用超重和失重解题

“失重”和“超重”在物体系中的解题应用超失重现象的应用在平衡状态时,物体对水平支持物的压力(或对悬绳的拉力)大小等于物体的重力。

当物体在竖直方向上有加速度时,物体对支持物的压力就不等于物体的重力了。

当物体的加速度向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫做超重;当物体的加速度向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这种现象叫做失重。

当物体向下的加速度为g时,物体对支持物的压力为零,这种现象叫做完全失重。

物体处于失重和超重状态时,物体的重力始终存在,大小也没有变化。

发生失重和超重现象与物体的速度无关,只决定于加速度。

在完全失重状态下,平常一切由于重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、液柱不再产生向下的压强、浸在液体中的物体不受浮力等。

利用失重和超重规律解析问题,不仅仅局限于单个物体并且是加速度沿竖直方向的情况,而且对物体系、对各个方向的加速运动,均可利用失重和超重的知识来分析判断。

例1、如图1所示a为电磁铁,c为胶木秤盘,a和c(包括支架)的总质量为m,b为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于0点。

当电磁铁通电,铁片被吸引以加速度a上升的过程中,求:轻绳上拉力f 的大小?解析:取a、b、c组成的整体为研究对象。

当铁片由静止被吸引上升时,必为加速上升,因此整个系统在竖直方向上有向上的加速度,处于超重状态,且“超”重ma。

所以f=(m+m)g+ma例2、如图2所示,斜面体m始终处于静止状态,其倾角为α,当物体m沿斜面匀速下滑、以加速度a加速下滑及减速下滑时,地面对m 的支持力分别为多大?解析:取m和m组成的整体为研究对象。

当m匀速下滑时,系统在竖直方向没有加速度,所以,既不失重也不超重,支持力n1=(m+m)g; 当m加速下滑时,整个系统在竖直方向上有向下的加速度a下=asin α,处于失重状态,且“失”重masinα,所以支持力n2=(m+m)g-masinα;当m减速下滑时,整个系统在竖直方向上有向上的加速度a上=asinα,处于超重状态,且“超”重masinα,所以支持力n3=(m+m)g+masinα。

失重超重高中物理练习题及讲解# 失重超重现象的高中物理练习题及讲解## 练习题一：失重状态下的物体题目：在一次太空旅行中，宇航员在失重状态下将一个质量为2kg的物体从舱内抛出。

假设物体在抛出时的速度为5m/s，求物体在失重状态下的动能。

解答：失重状态下，物体不受重力影响，动能的计算公式为：\[ KE = \frac{1}{2}mv^2 \]其中，\( m \) 是物体的质量，\( v \) 是物体的速度。

将题目中的数据代入公式，得：\[ KE = \frac{1}{2} \times 2 \times 5^2 = 25 \, \text{J} \] 所以，物体在失重状态下的动能为25焦耳。

## 练习题二：超重状态下的电梯题目：一个质量为60kg的人站在电梯内，电梯以2m/s²的加速度向上加速。

求此时人所感受到的重力。

解答：在超重状态下，人所感受到的重力等于其真实重力加上由于加速度产生的额外力。

真实重力为：\[ F_{\text{real}} = mg \]其中，\( m \) 是人的质量，\( g \) 是重力加速度（约9.8m/s²）。

代入数据得：\[ F_{\text{real}} = 60 \times 9.8 = 588 \, \text{N} \]由于电梯向上加速，人会感受到额外的力，这个力的计算公式为：\[ F_{\text{extra}} = ma \]代入数据得：\[ F_{\text{extra}} = 60 \times 2 = 120 \, \text{N} \]所以，人所感受到的总重力为：\[ F_{\text{total}} = F_{\text{real}} + F_{\text{extra}} =588 + 120 = 708 \, \text{N} \]## 练习题三：失重与超重的转换题目：一个质量为50kg的物体在自由落体过程中，从10m的高度开始下落。

超重和失重 问题 超重和失重是两个很重要的物理现象。

当物体的加速度向上时，物体对支持物的压力大于物体的重力，这种现象叫做超重；当物体的加速度向下时，物体对支持物的压力小于物体的重力，这种现象叫做失重；当物体向下的加速度为g 时，物体对支持物的压力为零，这种现象叫做完全失重。

