<mg向上減速

自由落體

完全g

a=RF=0運動、拋

失重

甲?mg

體運動

二：考點題型歸納

題型一：超重和失重的概念

I.（2023春?浙江?高一校聯考期末）圖示為寧波方特游樂園中的一個游樂項目“大擺錘”，該項目會讓游客體會到超

重與失重帶來的刺激。以下關于該項目的說法正確的是（）

A.當擺錘擺動到最高點時，游客會體會到明顯的超重

B.當擺錘擺動到最低點時，游客會體會到明顯的失重

C.當擺錘擺動到最低點時，游客會體會到明顯的超重

D.當擺錘擺動到最低點時，游客可能會體會到完全失重

【答案】C

【詳解】當擺錘由最高點向最低點擺動時，先具有向卜.的加速度分量，后有向上的加速度分量，即游客先體會到失

重后體會到超重。當擺錘擺動到最低點時，具有方向向上的最大加速度，此時游客體會到明顯的超重。

故選C。

2.（2023春?廣東湛江?高一湛江二十一中校考期中）從飛機起飛后，攀升過程中，假設豎直方向向上先做加速運動

后做減速運動，該過程飛行員（）

A.一直處于失重狀態

B.先處于超重狀態，后處于失重狀態

C.先處于失重狀態，后處于超重狀態

【答案】B

【詳解】由題知，飛機攀升過程中，假設豎直方向向上先做加速運動后做減速運動，K機向上加速的過程中加速度

的方向向上，處于超重狀態；飛機向上減速的過程中加速度的方向問下，處于失重狀態。

故選B.

3.（2023秋?云南麗江?高一統考期末）如圖所示姚明正在扣籃，其跳起過程可分為卜.蹲、蹬地、離地上升、下落四

個過程，忽略空氣阻力，下列關于蹬地和離地上升兩個過程的說法中正確的是（設蹬地的力為恒力）（）

A.前過程為超重，后過程為完全失重

B.兩過程中姚明都處在失重狀態

C.前過程為超重，后過程不超重也不失重

D.兩過程中姚明都處在超重狀態

【答案】A

【詳解】蹬地過程為加速上升，加速度向上，屬于超重；離地上升為減速上升，加速度向卜等于重力加速度，屬于

完全失重。

故選A,

題型二：電梯中的超失重問題分析

4.（2023春?廣東汕頭?高一統考期末）小杰利用手機phyphox,軟件繪制了電梯從一樓上升到七樓過程中的速度-

時間圖像，如圖甲所示，為簡化問題，將圖線簡化為圖乙，已知/=0時電梯處于靜止狀態，由圖乙可知（）

時間（s）

乙

A.在此過程中電梯上升的高度約為15m

B.28-30s內電梯處于超重狀態

C.10-lls內電梯的加速度大小約為0.56m/J

D.10-30s內電梯的平均速度大小為0.75m/s

【答案】C

【詳解】A.在此過程中電梯上升的高度約為

力=gx1x(27.5-11.8+30.0-10.Olm=17.85m

選項A錯誤；

B.28-3OS內電梯減速上升，加速度向下，處于失重狀態，選項B錯誤;

C.10-lls內電梯的加速度大小約為

a--=——in/s2h0.56m/s2

Ar1.8

選項C正確；

D.10-30s內電梯的平均速度大小為

v=—=m/s=o.89m/s

t20

選項D錯誤。

故選C.

5.（2023春.陜西西安?高一校聯考期末）一個質量為50kg的同學站在電梯底板上，加圖所示的UT圖像是計算機顯

示的觀光電梯在某一段時間內速度變化的情況（豎直向上為正方向）。根據圖像提供的信息，可以判斷下列說法中

正確的（g=10m/s2）（）

A.在5~10s內，該同學對電梯底板的壓力等于480N

B.在0~5s內，電梯在加速上升，該同學處于失重狀態，對電梯底板的壓力等于480N

C.在10~20s內，該同學所受的支持力為490N,該同學處于失重狀態

D.在20~25s內，電梯在加速下降，該同學處于超重狀態，對電梯底板的壓力等于510N

【答案】C

【詳解】A.由UT圖像可知，在5Tos內，電梯做勻速運動，處于平衡狀態，可知該同學對電梯底板的壓力為

N=，〃g=500N

故A錯誤；

B.在0?5s內，電梯在加速上升，加速度方向向上，該同學處于超重狀態，對電梯底板的壓力大于500N,故B錯

誤；

C.在10~20s內，電梯在減速上升，加速度方向向下，該同學處于失重狀態，根據UT圖像可知，加速度大小為

2,

a=——m/s2=0.2m/s?

