超重与失重(高考题及答案详解)

超重和失重 例题解析★夯实根底1.关于超重和失重，如下说法中正确的答案是Ａ.超重就是物体受的重力增加了Ｂ.失重就是物体受的重力减小了Ｃ.完全失重就是物体一点重力都不受了Ｄ.不论超重或失重物体所受重力是不变的【答案】 D2.前苏联时期在空间建立了一座实验室，至今仍在地球上空运行.这座空间站中所有物体都处于完全失重状态，如此在其中可以完成如下哪个实验A.用天平称量物体的质量B.做托里拆利实验C.验证阿基米德定律D.用两个弹簧秤验证牛顿第三定律【答案】 D3.用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上.在如下四种情况中，绳的拉力最大的是A.电梯匀速上升B.电梯匀速下降C.电梯加速上升D.电梯加速下降【答案】 C4.升降机以0.2 m/s 2的加速度竖直加速上升，站在升降机里质量为60 kg 的人对升降机地板的压力为________N ；如果升降机以一样大小的加速度减速上升，人对地板的压力又为________N.〔g 取10 m/s 2)【解析】 升降机加速上升时，人受向上的支持力F 1和向下的重力mg ，根据牛顿第二定律知：F 1－mg ＝maF 1＝mg ＋ma ＝612 N升降机减速上升时，力的方向不变，同理：mg －F 2＝maF 2＝mg －ma ＝588 N故两种情况下的压力分别是612 N 、588 N.【答案】 612；5885.某人在地面上最多能举起60 kg 的重物，当此人站在以5 m/s 2的加速度加速上升的升降机中，最多能举起kg 的重物.(g 取10 m/s 2)【解析】 在地面上某人最多能举起60 kg 的重物，如此他的最大举力F ＝600 N ，在加速上升的升降机中，该力不变，设最多能举起质量为m 的物体，由牛顿第二定律得F －mg ＝maｍ＝510600+=+a g F kg ＝40 kg【答案】 406.如图3—7—4所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长 10 cm ，运动时弹簧伸长5 cm ，如此升降机的运动状态可能是图3—7—4Ａ.以a ＝1 m/s 2的加速度加速下降Ｂ.以a ＝1 m/s 2的加速度加速上升Ｃ.以a ＝4.９ m/s 2的加速度减速上升 Ｄ.以a ＝4.９ m/s 2的加速度加速下降【解析】 升降机运动时，弹簧伸长量变小，弹力减小，物体失重，具有向下的加速度.静止时F 1＝mg ，F 2＝21F 1＝21mg 运动时，mg －F 2＝ma ，所以a ＝g ／2＝4.９ m/s 2.【答案】 CD7.如图3—7—5所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体，受到一个伸长的弹簧的拉力作用，但仍能保持与升降机相对静止.现突然发现物体被弹簧拉动，如此可以判断升降机的运动状态可能是图3—7—5Ａ.加速上升 Ｂ.加速下降 Ｃ.减速上升Ｄ.减速下降【解析】 当物体匀速时，分析其受力如下列图，因为物体被弹簧拉动，所以弹簧的弹力F 大于物体所受的最大静摩擦力，说明最大静摩擦力减小了，可得F N 减小了.故升降机在竖直方向上具有了向下的加速度.【答案】 BC★提升能力8.在空中竖直向上发射一枚小火箭，其v —t 图象如图3—7—6所示，火箭内的水平支承面上放有质量为0.2 kg 的物体，如此物体对支承面的最大压力为N ，物体对支承面的最小压力为 N 〔g ＝10 m/s 2〕.图3—7—6【解析】 前5 ｓ火箭加速上升，物体对支承面的压力最大.由v —t 图象知，前5 s 火箭的加速度大小为a 1＝5100=∆t v m/s 2＝20 m/s 2 放在水平支承面上的物体受到重力mg 和支持力F N ，由牛顿第二定律得F N －mg ＝maF N ＝m 〔g ＋a 〕＝0.2×30 N ＝6 N由牛顿第三定律得，物体对支承面的压力大小为6 N.5 ｓ以后，火箭做竖直上抛运动，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，物体对支承面的压力为零.【答案】 6；09.升降机中斜面的倾角为θ，上面放着质量为m 的物体，如图3—7—7所示，当升降机以a 向上加速运动时，物体在斜面上保持静止.求物体所受斜面作用的摩擦力和支持力分别为多大？【解析】 由于物体随升降机加速上升，物体处于超重状态，相当于静止系统内物体重〔mg +ma 〕，所以F f =m (g +a )sin θF N =m (g +a )cos θ 【答案】 F f =m (g +a )sin θF N =m (g +a )cos θ10.质量为M 的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m 的重物从高处放下，如图3—7—8所示，假设重物以加速度a 下降〔a ＜g ＝,如此人对地面的压力为图3—7—8A.(M +m )g －maB.M (g －a )－maC.(M －m )g +maD.Mg －ma【解析】 对物体受力分析如图，由牛顿第二定律有G －T =ma ①对人受力有F N +T =Mg ②由①②得 F N =Mg －T =Mg +ma －mg =(M －m)g +ma同一根绳上拉力处处相等.【答案】 C11.用力F 提拉用细绳连在一起的A 、B 两物体，如图3—7—9以 4.9 m/s 2的加速度匀加速竖直上升，A 、B 的质量分别为1 kg 和2 kg ，绳子所能承受的最大拉力是35 N ，如此〔1〕力F 的大小是多少？〔2〕为使绳不被拉断，加速上升的最大加速度是多少？【解析】 以AB 整体为研究对象，应用牛顿第二定律，F －(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a 得：F =44.1 N;再以B 为研究对象，为使绳子不被拉断，AB 间的拉力最多能达到F 1=35 N ，如此物体的加速度为a =221m g m F -=7.7 m/s 2图3—7—9图3—7—7【答案】〔1〕44.1 N (2)7.7 m/s2。

人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习4.6超重和失重（解析版）一、选择题（本题共8小题，每小题6分，满分48分。

在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对的得3分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。

）1. 如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力),下列说法正确的是()A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力小于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力都等于A物体受到的重力【答案】A【解析】不计空气阻力,则A、B均处于完全失重状态,在上升和下降过程中,A对B的压力一定都为零,A正确。

2.原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上,如图所示,现发现A突然被弹簧拉向右方。

由此可判断,此时升降机的运动可能是()A.加速上升B.减速上升C.加速下降D.减速下降【答案】BC【解析】当升降机匀速运动时,地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡,且该静摩擦力小于或等于最大静摩擦力。

当升降机有向下的加速度时,必然会减小物体对地板的正压力,也就减小了最大静摩擦力,这时的最大静摩擦力小于升降机匀速运动时的静摩擦力,而弹簧的弹力又未改变,故只有在这种情况下A才可能被拉向右方。