下面通过举例说明超重和失重的有关问题。

【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．当T 1＝40N 时，根据牛顿第二定律有T 1－mg ＝ma 1，则 由此可见电梯处于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，则式中的负号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，则加速度为正值表示电梯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．小结：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 ，(1)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：F －m 2g=m 2 a 1，则(2)当升降机以a 2=2.5m/s 2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物， 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3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3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 F 1＝m(g ＋a 1)＝1300 N(2)在2～6s 内，电梯做匀速运动．F 2＝mg ＝1000N(3)在6～9s 内，电梯作匀减速运动，v 0＝6m/s ，v t ＝0，加速度a 2＝(v t －v 0)/t ＝－2m/s 2由牛顿第二定律可得F 3－mg ＝ma 2，解得钢绳的拉力F 3＝m (g ＋a 2)＝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．F mg图1 图3小结：从计算结果来看吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度无关，而与它的加速度有关，即超失重的条件是看物体运动的加速度而不是看物体运动的速度。

３．ｃ ［提 示］以小球 为研究对象 ，整体做 自由谘 体运 动时 处 于完 全 失 重 状 态 ，水 的浮 力 对 小 球 作 用 消 失 ．若 有 弹 簧 的 弹 力 ，小球 受 到 的 合 力 为 ｌｍｇ—Ｆ Ｉ—ｍａ，加 速 度 不 等 于 ｇ，与 实 际矛 盾 ，故 弹 簧 的 弹力 Ｆ ： ０．
Ｎ 一 （Ｍ ＋ ｍ）ｇ— ｍａＪ＿一 １１× １ＯＮ一 １× ０．３５Ｎ －－１０９．６５Ｎ．
规 律 小 结 ：用 超 重 与失 重 观点 在解 决 某 些 物 理 问 题 （物 体 对 支 持 物 的压 力 ）时 能 起 到事 半 功 倍 作 用 ，这 个 观 点 的 方 法 是 物 体 对 支 持 物 的压 力 等 于 物 体 的实 重 减 去 失 去 的 那 部 分 重 量 或 加 上 超 重 的那 部 分 重 量 ．
ｃ．加 速 下 降 Ｄ．减 速 下 降 ３．（２００７·南 昌 ）如 图 ４所 示 ，小 球
图 ３
失 重 现 象 的 条 件 ：当物 体 做 向 下 加 速 运 动 或 向 上 做 减 速 运 动 密 度 小 于 水 的 密 度 ，固 定 在 轻 弹 簧 一 端 ，
时 ，物 体 均 处 于 失 重 状 态 ，即 不 管 物 体 如 何 运 动 ，只 要 具 有 向 弹簧 另 一 端 固定 在 装 满 水 的 容 器 底 部 ．当
下 的加 速 度 ，物 体 就 处 于 失 重 状 态 ．３．并 非 只 有 物 体 在 竖 直 方 整 个 系 统 自由 下 落 时 ，弹簧 将 （ ）．
向上 加 速 向上 或 减 速 向 下 运 动 时 ，物 体 才 处 于超 重 状 态 ，其 实
Ａ．变 长
物 体 运 动 时 ，只 要 加 速 度 具 有 向 上 的 分 量 ，物 体 就 处 于 超 重 状

一、超 重
1、定义：物体对水平支持物的压力（或对竖 直悬绳的拉力）大于物体所受重力的情况称 为超重现象。 2、实质：压力（或拉力）大于重力 且 N’=N=m(g+a) 3、条件:物体具有竖直向上的加速度，即做加 速上升或减速下降的运动时，会发生超重现 象。
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生活中的超重现象: （电梯）
加速上升 电 梯
N’
mg
N a
N’
失重
mg
1、一小孩站在升降机中，升降机的运动情 况如下时，判断超重、失重情况。
1、升降机加速上升 2、升降机减速上升 3、升降机加速下降 4、升降机减速下降
超重 失重
失重 超重
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2、一质量为40kg的小孩站在升降机中的体重计上。 （1）当升降机以0.5m/s2加速上升时，体重计的读数为功( 420 )N。 （2）当升降机以0.5m/s2的加速下降时，体重计的读数为( 380 )N。
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怎么睡觉都舒服!
在 完 全 失 重 状 态
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当装有水的水 杯壁上有一个孔 时，在水压作用 下，水会从孔中 流出来。 如果让这个杯 子自由下落又是 什么情况呢？
这时我们发现， 虽然杯壁上有孔， 但水却没有流出 来，这是为什么 呢？
利用完全失重条件的科学研究
利用完全失重条件的科学研究
液体呈绝对球形
超重
读数变大
失重
读数变小
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4．作为中国首位进入太空的 宇航员杨利伟，不仅要有丰富 的知识，还要有过硬的身体， 能够承受超重和失重的影响， 那么分析飞船在起飞阶段和返 回大气层后下落阶段宇航员杨 利伟是处于超重状态还是失重 状态？
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练习题:在升降机（电梯）中测人的体重，已知 人质量为40kg，如果升降机以2.5 m/s2的加速度 匀减速上升，测力计的示数是多少？ （g取10