10

根據牛頓第二定律可得

mg-N=ma

解得該同學所受的支持力為

N=490N

故C正確；

D.在20~25s內，電梯在加速下降，加速度方向向下，該同學處于失重狀態，對電梯底板的壓力小于500N,故D

錯誤。

故選c。

6.(2023?全國?高一專題練習)目前人部分手機都內置了加速度傳感器，某向學在電悌內利用手機測量電悌運行時

的加速度，得到圖1所示的圖線，經計算機處理后將圖線簡化為圖2所示的。一圖像。已知該同學的質量為60kg,

/=0時電梯處于靜止狀態，規定豎直向上為正方向，則下列說法正詢的是(g=l()m/s2)()

時間(s)

圖1圖2

A.I=16s時電梯開始向下運動

B.4~9s內該同學先處于超重狀態，后處于失重狀態

C.整個過程中，電梯的最大速度大小約為2.5m/s

D.整個過程中，該同學受到的最大支持力為630N

【答案】D

【詳解】A.依題意，結合4T圖像可知，電梯先向上加速，然后勻速，接著再減速，在/=16s時電梯的加速度方

向開始豎直向下，所以可知電梯在￡=16s時開始減速向上運動，故A錯誤；

B.該同學的加速度與電梯加速度相同，在4~9s內，電梯的加速度方向一直豎直向上，所以該同學一直處于超重狀

態，故B錯誤；

C.根據。-圖像圍成的面積表示速度的改變量，由圖像可知(大于半格的算一格，不足半格的舍去)，整個過程中,

電梯在r=9s時達到最大速度，可得最大速度大小約為

vm?17x0.1xlin/s=1.7rn/s

故C錯誤；

D.由〃T圖像可知整個過程中，該同學豎直向上的最大加速度為Q5m/s2,根據牛頓第二定律可得

FN-mg=ma

其受到的最大支持力為

%=m(g+a)=60X(1()+0.5)N=630N

故D正確。

故選D,

題型三：完全失重問題

7.(2023?全國?高一專題練習)蹦極是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空〃點自由下落，圖中。點

是彈性繩的原長位置，C是人所到達的最低點，。是人靜止懸吊時的位置，人在從〃點下落到最低點，點的過程中,

A.在外段做自由落體運動，處于完全失重狀態

B.在亞段繩的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后減小，加速度先減小后增大

C.在b點速度最大，加速度為零

D.在。點，速度為零，處于平衡狀態

【答案】D

【詳解】A.〃點是彈性繩的原長位置，故。點之前人只受重力，人做自由落體運動，處于完全失重狀態，故A正

確，不符合題意；

B.在〃c段繩的拉力先小于人的重力后大于人的重力，由牛頓第二定律知加速度先減小后增大，物體先加速運動，

后減速運動，所以速度先增大后減小，故B正確，不符合題意；

C.b是人靜止懸吊時的位置，所以此點拉力等于重力，此位置加速度為零，速度最大，故C正確，不符合題意；

D.c是人所到達的最低點，故c點速度為零，但受到合力不為零，有向上的加速度，故D錯誤，符合題意。

故選D,

8.（2023?全國?高一假期作業）2021年9月17日，搭載著3名英雄航天員的神舟十二號載人飛船返回艙成功著陸于

東風著陸場，標志著神舟十二號返回任務取得圓滿成功，航天員在火箭發射與飛船回收的過程中均要經受超重與失

重的考驗，下列說法正確的是（）

A.火箭加速上升時，航天員處于超重狀態

B.火箭加速上升時，航天員對座椅的壓力小于自身重力

C.在飛船繞地球運行時，航天員處于完全失重狀態，則航天員的重力消失了

D.飛船落地前減速下落時，航天員處于失重狀態

【答案】A

【詳解】AB.火箭加速上升時，加速度方向向上，根據牛頓第二定律可知航天員受到的支持力大于自身的重力，

航天員處于超重狀態，對座椅的壓力人于自身重力，故A正確，B錯誤；

C.航天員處于完全失重狀態時，仍然受重力，故C錯誤；

D.飛船落地前減速下落時，加速度方向向上，根據牛頓第二定律可知航天員受到的支持力大于自身的重力，航天

員處于超重狀態，故D錯誤。

故選A,

9.（2022秋.安徽蕪湖.高一統考期末）2021年5月15日，我國天間一號著陸器成功著陸火星表面，其運動過程可

以簡化為：脫離環繞器后分別經歷氣動減速、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，經過對著陸點的探測，最后勻速平穩著陸。若著陸全程可視為豎直方向的運動，則下列說法正確的是（）