四个选项中B、C两种情况升降机的加速度是向下的。

故选B、C。

3.高跷运动是一项新型运动,图甲为弹簧高跷。

当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后,人就向上弹起,进而带动高跷跳跃,如图乙。

则下列说法正确的是()A.弹簧压缩到最低点时,高跷对人的作用力大于人的重力B.弹簧压缩到最低点时,高跷对人的作用力等于人的重力C.弹簧压缩到最低点时,人处于超重状态D.弹簧压缩到最低点时,人处于失重状态【答案】AC【解析】弹簧压缩到最低点后,人向上弹起,加速度的方向向上,人处于超重状态,高跷对人的作用力大于人的重力,故A、C正确,B、D错误。

高一物理超重失重试题答案及解析1. 在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象？ ①荡秋千经过最低点的小孩 ②汽车过凸形桥 ③汽车过凹形桥④在绕地球作匀速圆周运动的飞船中的仪器 A ①② B ①③ C ①④ D ③④ 【答案】B【解析】：①荡秋千经过最低点的小球，此时有向上的加速度，处于超重状态． ②汽车过凸形桥最高点，加速度向下，处于失重状态；③汽车过凹形桥最低点，此时有向上的加速度，处于超重状态． ④在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器，处于完全失重状态。

故B 正确。

【考点】考查了超重和失重2. 如图所示，质量一定的汽车驶过圆弧形桥面顶点时未脱离桥面，关于汽车所处的运动状态以及对桥面的压力，以下说法正确的是 （ ）A ．汽车处于超重状态，它对桥面的压力大于汽车的重力B ．汽车处于超重状态，它对桥面的压力小于汽车的重力C ．汽车处于失重状态，它对桥面的压力大于汽车的重力D ．汽车处于失重状态，它对桥面的压力小于汽车的重力【答案】D【解析】试题解析：由于圆弧形桥面的圆心在下方，故汽车通过时的向心力竖直向下，设汽车受到的圆弧形桥面的支持力为F N ，则由牛顿第二定律可得：mg －F N =ma ，故F N =mg －ma ，根据力的相互性可知，汽车对桥面的压力小于汽车的重力，即汽车处于失重状态，故D 正确。

【考点】牛顿第二定律，圆周运动。

3. 王力乘坐电梯，突然感到背上的背包变轻了，电梯此时可能在 A ．匀速上升 B ．减速下降 C ．加速上升 D ．减速上升【答案】D【解析】背包变轻说明处于失重状态，当加速度向下时处于失重状态，即当物体加速下降或减速上升时，才处于失重状态，因此D 正确，ABC 错误。

【考点】超重与失重4. 2013年6月20日上午10时，中国首位“太空教师”王亚平在太空一号太空舱内做了如下两个实验：实验一，将两个细线悬挂的小球由静止释放，小球呈悬浮状。

实验二，拉紧细线给小球一个垂直于线的速度，小球以选点为圆做匀速圆周运动。

高三物理超重失重试题答案及解析1.太空授课中，王亚平成功地制成了晶莹剔透的大水球，并用注射器在水球中注入了红色的液体，最终看到了红色液体充满了整个水球。

有关这个现象，下列说法错误的是A．大水球处于完全失重状态B．大水球处于平衡状态C．大水球成球形是因为水的表面张力D．红色液体的扩散反映了液体分子的无规则运动【答案】B【解析】该大水球的重力完全充当向心力，处于完全失重状态，A正确B错误；表面张力是使表面收缩的力。

在没有外力作用下，球形的表面积最小，即表面收缩得最小，故液滴为球形，C正确；红色液体在水球中慢慢散开，这是一种扩散现象，说明分子在不停的做无规则运动，D正确；【考点】考查了完全失重，液体张力，分子扩散2.某同学站在装有力传感器的轻板上做下蹲-起立的动作。

.如图所示为记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为牛顿），横坐标为时间（单位为秒)。

由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，以下有关由图线还可以得到的信息，其中正确的是（）A．该同学做了两次下蹲-起立的动作B．该同学做了一次下蹲-起立的动作，且下蹲后约2s起立C．下蹲过程中人处于失重状态，起立过程中人处于超重状态D．下蹲过程中人所受重力先变小后变大【答案】B【解析】由图线可看出，该同学先失重后超重，再超重再失重的过程，即该同学先加速下蹲后减速下蹲，再加速起立，再减速起立，即该同学经历了一次下蹲-起立的动作，从图像看出下蹲后约2s起立，选项A 错误，B正确；下蹲和起立过程中都有超重和失重状态，选项C 错误；下蹲和起立过程中人所受重力保持不变，选项D错误。

【考点】超重和失重。

3.如图所示，假设地球是个半径为R的标准的球体，其表面的重力加速度为g，有一辆汽车沿过两极的圆周轨道沿地面匀速率行驶，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．重力和地面的支持力是一对平衡力B．汽车的机械能保持不变C．汽车在北极处于超重状态，在南极处于失重状态D．若汽车速率为，重力的作用效果是改变汽车的运动状态【答案】BD【解析】A、汽车在地球两极行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力．设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得：，得。

《超重和失重》一、计算题1.2003年，中国成为世界上第三个用飞船载人到太空的国家，并在2005年执行搭载两位宇航员的航天任务，图为飞船升空过程．在飞船加速过程中，宇航员处于超重状态．人们把这种状态下宇航员对座椅的压力与静止在地球表面时所受重力的比值，称为耐受力值，用k表示．在选拔宇航员时，要求其耐受力值为4≤k≤12.若某次宇宙飞船执行任务过程中，在飞船起飞阶段宇航员的耐受力值k1=4.2，而飞船重返大气层阶段飞船以a2=5.2m/s2的加速度竖直向下减速运动．设宇航员质量m= 75kg，求：(1)飞船起飞阶段加速度a1的大小；(2)返回大气层时宇航员的耐受力值k2．2.质量为50kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，求：(g取10m/s2)(1)当升降机以2m/s2的加速度匀加速下降时，通过计算分析人处于超重状态还是失重状态？(2)若该体重计能承受的最大压力为2000N，则升降机向上加速时的最大加速度多大？3.一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机底板上．他看到升降机上挂着一个带有重物的弹簧测力计，其示数为40N，如图所示，该重物的质量为5kg，这时人对升降机底板的压力是多大？(g取10m/s2)4.一个质量为70kg的人乘电梯竖直向上运行，如图为电梯的速度−时间图象。

(g取10m/s2)求：(1)电梯在0−6s内上升的高度。

(2)在0−2s，2s−5s，5s−6s三个阶段，人对电梯地板的压力分别为多大？5.一个质量是60kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m=5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40N，g取10m/s2，求：(1)此时升降机的加速度的大小；(2)此时人对地板的压力．6.在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系(N−t)图象，如图所示，则(1)电梯在哪段时间内加速上升，此过程中重物处于超重状态还是失重状态？为什么？(2)电梯的最大加速度是多大？(取g=10m/s2)7.如图所示，质量M=60kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计(图中简画为弹簧)，测力计下挂着一个质量m=1.0kg的物体A.在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为6.0N.取g=10m/s2。