2018第10期下(总第282期)超重与失重作是牛顿运动定律的应用，也是学考和高考的常考知识点之一，所以超重与失重的教学显得至关重要，而解题方法是做题的关键，下面就介绍巧妙解答超重与失重的一种方法。

一、超重与失重的基本知识(一)超重物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。

﹥即：视重实重(二)失重物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。

即：视重二、介绍解题方法1、根据超重的定义可知，由F-mg=ma ，得F=mg+ma ，即：上超：物体具有竖直向上的加速度或竖直向上的分加速度时物体处于超重超加：物体处于超重时F=mg+ma ，其中加速度a 为竖直向上的加速度2、根据失重的定义可知，由mg-F=ma ，得F=mg-ma ，即：下失：物体具有竖直向下的加速度或竖直向下的分加速度时物体处于失重失减：物体处于失重时F=mg-ma ，其中加速度a 为竖直向下的加速度结论：上超下失、超加失减三、相关例题解答例1.如下图所示为杂技“顶竿”表演，一个人站在地面上，肩上扛一质量为M 的竖直竿，当竿上一质量为m 的猴子以加速度a 加速向上爬时，竿对“人”的压力大小为（）A.MgB.（M+m ）g+maC.（M+m ）g-maD.（M-m ）g解析：由已知条件可知猴子具有竖直向上的加速度，则上超、超加，即（M+m ）g+ma ，所以正确选项为B 。

例2.如右下图所示，将一个质量为M 的物体，放在台秤盘上一个倾角为α的光滑斜面上，则物体下滑过程中，台秤的示数与未放M 时比较将（）A.增加MgB.减少MgC.增加Mgcos2αD.减少Mg2（1+sin2α）解析：如下图所示，由题意可知物体具有沿着斜面向下的加速度为gsinα把它分解到竖直向下的加速度为巧解超重与失重问题胥海军超重与失重是生活中常见的现象,也是学考和高考的常考知识点之一,所以掌握超重与失重的知识点和熟练解答此类题目对学考和高考是非常重要的。

超重和失重
例题分析
例1 关于电梯的几种运动中，支持力的变化情况如何？
分析：
速度方向加速度方向支持力与重力静止：无无＝
上升：匀速↑无＝
加速↑↑>
减速↑↓<
下降：匀速↓无＝
加减↓↓<
减速↓↑>
例2：一台升降机的地板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦因数为μ，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

一根劲度系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上，如图3－21（甲）所示。

开始时弹簧的伸长为Δx，弹簧对物体有水平向右的拉力，求：升降机怎样运动时，物体才能被弹簧拉动？
分析：物体开始没有滑动是由于弹簧的拉力小于最大静摩擦力。

这里f＝μN，只减小地面对物体的压力才能减少最大静摩擦力。

当f＝μN＝kΔx时物体开始滑动。

取物体为研究对象，受力如图3－21（乙）所示，当物体做向下的加速运动或向上的减速运动时，才能使地面对物体的压力减小，即G－N＝ma。

联解两式得：a＝(G－N)/m＝(mg－kΔx/μ)/ m＝g－kΔx/μm
即升降机做a > g kΔx/μm的向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，物体可以在地面上滑动。

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题15超重失重、等时圆和动力学两类基本问题导练目标导练内容目标1超重失重目标2动力学两类基本问题目标3等时圆模型【知识导学与典例导练】一、超重失重1．判断超重和失重现象的三个角度(1)从受力的角度判断：当物体受到的向上的拉力(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；向下的加速度恰好等于重力加速度时处于完全失重状态。