A.隨環繞器繞火星運行階段，著陸器處于超重狀態

B.減速下降階段，著陸器處于完全失重狀態

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

【答案】D

【詳解】A.隨環繞器繞火星運行階段，著陸器處于失重狀態，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，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，故C錯誤；

D.勻速下降階段，著陸器受力平衡，處于平衡狀態，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）圖甲是萊蕪一中尚清華同學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。點表示他的重心。圖乙是傳感器所受壓力隨時間變化的圖像，圖像上。、〃兩點的縱坐標分別為900N和

300N,重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力。根據圖像分析可知（）

甲乙

A.尚清華的重力可由8點讀出，為300N

B.尚清華在b到。的過程中先處于超重狀態再處于失重狀態

C.尚清華在雙腳與板不接觸的過程中處于完全失重狀態

D.尚清華在b點對應時刻的加速度大于在c點對應時刻的加速度

【答案】C

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

B.〃到。過程中，人對板的壓力先小于人的真實重力，后大于人的真實重力，則人先處于失重狀態言處于超重狀態，

選項B錯誤；

C.離開板后人只受重力的作用，處于完全失重狀態，選項C正確；

D.8點對應時刻彈力與重力的差值要小于c?點對應時刻彈力與重力的差值，則人在點對應時刻的加速度要小于在

。點對應時刻的加速度，選項D錯誤。

故選C。

11.（2023?全國?高一假期作業）某實驗小組利用DIS系統觀察超重和失重現象。他們在學校電梯房內做實驗，在電

梯天花板上固定一個力傳感器，測量掛鉤向下，并在掛鉤上懸掛一個重為1ON的鉤碼，在電梯運引過程中，計算機

顯示屏上顯示出如圖所示圖象，以下根據圖象分析所得結論錯誤的是（）

4F/N

06t26t4t/s

A.該圖象顯示出了力傳感器對鉤碼的拉力大小隨時間的變化情況

B.從時刻〃到Z2,鉤碼處于失重狀態，從時刻/3到小鉤碼處于超重狀態

C.電梯可能先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后靜止

D.電梯可能先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后靜止

【答案】D

【詳解】A.題圖中圖象顯示了力傳感器對鉤碼的拉力大小隨時間的變化情況。故A正確，不符合題意；

B.Of,鉤碼受力平衡；。72,拉力小于10N,鉤碼處于失重狀態；，2~仃，鉤碼受力平衡；門~5拉力大于10N,

鉤碼處于超重狀態。故B正確，不符合題意；

CD.由于不知道電梯運動方向，則電梯可能先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后靜止：電梯也可能先

勻速向上，接著減速向上，再靜止，然后加速向上，最后勻速。故C正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。

故選D,

12.（2016春?青海海東?高一平安一中階段練習）某實驗小組利用DIS系統在電梯內研究超重和失重現象，他們在

電梯地板上放置一個壓力傳感器，在傳感器上放一個質量為2kg的布娃娃，如圖甲所示，實驗中計算機顯示出傳感

器所受壓力大小隨時間變化的關系如圖乙所示，則（g=10m/s2）（）

A.從4到，2，布娃娃處于失重狀態

B.從G到，4,布娃娃處于超重狀態

C.電梯可能先停在高樓層，經加速向下，勻速向下、減速向下過程，最后停在底樓層

D.電梯可能先停在底樓層，經加速向上，勻速向上，減速向上過程，最后停在高樓層

【答案】D

【詳解】A.從時該。到f-物體受到的壓力大于重力時，物體處于超重狀態，加速度向上，故A錯誤;

B.從時刻G到口，物體受到的壓力小于重力，物塊處于失重狀態，加速度向下，故B錯誤；

C.如果電梯開始停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在低樓層，那么應該是壓力先等

于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力，故C錯誤；

D.如果電梯開始停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在高樓層，那么應該從圖象可以

得到，壓力先等于重力、再大于重力'然后等于重力、小于重力、最后等于重力，故D正確。

故選D,

題型五：超重、失重的有關計算

13.（2023?全國?高一專題練習）小紅和