超重和失重·典型例题解析【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24－1所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m ＝4kg 的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g 取10m/s 2)：(1)当弹簧秤的示数T 1＝40N ，且保持不变．(2)当弹簧秤的示数T 2＝32N ，且保持不变．(3)当弹簧秤的示数T 3＝44N ，且保持不变．解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg 和竖直向上的拉力T 的作用．规定竖直向上方向为正方向．(1)当T 1＝40N 时，根据牛顿第二定律有T 1－mg ＝ma 1，解得这时电梯的加速度＝－＝－×＝，由此可见，电梯处于a 404104m /s 012T mg m 1 静止或匀速直线运动状态．(2)当T 2＝32N 时，根据牛顿第二定律有T 2－mg ＝ma 2，解得这时电梯的加速度＝＝＝－．式中的负号表a 2m /s 22T mg m m s 2232404--/ 示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．(3)当T 3＝44N 时，根据牛顿第二定律有T 3－mg ＝ma 3，解得这时电梯的加速度＝＝－＝．为正值表示电梯a 44404m /s 1m /s a 3223T mg m 3- 的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降．点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态．【例2】举重运动员在地面上能举起120kg 的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg 的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s 2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g 取10m/s 2)解析：运动员在地面上能举起120kg 的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F ＝m 1g ＝120×10N ＝1200N ，在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度对于重物，－＝，所以＝＝－×＝；F m g m a a 120010010100m /s 2m /s 221122F m g m -22当升降机以2.5m/s 2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，m g F m a m 120010 2.5kg 160kg 3323－＝，得＝＝－＝．F g a -2 点拨：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量，它是由运动员本身的素质决定的，不随电梯运动状态的改变而改变．【例3】如图24－2所示，是电梯上升的v ～t 图线，若电梯的质量为100kg ，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s 之间、2～6s 之间、6～9s 之间分别为多大？(g 取10m/s 2)解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速，根据v －t 图线可以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解对电梯的受力情况分析如图24－2所示：(1)由v －t 图线可知，0～2s 内电梯的速度从0均匀增加到6m/s ，其加速度a 1＝(v t －v 0)/t ＝3m/s 2由牛顿第二定律可得F 1－mg ＝ma 1解得钢绳拉力F1＝m(g＋a1)＝1300 N(2)在2～6s内，电梯做匀速运动．F2＝mg＝1000N(3)在6～9s内，电梯作匀减速运动，v0＝6m/s，v t＝0，加速度a2＝(v t－v0)/t＝－2m/s2由牛顿第二定律可得F3－mg＝ma2，解得钢绳的拉力F3＝m(g＋a2)＝800N．点拨：本题是已知物体的运动情况求物体的受力情况，而电梯的运动情况则由图象给出．要学会从已知的v～t图线中找出有关的已知条件．【问题讨论】在0～2s内，电梯的速度在增大，电梯的加速度恒定，吊起电梯的钢绳拉力是变化的，还是恒定的？在2～6s内，电梯的速度始终为0～9s内的最大值，电梯的加速度却恒为零，吊起电梯的钢绳拉力又如何？在6～9s内，电梯的速度在不断减小，电梯的加速度又是恒定的，吊起电梯的钢绳拉力又如何？请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？【例4】如图24－3所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是[ ] A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用点拨：(1)当物体以加速度g向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其的作用力亦为零．(2)处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在．答案：D【例5】如图24－4所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m1＝m2＋m3，这时弹簧秤的读数为T．若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数T将[ ] A．增大B．减小C．不变D．无法判断点拨：(1)若仅需定性讨论弹簧秤读数T的变化情况，则当m2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，由于m1＋m2＞m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此T＜(m1＋m2＋m3)g．而m2移至m1上后，由于左边物体m1、m2加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力T0＜(m1＋m2)g；由于右边物体m3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力T0＞m3g．(2)若需定量计算弹簧秤的读数，则将m1、m2、m3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力T0，而弹簧秤读数T＝2T0，即可求解．答案：B跟踪反馈1．金属小筒的下部有一个小孔A，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中[ ]A ．水继续以相同的速度从小孔中喷出B ．水不再从小孔中喷出C ．水将以较小的速度从小孔中喷出D ．水将以更大的速度从小孔中喷出2．一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T ，有一个体重为G 的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下．若G ＞T ，要使下滑时绳子不断，则运动员应该[ ]A ．以较大的加速度加速下滑B ．以较大的速度匀速下滑C ．以较小的速度匀速下滑D ．以较小的加速度减速下滑3．在以4m/s 2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg 的物体(g 取10m/s 2)，则[ ]A ．天平的示数为10kgB ．天平的示数为14kgC ．弹簧秤的示数为100ND ．弹簧秤的示数为140N4．如图24－5所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m 的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为[ ]A gB C 0 D ．．．．()()M m g m M m g m-+参考答案：1．B 2．A 3．AD 4．D。

超重和失重【学习目标】1．理解超重和失重现象的含义。

2．能通过牛顿定律对超重和失重进行定量地分析。

【要点梳理】要点一、超重与失重(1)提出问题你乘过垂直升降式电梯吗?当电梯开始启动上升时，你会心慌同时也会充分体验到“脚踏实地”的感觉，电梯即将停止上升时，则会头晕同时有种“飘飘然”的感觉，这就是失重和超重造成的．(2)实重与视重①实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．②视重：当物体在竖直方向上有加速度时(即a ≠0)，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重．【说明】正因为当物体在竖直方向有加速度时视重不再等于实重，所以我们在用弹簧测力计测物体重力时，强调应在静止或匀速运动状态下进行．(3)超重和失重现象①超重现象：当人在电梯中开始上升时，感觉对底板的压力增大，即当物体具有竖直向上的加速度时，这个物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)大于它所受的重力，称为超重现象．如用弹簧竖直悬挂一重物静止，当用力提弹簧使重物加速上升时，弹簧伸长，弹力就会变大，这就是一种超重现象．②失重现象：当人在电梯中开始下降时，感觉对底板的压力减小，即当物体具有向下的加速度时，这个物体对支持而的压力(或悬挂绳的拉力)小于它所受的重力，称为失重现象．如果物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)等于零，叫完全失重现象．如用弹簧竖直悬挂着一重物保持静止，人拿着悬挂点加速下移时，弹簧会缩短，说明弹力变小，这就是一种失重现象．若人松手，让弹簧和重物一起自由下落，则弹簧的示数为零，此为完全失重现象．【注意】a ．超重与失重现象，仅仅是一种表象，好像物体的重力时大时小．处于平衡状态时，物体所受的重力大小等于支持力或拉力，但当物体在竖直方向上做加速运动时，重力和支持力(或托力)的大小就不相等了．所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是视重的改变．b ．物体处于超重状态时，物体不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动．即只要物体的加速度方向是竖直向上的，物体都处于超重状态．物体的运动方向可能向上，也可能向下． 同理，物体处于失重状态时，物体的加速度竖直向下，物体既可以做竖直向下的加速运动，也可以做竖直向上的减速运动．c ．物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即y a ≠0时，则当y a 方向竖直向上时，物体处于超重状态；当y a 方向竖直向下时，物体处于失重状念．d ．当物体正好以向下的大小为g 的加速度运动时，这时物体对支持面、悬挂物完全没有作用力，即视重为零，称为完全失重．完全失重状态下发生的现象，我们可以这样设想，假若地球上重力消失，则重力作用下产生的所有现象都将消失，如天平失效、体重计不能使用、小球不会下落等等．③超重和失重的判断方法：若物体加速度已知，看加速度的方向，方向向上超重，方向向下失重．若物体的视重已知，看视重与重力的大小关系，视重大于重力，超重；视重小于重力，失重． 要点二、超重、失重问题的处理方法超重、失重现象的产生条件是具有竖直方向的加速度，我们用牛顿第二定律可以分析到其本质，故对超重、失重问题的处理方法有：(1)用牛顿第二定律去定量地列方程分析，以加速度方向为正方向，列方程，注意使用牛顿第三定律，因为压力和支持力并不是一回事，同时注意物体具有向上(或向下)的加速度与物体向上运动还是向下运动无关．(2)对连接体问题的求解，如测力计、台秤示数变化的问题，对于其中一物体(或物体中的一部分)所处运动状态的变化，而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断，若用“隔离法”分别进行受力分析，再通过对系统整体的运动状态的分析推理而得出结论固然可以，但繁琐费力．如果从整体观点出发，用系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断，则会更加简捷方便．【典型例题】类型一、对超重和失重的理解例1、下列说法中正确的是( )A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【思路点拨】超重的本质是具有向上的加速度，失重的本质是具有向下的加速度。