(3)从速度变化角度判断：物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。

2．对超重和失重问题的三点提醒(1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向。

(2)并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重现象。

只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。

(3)发生超重或者失重时，物体的实际重力并没有发生变化，变化的只是物体的视重。

【例1】如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔，用手堵住小孔，往杯子里倒半杯水。

现使杯子做以下几种运动，不考虑杯子转动及空气阻力，下列说法正确的是（）A．将杯子竖直向下抛出，小孔中有水漏出B．将杯子斜向上抛出，小孔中有水漏出C．用手握住杯子向下匀速运动，不堵住小孔也没有水漏出D．杯子做自由落体运动，小孔中没有水漏出【答案】D【详解】ABD．杯子跟水做斜抛运动、自由落体运动、下抛运动时都只受重力，处于完全失重状态，杯子与水相对静止，因此不会有水漏出，AB 错误，D 正确；C ．杯子向下做匀速运动，处于平衡状态，水受重力，会漏出，C 错误。

故选D 。

【例2】“笛音雷”是春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的速度—时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），其中0t 时刻为“笛音雷”起飞时刻、DE 段是斜率大小为重力加速度g 的直线。

超重与失重及其巧用解题超重与失重实质上是高考核心考点牛顿第二定律的重要应用．只有结合牛顿第二定律去理解、掌握它，才能应用它去分析解决问题．一. 超重与失重1. 超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况称为超重现象．设支持物对物体竖直向上的支持力为F，物体质量为m，向上加速度为，由牛顿第二定律得：F-mg=ma，则视重F=m(g+a)>mg．2. 失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况称为失重现象．设加速度a向下，有mg- F=ma，则视重F=m(g-a)<mg.当a= g时，F=0，这是完全失重状态．3. 理解：⑴超重与失重并不是物体所受的重力增大与减小了，而是视重（或示重）增大与减小了，即相互作用的弹力增大与减小了．⑵超、失重的条件：是否出现超重与失重，与运动速度的大小及方向无关，只有竖直方向的加速度决定．即当物体（或物体的一部分）有竖直向上的加速度（或分量）时，物体处于超重状态；有竖直向下的加速度（或分量）时，物体处于失重状态．⑶常见的完全失重主要有三种情况：做自由落体的物体；所有做抛体运动的物体；在太空轨道上做匀速圆周运动的天体及其内的一切物体．当物体处于完全失重状态时，与重力有关的现象和仪器可能会变化、消失或不能使用．如单摆停摆、天平失效、液体柱不再产生向下的压强、浸在液体中的物体不受浮力等．二. 巧用超重与失重解题超重、失重与我们的生活、生产等息息相关；大家一定还记得女航天员王亚平在神十中精彩授课的情景：那个大水球、单摆的运动等．正因如此，围绕超重与失重现象的命题越来越多，这当然要用超重与失重观点解决；而一些常规的问题，用超重与失重观点既可定性分析，也可定量计算，常能起到事半功倍作用．用超重与失重观点计算视重的方法是：先由竖直方向的加速度计算出超重或失重ma，则视重为总重力加或减超重或失重ma．此法对两个或以上物体组成的整体也可用．例1. 如图1所示，一质量为M＝10kg，倾角θ为30°的斜面ABC静止在粗糙水平地面上．有一质量m＝1kg的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行的路程S＝1.4m时，其速度v＝1.4m/s，在这过程中斜面没有动．求地面对斜面的支持力？（g取10）解析：本题如用一般的隔离法、牛顿定律等解答比较繁杂，图1但如用失重与超重的观点分析，则问题就显得容易多了．把M、m看成整体，物体的一部分m存在竖直向下的加速度，物体就部分失重，结合牛顿第三定律，地面对斜面的支持力就等于物体的实重减去失去的那部分重量．物体m的加速度由运动学公式可得：a 的竖直分量为：则地面对斜面的支持力为：例2. 在正常运行的太空实验室中，下列说法正确的是：（）A. 不用模具可以制出标准球形滚珠B. 不用模具只能制出椭球形滚珠C.可在液态金属中冲入气泡制成泡沫金属D. 可用体重计测出宇航员的体重解析：在正常运行的太空实验室中，由于一切物体均处于完全失重状态，物体间没有相互作用的挤压力.熔融态的金属液在表面张力的作用下，不用模具便可形成标准球形滚珠；气泡在液态金属中既不“上浮”，也不“下沉”，可在任意位置停住，也可均匀地分布其中，凝固后就成为泡沫金属.太空实验室中体重计、水银气压计等是无法使用的.正确答案是：A、C.例3. 如图2所示，支架质量为M，放在水平地面上，转轴O处用长为L的细绳悬挂一质量为m的小球.求小球由静止从与轴O在同一平线上的水平位置释放后，当它运动到最低点时地面对支架的支持力多大？解析：小球在竖直平面内做圆周运动，到达最低点时向心加速度a方向向上，小球超重.将支架和小球看作一个整体，由失重与超重的观点可得地面对支架的支持力图2 小球由静止从水平位置释放运动到最低点时的速度为：小球在竖直位置时的加速度为：由以上三式可得：强化练习：1.一运动员站在体重计上，他由静止开始下蹲，至下蹲状态刚停下为止.此过程中关于体重计示数变化的描述正确是（）A.一直变小B.一直变大C.先变小后变大D. 先变大后变小2.如图3所示，滑轮与绳子质量不计，且无摩擦，，在A、B两物体作匀加速运动过程中，下列关于悬挂滑轮轻杆中的张力大小判断正确的是（）A. B.C. D. 无法确定参考答案：1. C 2. C图3。