超重与失重1.（09广东8）某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。

他将弹簧秤移至电梯内称其体重，0t至3t时间段内，弹簧秤的示数如图5所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）2.（08山东19）直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。

设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。

在箱子下落过程中，下列说法正确的是A.箱内物体对箱子底部始终没有压力B.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”3.（11四川19）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态4.（10浙江14）如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）。

下列说法正确的是A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B. 上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力5.（10海南8）如右图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上。

若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为A．加速下降B．加速上升C．减速上升D．减速下降ABv答案：1.【答案】A。

【解析】由图5可知，在t0-t1时间内，弹簧秤的示数小于实际重量，则处于失重状态，此时具有向下的加速度，在t1-t2阶段弹簧秤示数等于实际重量，则既不超重也不失重，在t2-t3阶段，弹簧秤示数大于实际重量，则处于超重状态，具有向上的加速度，若电梯向下运动，则t0-t1时间内向下加速，t1-t2阶段匀速运动，t2-t3阶段减速下降，A正确；BD不能实现人进入电梯由静止开始运动，C项t0-t1内超重，不符合题意。

高中物理-超重和失重练习（含解析）[要点对点练]要点一：超重和失重1．下列关于超重与失重的说法中,正确的是( )A．超重就是物体的重力增加了B．失重就是物体的重力减少了C．完全失重就是物体的重力没有了D．不论是超重、失重,还是完全失重,物体所受的重力总是不变[解析]物体处于超重或者失重是指视重与重力的关系,并不是重力发生变化,A错误；物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力小于重力叫失重,但重力并不改变,B错误；当物体处于完全失重状态是指重力完全充当合外力,重力大小不变,C错误；不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的,D正确．[答案] D2．跳水运动员从10 m跳台腾空跃起,先向上运动一段距离达到最高点后,再自由下落进入水池．不计空气阻力,关于运动员在空中上升过程和下落过程的说法正确的是( ) A．上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态B．上升过程处于失重状态,下落过程处于超重状态C．上升过程和下落过程均处于超重状态D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态[解析]上升和下落的过程中,都是只受到向下的重力的作用,加速度的大小为重力加速度g,都处于完全失重状态,所以A、B、C错误,D正确．[答案] D3．一物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的上端固定在电梯的天花板上,在下列哪种情况下弹簧测力计的读数最小( )A．电梯匀加速上升,且a＝g 3B．电梯匀加速下降,且a＝g 3C．电梯匀减速上升,且a＝g 2D．电梯匀减速下降,且a＝g 2[解析]电梯匀加速上升,且a1＝g3时,F1－mg＝ma1,F1＝43mg,电梯匀加速下降,且a2＝g3时加速度方向向下,mg－F2＝ma2,F2＝23mg,电梯匀减速上升,且a3＝g2时,加速度方向向下,mg－F3＝ma3,F3＝12mg,电梯匀减速下降,且a4＝g2,加速度方向向上,F4－mg＝ma4,F4＝32mg,C正确．[答案] C要点二：超重与失重问题的求解方法4．如图所示,A为电磁铁,C为胶木盘,A和C(包括支架)总质量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于弹簧测力计的挂钩上,给电磁铁通电,在铁片被吸引上升的过程中,弹簧测力计的示数大小F为( )A．F＝MgB．F＝(M＋m)gC．mg<F<(M＋m)gD．F>(M＋m)g[解析]电磁铁未通电时,弹簧测力计的示数等于A、B、C三者的重力之和,通电后,B将加速上升,系统处于超重状态,F>(M＋m)g,故D正确．[答案] D5．在升降电梯内的地面上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,如图甲所示．电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计如图乙所示,在这段时间内下列说法中正确的是( )A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为g/5,方向一定竖直向下[解析]晓敏在这段时间内处于失重状态,是由于晓敏对体重计的压力变小了,而晓敏的重力没有改变,A错误；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力,大小一定相等,B错误；以竖直向下为正方向,有：mg－F＝ma,解得a＝g5,方向竖直向下,但速度方向可能是竖直向上,也可能是竖直向下,C错误、D正确．[答案] D6．(多选)如右图所示,A、B两物体叠放在一起,当把A、B两物体同时竖直向上抛出时(不计空气阻力),则( )A．A的加速度大小小于gB．B的加速度大小大于gC．A、B的加速度大小均为gD．A、B间的弹力为零[解析] 对于A、B的整体,在抛出之后,只受重力作用,其加速度必然为g,方向竖直向下．假定A、B之间的弹力不为零,设A对B的压力为F AB、对B进行受力分析,如图所示,由牛顿第二定律得F＋m B g＝m B g,则F AB＝0AB所以A、B之间无弹力作用,A、B两物体各自只受重力作用,加速度均为g.选项A、B错误,选项C、D正确．[答案]CD[综合提升练]7．(多选)悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子挂着质量为m的物体,电梯静止时弹簧测力计的示数为G＝mg,下列说法中,正确的是( )A．当电梯匀速上升时,弹簧测力计的示数增大,电梯匀速下降时,弹簧测力计的示数减小B．只有电梯加速上升时,弹簧测力计的示数才会增大,只有电梯加速下降时,弹簧测力计的示数才会减小C．不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向上,弹簧测力计的示数一定增大D．不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向下,弹簧测力计的示数一定减小[解析]超重是加速度方向向上,示数大于重力；失重是加速度方向向下,示数小于重力,与运动方向无关,因此选项A、B错误、C、D正确．[答案]CD8．下列说法正确的是( )A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B．举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于超重状态C．跳高运动员到达空中最高点时处于平衡状态D．蹦床运动员跳离蹦床在空中上升与下降时均处于失重状态[解析]游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于平衡状态,不是失重状态,选项A错误；举重运动员在举起杠铃后静止不动的那段时间内处于平衡状态,选项B错误；跳高运动员到达空中最高点时,加速度为g,没有处于平衡状态,选项C错误；蹦床运动员跳离蹦床在空中上升与下降时,加速度均为g,故均处于失重状态,选项D正确．[答案] D9．(多选)如图所示,小敏正在做双脚跳台阶的健身运动．若忽略空气阻力,小敏起跳后,下列说法正确的是( )A．上升过程处于超重状态B．下降过程处于超重状态C．上升过程处于失重状态D．下降过程处于失重状态[解析]若忽略空气阻力,小敏起跳后,在空中运动的过程中只受重力,加速度就是重力加速度,则小敏起跳后,上升过程与下降过程均处于失重状态,故C、D两项正确．[答案]CD10．杂技表演魅力无穷,给人美的视觉享受,两位同学在观看空中吊绳表演时,关于吊绳拉着演员在竖直方向运动时的物理问题展开讨论,下列说法中正确的是( ) A．在向上匀速运动时,吊绳对演员的拉力大于演员的重力B．在向上加速运动时,吊绳对演员的拉力大于演员的重力C．在向上匀速运动时,吊绳对演员的拉力大于演员对吊绳的拉力D．在向上加速运动时,吊绳对演员的拉力大于演员对吊绳的拉力[解析]向上匀速运动时,演员处于平衡状态,吊绳对演员的拉力等于演员的重力,故A错误；在向上加速运动时,演员处于超重状态,吊绳对演员的拉力大于演员的重力,故B正确；吊绳对演员的拉力与演员对吊绳的拉力是一对相互作用力,总是大小相等,方向相反,故C、D错误.[答案] B11．某人在a＝2 m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1＝75 kg的物体,则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝50 kg的物体,则此升降机上升的最大加速度为多大？(取g＝10 m/s2)[解析]设此人在地面上的最大“举力”是F,那么他在以不同的加速度运动的升降机中最大“举力”仍为F,以物体为研究对象：当升降机以加速度a1＝2 m/s2匀加速下降时,对物体有：m 1g－F＝m1a1,即F＝m1(g－a1)得F＝75×(10－2) N＝600 N设人在地面上最多可举起质量为m0的物体,则F＝m0g.m 0＝Fg＝60010kg＝60 kg.当升降机以a2匀加速上升时,对物体有：F－m2g＝m2a2,a 2＝Fm2－g＝⎝⎛⎭⎪⎫60050－10 m/s2＝2 m/s2.故升降机匀加速上升的加速度为2 m/s2.[答案]60 kg 2 m/s212．某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验,实验装置如图1所示．将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上,实验员站在健康秤上,相对健康秤静止．电动扶梯由静止开始斜向上运动,整个运动过程可分为三个阶段,先加速、再匀速、最终减速停下．已知电动扶梯与水平方向夹角θ＝37°.重力加速度g取10 m/s2,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8.某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系如图2所示．(1)画出加速过程中实验员的受力示意图；(2)求该次测量中实验员的质量m；(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2.[解析](1)加速过程中实验员受到重力mg、静摩擦力F f、支持力F,如图所示．(2)3～6 s电梯做匀速运动,实验员受力平衡F2＝mg＝600 N,m＝60 kg.(3)加速阶段,竖直方向F1－mg＝ma1sin37°解得a1＝59m/s2＝0.56 m/s2减速阶段,竖直方向mg－F3＝ma2sin37°解得a2＝0.42 m/s2.[答案](1)图见解析(2)60 kg (3)0.56 m/s2 0．42 m/s2。

专题3.4 超重和失重【考纲解读与考频分析】超重和失重是常见现象，也是考纲要求的考点，高考命题频率较高。

【高频考点定位】超重失重考点一：超重和失重【3年真题链接】1. （2019年4月浙江选考）如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球。

A、B两球分别连在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。

若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底（不计空气阻力，ρ木＜ρ水＜ρ铁）（）A. A球将向上运动，B、C球将向下运动B. A、B球将向上运动，C球不动C. A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动D. A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动【参考答案】D【名师解析】开始时A球下的弹簧被压缩，弹力向上；B球下的弹簧被拉长，弹力向下；将挂吊篮的绳子剪断的瞬时，系统的加速度为g，为完全失重状态，此时水对球的浮力为零，则A球将在弹力作用下向上运动，B球将在弹力作用下向下运动，C球不动；选项D正确。

2.（浙江新高考2018年4月选考科目物理试题）如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是A. B. C. D.【参考答案】 C【名师解析】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，故C正确，A、B、D错误；故选C。

【点睛】人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态。

【2年模拟再现】1. (2019浙江稽阳联谊学校联考模拟)绍兴市S区奥体中心举行CH杯全国蹦床锦标赛，对于如图所示蹦床比赛时运动员的分析，下列说法中正确的是（）A．运动员在蹦床上上升阶段，一直处于超重状态B．运动员在蹦床上加速上升阶段，蹦床的弹性势能增大C．运动员离开蹦床在空中运动阶段，一直处于失重状态D．运动员离开蹦床在空中运动阶段，重力势能一直增大【参考答案】.C【命题意图】本题以蹦床锦标赛为情景，考查牛顿第二定律、超重和失重、机械能及其相关的知识点。

《超重和失重》一、计算题1.2003年，中国成为世界上第三个用飞船载人到太空的国家，并在2005年执行搭载两位宇航员的航天任务，图为飞船升空过程．在飞船加速过程中，宇航员处于超重状态．人们把这种状态下宇航员对座椅的压力与静止在地球表面时所受重力的比值，称为耐受力值，用k表示．在选拔宇航员时，要求其耐受力值为4≤k≤12.若某次宇宙飞船执行任务过程中，在飞船起飞阶段宇航员的耐受力值k1=4.2，而飞船重返大气层阶段飞船以a2=5.2m/s2的加速度竖直向下减速运动．设宇航员质量m= 75kg，求：(1)飞船起飞阶段加速度a1的大小；(2)返回大气层时宇航员的耐受力值k2．2.质量为50kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，求：(g取10m/s2)(1)当升降机以2m/s2的加速度匀加速下降时，通过计算分析人处于超重状态还是失重状态？(2)若该体重计能承受的最大压力为2000N，则升降机向上加速时的最大加速度多大？3.一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机底板上．他看到升降机上挂着一个带有重物的弹簧测力计，其示数为40N，如图所示，该重物的质量为5kg，这时人对升降机底板的压力是多大？(g取10m/s2)4.一个质量为70kg的人乘电梯竖直向上运行，如图为电梯的速度−时间图象。