第6节超重和失重一、超重和失重条件应用1．某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的几个位置，其中。

A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，已知板形变越大时板对人的弹力也越大，则下列说法正确的是（）A．人和踏板由C到B的过程中，人向上做加速度增大的加速运动B．人和踏板由C到B的过程中，人处于失重状态C．人和踏板由B到A的过程中，人处于失重状态D．人和踏板由B到A的过程中，人处于超重状态【答案】C【详解】根据题意可知，A为无人时踏板静止点，此时弹力为0，B为人站在踏板上静止时的平衡点，此时弹力的大小等于人重力的大小AB．人和踏板由C到B的过程中，弹力大于人的重力，且逐渐减小，则人向上做加速度减小的加速运动，具有向上的加速度，人处于超重状态，故AB错误；CD．人和踏板由B到A的过程中，弹力小于人的重力，且逐渐减小，则人向上做加速度增大的减速运动，具有向下的加速度，人处于失重状态，故C正确，D错误。

故选C。

2．蹦极是一项深受年轻人喜爱的极限运动。

一名游客在三清山神仙谷景区体验蹦极，蹦极过程可简化为如图，游客身系弹性绳自高空P点自由下落。

图中a点是弹性绳的原长位置，c点是游客所到达的最低点，b 点是游客静止地悬吊着时的平衡位置。

游客在从P点下落到最低点c的过程中（不计空气阻力），以下说法正确的是（）A．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于失重状态B．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于超重状态C．a到b的过程中，该游客做加速运动，处于超重状态D．b到c的过程中，该游客做减速运动，处于失重状态【答案】A【详解】AB．P到a的过程中，该游客只受重力，做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确，B错误；C．a到b的过程中，重力大于弹力，该游客做加速运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误；D．b到c的过程中，弹力大于重力，该游客做减速运动，加速度向上，处于超重状态，故D错误。