(g取10m/s2)求：(1)电梯在0−6s内上升的高度。

(2)在0−2s，2s−5s，5s−6s三个阶段，人对电梯地板的压力分别为多大？5.一个质量是60kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m=5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40N，g取10m/s2，求：(1)此时升降机的加速度的大小；(2)此时人对地板的压力．6.在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系(N−t)图象，如图所示，则(1)电梯在哪段时间内加速上升，此过程中重物处于超重状态还是失重状态？为什么？(2)电梯的最大加速度是多大？(取g=10m/s2)7.如图所示，质量M=60kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计(图中简画为弹簧)，测力计下挂着一个质量m=1.0kg的物体A.在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为6.0N.取g=10m/s2。

高一物理超重失重试题答案及解析1.宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g' 表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对秤的压力，下列关系式中正确的是（）A．g'=g B．g'=0C．N= m g D．N=0【答案】D【解析】设地球质量为M，忽略地球自转，当人在地面时，万有引力可近似等于重力：，解得：，当宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动时，根据牛顿第二定律得：，解得：宇宙飞船所在处的地球引力加速度，所以，故A、B错误；当宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动时，万有引力全部用来提供向心力，飞船舱内物体处于完全失重状态，所以人对秤的压力为零，故C错误，D正确。

所以选D。

【考点】本题考查万有引力定律及其应用，意在考查考生对天体表面重力加速度的求解方法的掌握情况及对失重和超重现象的理解。

2.蹦极”是一项刺激的极限运动，质量为m的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下。

在某次蹦极中，弹性绳弹力F的大小随时间t的变化图象如图所示。

将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律，空气阻力不计。

下列说法正确的是A．t1～t2时间内运动员处于超重状态B．t4时刻运动员具有向上的最大速度C．t3时刻运动员的加速度为零D．t3时刻弹性绳弹力F大于2mg 【答案】 BD【解析】试题分析:在t1～t2时间内，运动员合力向下，加速下降，失重，故A错误；t4时刻运动员受到的重力和拉力平衡，加速度为零，具有最大的向上的速度，故B正确；t3时刻弹力大于重力，合力方向向上，所以运动员的加速度不为零，所以C错；t3时刻是弹性绳伸得最长的时刻，速度为0，而弹性绳刚伸直时，速度不为0，由对称性可知，由t1～t2这段时间里弹性绳的形变量x 12小于t2～t3这段时间里弹性绳的形变量x23，由胡克定律可知 t2时kx12=mg，t3时F=k(x12+x23)>2kx12=2mg，所以D正确【考点】超重和失重3.如图所示，质量为50kg的小红同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻她发现磅秤的示数为40kg，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动()A．匀速上升B．加速上升C．减速上升D．加速下降【答案】CD【解析】质量为50kg，这是人的真实的质量，发现磅秤的示数是40kg，说明人的重力小了，是处于失重状态，所以应该有向下的加速度，那么此时的运动可能是向下加速运动，也可能是向上减速运动，所以CD正确．【考点】考查了超重失重4.高层住宅与写字楼已成为城市中的亮丽风景，电梯是高层住宅与写字楼必配的设施。

物理总复习：超重和失重一、选择题1、（2017 四川学业考试）在绕地球做匀速圆周运动的“天宮“二号太空舱内，下列哪个实验可以正常进行进行（）A．用弹簧测力计测手对测力计的拉力B．研究自由落体运动C．用天平测物体质量D．研究液体对物体的浮力2、（2017 浙江模拟）如图所示，一饮料杯装满水，杯子的底部有一小孔，在水从小孔不断流出的过程中，下列说法正确的是（不考虑空气阻力）（）A．杯连同杯中水的共同重心将一直下降B．杯连同杯中水的共同重心将一直上升C．将杯连同杯中水一起自由下落，则水不会从小孔流出D．将杯连同杯中水一起竖直上抛，则水会从小孔中加速流出3、如图，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一个小球，升降机静止时弹簧伸长10cm，运动时伸长5cm，则升降机的运动状态可能是（）A．以1m/s2的加速度加速下降B．以1m/s2的加速度加速上升C．以4.9m/s2的加速度减速上升D．以4.9m/s2的加速度加速下降4、直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。

设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。

在箱子下落过程中，下列说法正确的是（）A．箱内物体对箱子底部始终没有压力B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”5、（2016 合肥一模）如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重。

她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。

关于她的实验现象，下列说法正确的是（）A. 只有“起立”过程，才能出现超重现象B. 只有“下蹲”过程，才能出现超重现象C. “下蹲”过程，先出现超重现象后出现失重现象D. “起立”、“下蹲”过程，都能出现超重和现失重现象6、电梯顶上悬挂一根劲度系数是200N/m的弹簧，弹簧的原长为20cm。