冠夺市安全阳光实验学校图像法应用、超重与失重问题考点解读考点解读学习水平题目分布超重和失重现象理解超重和失重现象 B图像应用图像和牛顿定律结合B上海高考第22题上海高考第19题教学目标1．理解超重、失重的概念，并能解决有关的问题．2．学会用图像法解决动力学问题教师归纳1．图像法应用(1)图像在中学物理中应用十分广泛，这是因为它具有以下优点：①能形象地表达物理规律；②能直观地描述物理过程；③能鲜明地表示物理量之间的依赖关系．因此，理解图像的意义，自觉地运用图像分析表达物理规律，是十分必要的．(2)在理解图像所表示的物理规律时要注意：①看清坐标轴所表示物理量及单位并注意坐标原点是否从零开始；②图像上每点都对应着两个数，沿图像上各点移动，反映着一个量随另一量变化的函数关系．因此，图像都应该与一个代数方程相对应；③要明确该图像的物理意义，横坐标代表什么量，纵坐标代表什么量，单位各是什么，图像的斜率表示什么意义，图像与它对应的横轴(或纵轴)之间的面积表示什么意义；④常见图像有：st图、vt图、Ft图等．2．超失重现象发生超重和失重现象，只决定于物体在竖直方向上的加速度．物体具有向上的加速度时，处于超重状态；物体具有向下的加速度时，处于失重状态；当物体竖直向下的加速度为重力加速度时，处于完全失重状态．超重、失重与物体的运动方向无关．分类剖析(一)图像法应用例1如图(a)所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图(b)所示，若重力加速度g取10m/s2.根据图(b)中所提供的信息不能得出的结论是( )(a)(b)A．物体的质量2kgB．斜面的倾角37°C．加速度为6m/s2时物体的速度D ．物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12N 【解析】 对物体受力分析，根据牛顿第二定律得：a ＝Fmcos θ－g sin θ.当F ＝0时，a ＝－6m/s 2，当F ＝20N 时，a ＝2m/s 2，解得θ＝37°，m ＝2kg.由三力平衡得物体能静止在斜面上所施加的最小外力为F ＝mg sin θ＝12N ，方向平行斜面向上，故选项A 、B 、D 正确．由于运动情况未知，运动时间未知，所以不能确定加速度为6m/s 2时物体的速度．故选C.例2一只木箱在水平地面上受到水平推力F 作用，在5s 时间内F 的变化和木箱速度变化如图中(a)、(b)所示，则木箱的质量为________kg ，木箱与地面间的动摩擦因数为________．(g ＝10m/s 2)【解析】 由vt 图像知，物体在0～3s 做匀加速直线运动，加速度大小为：a ＝Δv t ＝63m/s 2＝2m/s 2在3s ～5s 物体做匀速直线运动，则由牛顿第二定律得：F 1－μmg ＝maF 2－μmg ＝0解得：m ＝25kg ，μ＝0.2例3如图所示，A 、B 两条直线是在A 、B 两地分别用竖直向上的力F 拉质量分别为m A 、m B 的物体得出的两个加速度a 与力F 的关系图线，由图线分析可知( )A ．两地的重力加速度g A ＞gB B ．m A ＜m BC ．两地的重力加速度g A ＜g BD ．m A ＞m B【解析】 由牛顿第二定律得：F －mg ＝ma 则a ＝1mF －g在aF 图像中，斜率为1m，由图像可知1m A ＞1m B，即m A ＜m B由函数关系知，aF 图像在纵轴上的截距表示重力加速度大小，则g A ＝g B ，故选B.例4“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后，返回舱开始从太空和地球表面按预定轨道返回，返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降 ，穿越大气层后，在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下降，这一过程中若返回舱所受空气阻力与速度的平方成正比，比例系数(空气阻力系数)为k ，所受空气浮力恒定不变，且认为竖直降落，从某时刻开始计时，返回舱的运动vt 图像如图中的AD 曲线所示，图中AB 是曲线在A 点的切线，切线交于横轴一点B 的坐标为(8，0)，CD 是曲线AD 的渐近线，假如返回舱总质量M ＝400kg ，g 取10m/s 2，试问：(1)返回舱在这一阶段是怎样运动的？(2)在初始时刻v ＝160m/s 时，它的加速度多大？(3)推证空气阻力系数k 的表达式．【解析】 (1)根据速度图像性质可以得出，该曲线的切线斜率逐渐减小，表明这一阶段返回舱开始做加速度逐渐减小的减速运动，最后是匀速运动(收尾速度)．(2)在初始v ＝160m/s 时，过A 点切线的斜率即为此时的加速度大小a ＝Δv Δt ＝160－08＝20m/s 2. (3)设返回舱所受空气浮力为f ，在t ＝0时，根据牛顿第二定律则有： kv 2＋f －Mg ＝Ma .由图线知返回舱最终速度为v m ＝4m/s 时，返回舱受力平衡，即有kv 2m＋f －Mg ＝0.由上述两式解得k ＝Mav 2－v 2m.【点评】 vt 图线的斜率大小反应物体加速度大小． (二)超失重应用例5某人站在一以2.5 m/s 2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起80 kg 的物体，他在地面上最多能举起多重的物体？若此人站在一匀加速上升的电梯里最多能举起40 kg 的物体，则此电梯上升的加速度为多少？【解析】 以物体为研究对象，物体受到人对它的最大支持力F 和重力G ；这两个力的合力使物体在竖直方向上做加速运动．而人对物体的最大支持力是不变的．依题意，电梯匀加速下降时mg －F ＝ma ，F ＝mg －ma ＝80×10－80×2.5＝600 N所以当人站在地面上时能举起的物体质量为m 2＝F g ＝60010＝60 kg当人站在匀加速上升的电梯里时F －m ′g ＝m ′a ′a ′＝F －m ′g m ′＝600－40040＝5 m/s 2。

超重和失重 问题超重和失重是两个很重要的物理现象。

当物体的加速度向上时，物体对支持物的压力大于物体的重力，这种现象叫做超重；当物体的加速度向下时，物体对支持物的压力小于物体的重力，这种现象叫做失重；当物体向下的加速度为g 时，物体对支持物的压力为零，这种现象叫做完全失重。