超重和失重典型例题1、竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24－1所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g取10m/s2)：(1)当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变．(2)当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变．(3)当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变．2、举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g取10m/s2)3、如图24－2所示，是电梯上升的v～t图线，若电梯的质量为100kg，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s之间、2～6s之间、6～9s之间分别为多大？(g取10m/s2)【问题讨论】在0～2s内，电梯的速度在增大，电梯的加速度恒定，吊起电梯的钢绳拉力是变化的，还是恒定的？在2～6s内，电梯的速度始终为0～9s内的最大值，电梯的加速度却恒为零，吊起电梯的钢绳拉力又如何？在6～9s内，电梯的速度在不断减小，电梯的加速度又是恒定的，吊起电梯的钢绳拉力又如何？请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？4、如图24－3所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是[ ] A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用5、如图24－4所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m1＝m2＋m3，这时弹簧秤的读数为T．若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数T将[ ] A．增大B．减小C．不变D．无法判断跟踪反馈1．金属小筒的下部有一个小孔A，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中[ ]A ．水继续以相同的速度从小孔中喷出B ．水不再从小孔中喷出C ．水将以较小的速度从小孔中喷出D ．水将以更大的速度从小孔中喷出2．一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T ，有一个体重为G 的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下．若G ＞T ，要使下滑时绳子不断，则运动员应该[ ]A ．以较大的加速度加速下滑B ．以较大的速度匀速下滑C ．以较小的速度匀速下滑D ．以较小的加速度减速下滑3．在以4m/s 2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg 的物体(g 取10m/s 2)，则[ ]A ．天平的示数为10kgB ．天平的示数为14kgC ．弹簧秤的示数为100ND ．弹簧秤的示数为140N4．如图24－5所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m 的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为[ ]A gB C 0 D ．．．．()()M m g m M m g m-+ 答案分析1、解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg 和竖直向上的拉力T 的作用．规定竖直向上方向为正方向．(1)当T 1＝40N 时，根据牛顿第二定律有T 1－mg ＝ma 1，解得这时电梯的加速度＝－＝－×＝，由此可见，电梯处于a 404104m /s 012T mg m 1 静止或匀速直线运动状态．(2)当T 2＝32N 时，根据牛顿第二定律有T 2－mg ＝ma 2，解得这时电梯的加速度＝＝＝－．式中的负号表a 2m /s 22T mg m m s 2232404--/ 示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．(3)当T 3＝44N 时，根据牛顿第二定律有T 3－mg ＝ma 3，解得这时电梯的加速度＝＝－＝．为正值表示电梯a 44404m /s 1m /s a 3223T mg m 3- 的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降．点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态．2、解析：运动员在地面上能举起120kg 的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F ＝m 1g ＝120×10N ＝1200N ，在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度对于重物，－＝，所以＝＝－×＝；F m g m a a 120010010100m /s 2m /s 221122F m g m -22当升降机以2.5m/s 2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，m g F m a m 120010 2.5kg 160kg 3323－＝，得＝＝－＝．F g a -2 点拨：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量，它是由运动员本身的素质决定的，不随电梯运动状态的改变而改变．3、解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速，根据v －t 图线可以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解对电梯的受力情况分析如图24－2所示：(1)由v－t图线可知，0～2s内电梯的速度从0均匀增加到6m/s，其加速度a1＝(v t－v0)/t＝3m/s2由牛顿第二定律可得F1－mg＝ma1解得钢绳拉力 F1＝m(g＋a1)＝1300 N(2)在2～6s内，电梯做匀速运动．F2＝mg＝1000N(3)在6～9s内，电梯作匀减速运动，v0＝6m/s，v t＝0，加速度a2＝(v t－v0)/t＝－2m/s2由牛顿第二定律可得F3－mg＝ma2，解得钢绳的拉力F3＝m(g＋a2)＝800N．点拨：本题是已知物体的运动情况求物体的受力情况，而电梯的运动情况则由图象给出．要学会从已知的v～t图线中找出有关的已知条件．4、点拨：(1)当物体以加速度g向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其的作用力亦为零．(2)处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在．答案：D5、点拨：(1)若仅需定性讨论弹簧秤读数T的变化情况，则当m2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，由于m1＋m2＞m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此T ＜(m1＋m2＋m3)g．而m2移至m1上后，由于左边物体m1、m2加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力T0＜(m1＋m2)g；由于右边物体m3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力T0＞m3g．(2)若需定量计算弹簧秤的读数，则将m1、m2、m3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力T0，而弹簧秤读数T＝2T0，即可求解．答案：B跟踪反馈参考答案：1．B 2．A 3．AD 4．D。

避躲市安闲阳光实验学校超重和失重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。

“天地双雄”是欢乐谷的一项游乐设施，它的两座高度均为五十多米的高塔竖直矗立在游乐场上，塔的四周安装有可以上下运动的座椅，乘客坐在座椅上随着座椅运动，若在下降过程中加速度a随时间t变化的图线如图2所示，以竖直向下为a的正方向，则A．人对座椅的压力在t1时刻最大B．人对座椅的压力在t4时刻最大C．在t1~t2时间内，人处于超重状态D．在t3~t4时间内，人处于失重状态【参考答案】B【详细解析】t1~t2时间内，人处于失重状态；在t3~t4时间内，人处于超重状态。

在t4时刻N mg ma-=，此时座椅对人的支持力最大，则人对座椅的压力在t4时刻最大。

高考物理《超重和失重》真题练习含答案1．[2024·浙江1月]如图所示，2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约500 km 的轨道．取地球质量 6.0×1024 kg ，地球半径6.4×103 km ，引力常量6.67×10－11 N·m 2/kg 2.下列说法正确的是( )A ．火箭的推力是空气施加的B. 卫星的向心加速度大小约8.4 m/s 2C ．卫星运行的周期约12 hD ．发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态答案：B解析：根据反冲现象的原理可知，火箭向后喷射燃气的同时，燃气会给火箭施加反作用力，即推力，A 错误；根据万有引力定律可知G Mm （r ＋h ）2＝ma ，解得卫星的向心加速度大小为a ＝GM （R ＋h ）2 ≈8.4 m/s 2，B 正确；卫星环绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，则有G Mm （R ＋h ）2 ＝m 4π2T 2 (R ＋h )，则卫星运行的周期为T ＝2π（R ＋h ）3GM≈1.6 h ，C 错误；发射升空初始阶段，火箭加速度方向向上，装在火箭上部的卫星处于超重状态，D 错误．2．[2024·广东省深圳市红岭中学第二次考试]林老师将手机放在叉车的升降机上，利用传感器得到一速度—时间图像，如图所示．手机传感器中速度向上时为正值，下列说法正确的是( )A．0.8 s时手机处于失重状态B．1.2 s时手机处于超重状态C．0.9 s～1.2 s升降机处于匀加速上升阶段D．2.4 s～2.6 s手机对升降机的力等于升降机对手机的力答案：D解析：由图可知0.8 s时，手机向上加速，加速度竖直向上，处于超重状态，A错误；由图可知1.2 s时手机速度不变，处于平衡状态，B错误；由图可知0.9 s～1.2 s升降机处于匀速上升阶段，C错误；手机对升降机的力与升降机对手机的力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，D正确．3.[2024·福建省莆田市期末考试](多选)如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，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10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是(g取10 m/s2)() A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2答案：BC解析：电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，物体处于平衡状态，有mg＝10 N，物体的质量为m＝1 kg，弹簧秤的示数变为8.0 N时，对物体受力分析，据牛顿第二定律可得mg－F＝ma，解得a＝2 m/s2，方向竖直向下，电梯加速度大小为2 m/s2，可能向下加速运动，也可能向上减速运动，B、C正确．4.如图所示，在上端开口的矿泉水瓶的左侧面戳一个小孔，在瓶中灌些水，当手持饮料瓶保持静止时，小孔有水向外喷出．假设矿泉水瓶在下列运动中，没有发生转动且忽略空气阻力的作用，那么水将继续从小孔向外喷出的过程是()A．矿泉水瓶自由下落的过程中B．矿泉水瓶被竖直向上抛出后的运动过程中C．矿泉水瓶被斜向右上方抛出后的运动过程中D．手持矿泉水瓶向上加速直线运动的过程中答案：D解析：瓶自由下落、平抛以及在空中做抛体运动时，均只受到重力的作用，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，水不会流出，故A、B、C错误；手持饮料瓶向上加速运动的过程中，由于水处于超重状态，故水之间存在压力，水会向外喷出，D正确．5．[2024·陕西省汉中市第四次联考]很多智能手机都有加速度传感器，加速度传感器能通过图像显示加速度情况．用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的手机在竖直方向上的加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，取重力加速度大小g＝10 m/s2，下列说法正确的是()A．手机始终与手掌存在作用力B．手机在t1时刻处于平衡状态C．手机在t2时刻改变运动方向D．手机在t3时刻处于完全失重状态答案：D解析：由图可知，t3时刻手机的加速度为－10 m/s2，即此时手机只受重力作用，与手掌间没有相互作用力，手机处于完全失重状态，A错误，D正确；手机在t1时刻加速度大于10 m/s2，且加速度向上，手机处于超重状态，B错误；手机在t2时刻加速度方向改变，手机开始做减速运动，速度方向不变，即运动方向不变，C错误．6．[2024·北京市海淀区期中考试](多选)某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”，其结构如图所示．一根轻弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺，弹簧下端挂一个质量m＝0.10 kg的重物，重物静止时弹簧的伸长量x0＝5.00 cm，指针指在O点．已知图中OM＝ON＝1.00 cm，规定竖直向下为正方向，取重力加速度g＝10 m/s2.下列说法正确的是()A.若指针指在OM之间某点时，被测物体处于失重状态B．若指针指在ON之间某点时，被测物体可能在减速上升C．M点应标记的加速度值为－2.0 m/s2D．该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的答案：BCD解析：重物静止时弹簧的伸长量x0，可得kx0＝mg，若指针指在OM之间某点时，弹簧的伸长量增大，弹簧弹力大于物体重力，物体有向上的加速度，被测物体处于超重状态，A 错误；若指针指在ON之间某点时，弹簧的伸长量减小，弹簧弹力小于物体重力，物体有向下的加速度，被测物体处于失重状态，被测物体可能在减速上升，B正确；指针指在M点时，有mg－k(x0＋x OM)＝ma，M点应标记的加速度值为a＝－2.0 m/s2，C正确；设O点至指针所指位置的位移为x，可得mg－k(x0＋x)＝ma′，可得a′＝－gx0x，故该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的，D正确．7．[2024·天津市第四十七中期中考试]根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”．如图甲所示，我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行．t＝0时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在0～50 s内潜艇竖直方向的v­t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向).不计水的粘滞阻力，则()A.潜艇在t＝20 s时下沉到最低点B．潜艇竖直向下的最大位移为600 mC．潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为3∶2D．潜艇在0～20 s内处于超重状态答案：C解析：在50 s内先向下加速后向下减速，则50 s时潜艇向下到达最大深度，A错误；由图像可知潜艇竖直向下的最大位移为h＝12×30×50 m＝750 m，B错误；潜艇在“掉深”＝1.5 m/s2，在自救时加速度大小为a′时向下加速，则由图像可知加速度大小为a＝3020m/s2＝30m/s2＝1 m/s2，加速度大小之比为3∶2，C正确；潜艇在0～20 s内向下加速，50－20加速度向下，处于失重状态，D错误．8．[2024·广东省东莞市月考]升降机箱内底部放一个质量为m的物体，当箱从高空某处以初速度v0下落时，其速度—时间图像如图乙所示，以下说法正确的是()A．0～t1内箱内底对物体的支持力保持不变B．0～t1内箱内底对物体的支持力可能为0C．物体在0～t1时间内处于失重状态D．物体在0～t1时间内处于超重状态答案：D解析：在v­t图中，图线切线的斜率表示物体速度变化的快慢，即物体的加速度，由图可知，在0～t1时间内物体的加速度逐渐减小．向下做加速度减小的减速，加速度向上，处于超重状态，根据牛顿第二定律F－mg＝ma，0～t1内箱内底对物体的支持力逐渐减小，不可能为零，D正确．。