下面通过举例说明超重和失重的有关问题。

【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．当T 1＝40N 时，根据牛顿第二定律有T 1－mg ＝ma 1，则 0/410440211=⨯-=-=s m m mg T a由此可见电梯处于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，则 2222/2/44032s m s m m mg T a -=-=-=式中的负号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，则2233/1/44044s m s m m mg T a =-=-=加速度为正值表示电梯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．小结：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 ， (1)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：F －m 2g=m 2 a 1，则22221/2/10010001200s m s m m g m F a =-=-=(2)当升降机以a 2=2.5m/s 2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，F mg图1m 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3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3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 F 1＝m(g ＋a 1)＝1300 N(2)在2～6s 内，电梯做匀速运动．F 2＝mg ＝1000N(3)在6～9s 内，电梯作匀减速运动，v 0＝6m/s ，v t ＝0，加速度a 2＝(v t －v 0)/t ＝－2m/s 2 由牛顿第二定律可得F 3－mg ＝ma 2，解得钢绳的拉力F 3＝m (g ＋a 2)＝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．小结：从计算结果来看吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度无关，而与它的加速度有关，即超失重的条件是看物体运动的加速度而不是看物体运动的速度。

超重和失重的公式
1、超重：G+ma。

公式推导：F（支持力）-mg=ma。

结论：向上加速向下减速：加速度方向向上，产生超重现象。

故只要加速度方向向上就是超重，与速度方向无关。

2、失重：G-ma。

公式推导：mg-F（支持力）=ma
结论：向下加速向上减速：加速度方向向下，产生失重现象。

超重的影响：
航天器在发射和返回的过程中，由于加速度的关系，出现了超重现象。

早期的火箭发射时所产生7G~8G的超重，新式的火箭已降低到不超过5G。

由于推进技术的发展，航天飞机发射时可控制在3G水平、无论发射段还是返回段，在载人航天飞行中航天员基本都受到+Gx超重作用、重力的作用方向、数值大小、持续时间、变化速率及重复作用时间以及航天员的身体状况是决定能否耐受的主要因素。

在纵向超重(+GZ)作用下，由于静水压效应，引起全身血液分布改变，血液在下肢等人体低下部位潴留，使回心血量减少．造成头部供血障碍、轻则引起视觉改变、重则导致意识丧失。

超重和失重-练习与解析1．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．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：D解析：超重不是说物体的重力增加了，失重并不是说物体的重力减小了，完全失重不是说重力完全消失．在发生超重或失重现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化．故D对．2．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．已知这座空间站中所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验（）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：D解析：天平是根据杠杆原理来工作的，完全失重使物体对天平托盘的压力为0，所以A不对；同理托里拆利实验和验证阿基米德定律都牵涉到重力的问题，故B和C也不对．但是作用力和反作用力无论在什么条件下都是成立的，所以正确答案是D．3．用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，在下列四种情况中，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：C解析：由于超重和失重现象的存在，又根据超重和失重产生的条件，物体匀速运动时不发生超重或失重现象，加速度向上时发生超重现象，加速度向下时发生失重现象，所以C正确。

4．如图4－11所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体，受到一个伸长的橡皮筋的拉力作用，但仍能保持与升降机相对静止。

现突然发现物体被橡皮筋向右拉动，则可以判断升降机的运行状态可能是（）A．加速上升B．加速下降C．减速上升D．匀速向左运动答案：BC解析：物体未运动前，物体受到重力G、地板的支持力N、橡皮筋的拉力F和向左的静摩擦力f 的作用而处于平衡状态，即有：G＝N，F＝f．物体被橡皮筋向右拉动，说明橡皮筋的拉力F大于向左的静摩擦力f，即物体对地板的压力减小了，这就说明物体发生了失重，而失重有两种可能：B和C．5．电梯内有一弹簧秤挂着一个重5N的物体，当电梯运动时，看到弹簧秤的读数为6N，则可以确定（）A．电梯加速向上运动B．电梯减速向上运动C．电梯加速下降D ．电梯减速下降答案：AD解析：以物体为研究对象，受力如右图所示，由牛顿第三定律知，弹簧对物体的拉力跟物体对弹簧的拉力大小相等，故弹簧秤的读数即弹簧对物体的拉力。

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。

《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。

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．。