高三物理超重失重试题答案及解析1.下列说法正确的是A．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态B．宇航员在飞船中绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态C．由于卫星中的物体处于失重状态，所以卫星中的物体没有惯性D．卫星环绕地球运动的过程中，卫星内所有物体的运动状态始终保持不变【答案】B【解析】杠铃被举起不动时处于平衡状态，所以选项A错误；宇宙飞船在绕地球做匀速圆周运动时，重力充当向心力，宇航员对座椅没有压力，处于完全失重状态，所以选项B正确；惯性是物质的性质，与运动状态无关，无论是失重还是超重或是平衡态下，物体都具有惯性，所以选项C 错误；绕地飞行过程中，卫星内所有物体运动方向时刻在改变，故运动状态一直在改变，所以选项D错误；【考点】失重与超重2.在一个空的易拉罐底部打一个小洞，往罐里注满水，水从小洞射出。

罐子在做如下哪种运动过程中，水将不从洞中射出( )A．匀速上升B．匀速下降C．自由下落D．竖直上抛运动【答案】CD【解析】在一个空的易拉罐底部打一个小洞，往罐里注满水，如果处于完全失重状态，即加速度大小等于g，方向竖直向下，则水不从洞中射出，而自由落体运动，竖直上抛运动都是加速度大小等于g，方向竖直向下的运动，所以CD正确；【考点】考查了完全失重3.蹦级是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志。

运动员从高处跳下，弹性绳被拉展前做自由落体运动，弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。

在这下降的全过程中，下列说法中正确的是A．弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处于超重状态B．弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态C．弹性绳拉展后运动员先处于超重状态，后处于失重状态D．运动员一直处于失重状态【答案】B【解析】弹性绳拉展前运动员只受重力，处于完全失重状态，弹性绳拉展后，弹性绳的拉力逐渐增大，开始拉力小于重力，加速度方向向下，还处于失重状态，当拉力大于重力，运动员加速度方向向上，运动员处于超重状态．所以弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态，B正确，ACD错误。

《超重和失重的理解与应用》（2018·北京西城区）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【参考答案】BD【试题解析】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。

【知识补充】加速度超重、失重视重Fa=0不超重、不失重F=mga的方向竖直向上超重学、科网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（2018·河北容城博奥中学）小玲同学在乘坐电梯时感觉到电梯在加速上升过程中超重，在减速上升过程中失重，则她对她在这两个过程中受力情况的判断，以下说法中正确的是A．在超重状态下她受到的重力大于电梯地板的支持力B．在超重状态下她受到的各个力的合力方向向下C．在失重状态下她受到的重力大于电梯地板的支持力D ．在失重状态下她受到的各个力的合力为零关于超重和失重，下列说法中正确的是 A ．超重就是物体受的重力增加了 B ．完全失重就是物体一点重力都不受了 C ．失重就是物体受的重力减少了D ．不论超重或失重甚至完全失重，物体所受重力都不变（2018·河北衡水中学）如图，在绕地运行的天宮一号实验舱中，宇航员王亚平将支架固定在桌面上，摆轴末端用细绳连接一小球。

拉直细绳并给小球一个垂直细绳的初速度，它沿bdac 做圆周运动。

在a 、b 、c 、d 四点时（d 、c 两点与圆心等高），设在天宫一号实验舱中测量小球动能分别为k a E 、k b E 、k c E 、k d E ，细绳拉力大小分别为a T 、b T 、c T 、d T ，阻力不计，则A ．k a E >k c E =k d E >k b EB ．若在c 点绳子突然断裂，王亚平看到小球做竖直上抛运动C ．a T =b T =c T =d TD ．若在b 点绳子突然断裂，王亚平看到小球做平抛运动如图所示，运动员“3 m 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．跳板自身重力可忽略不计，则下列说法正确的是A．运动员向下运动（B→C）的过程中，先超重后失重，对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，一直处于失重状态人在平地上静止站立时，受到的支持力大小等于人的重力。