2025版人教版高中物理精讲精练必修1第19讲：超重和失重 原卷版

第19讲：超重和失重

【考点归纳】

考点01：超重和失重的概念

考点02：电梯中的超失重问题

考点03：完全失重问题

考点04：根据超失重问题判断物体运动状态

考点05：与F-t图像问题

考点06：超重、失重的有关计算

【知识归纳】

知识点一、超重和失重、完全失重、实重和视重

1．超重

(1)定义：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．

(2)产生条件：物体具有向上的加速度．

2．失重

(1)定义：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．

(2)产生条件：物体具有向下的加速度．

3．完全失重

(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象．

(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．

4．实重和视重

(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关．

(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，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

簧测力计的示数或台秤的示数即为视重．

知识点二：．超重、失重的比较

特征视重(F)与

加速度运动情况受力图

状态重力的关系

静止或匀速

平衡a＝0F＝mg

直线运动

竖直向上由F－mg

向上加速

超重或有竖直＝ma得

或向下减速

向上分量F＝m(g＋a)>mg

竖直向下由mg－F

向下加速或

失重或有竖直＝ma得

向上减速

向下分量F＝m(g－a)<mg

自由落体

完全

a＝gF＝0运动、抛

失重

体运动

知识点三．判断超重和失重的方法

(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，物体处于失重状态；等于零时，

物体处于完全失重状态．

(2)从加速度的角度判断

当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度

等于重力加速度时，物体处于完全失重状态．

【题型归纳】

题型一：超重和失重的概念

1．（23-24高一上·山西长治·期末）2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示为返回舱着

陆瞬间的照片。已知打开减速伞后返回舱减速下降一段距离，则在此段过程中（）

A．伞绳对返回舱的拉力小于返回舱对伞绳的拉力大小B．伞绳对返回舱的拉力大于返回舱对伞绳的拉力大小

C．返回舱中宇航员处于失重状态D．返回舱中宇航员处于超重状态

2．（23-24高一上·贵州铜仁·期末）有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，如图所示，其环形座舱套在竖直

柱子上”由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，

到地面时刚好停下。下列说法正确的是（）

A．座舱下落的整个过程中人处于失重状态

B．座舱减速下落的过程中人处于失重状态

C．座舱自由下落的过程中人处于完全失重状态

D．座舱下落的整个过程中人处于先超重再失重状态

3．（23-24高一上·山东临沂·期末）“蹦极”作为一种高空运动，受到很多年轻人的追捧，该活动中包含了很多的物理

知识。现在蹦极绳上安装一个力传感器，运动员在某次蹦极活动中，力传感器的图像如图所示，那么由图获得信息

正确的是（）

A．ab过程中是绳子逐渐伸长，人处在失重状态

B．c点人具有竖直向下的最大的加速度，处于超重状态

C．cd过程中绳子处于松弛状态，人处于超重状态

D．e点蹦极绳处于伸长状态，人处于完全失重状态

题型二：电梯中的超失重问题

4．（24-25高一上·全国）如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧测力计，弹簧测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线

运动时，弹簧测力计的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N，关于电梯的运动，以

下说法正确的是（g取10m/s2）（）

A．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2B．电梯可能向上加速运动，加速度大小为4m/s2

C．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为4m/s2

5．（24-25高三上·北京顺义·阶段练习）某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖

直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（）

A．在0～5s内，电梯加速上升，该同学处于失重状态

B．在5s～10s内，该同学对电梯地板的压力小于其重力

C．在10s～20s内，电梯减速上升，该同学处于失重状态

D．在20s～25s内，电梯加速下降，该同学处于超重状态

6．（23-24高一上·山东烟台·期末）跳伞运动员从高空跳下，在降落伞打开之前，空气阻力忽略不计，此时下落的加

速度为a，背包对运动员的压力为F。设当地的重力加速度为g，背包的质量为m，则下列正确的是（）

A．ag，FmgB．ag，Fmg

C．ag，FmgD．ag，F0

题型三：完全失重问题

7．（23-24高三上·云南曲靖）如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设

容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（）

A．容器自由下落时，小孔向下漏水

B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水

C．将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都向下漏水

D．将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都不向下漏水

8．（23-24高一上·全国）如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运

动过程中容器B的底面始终保持水平，下列说法正确的是（）

A．在上升和下降过程中A对B的压力大小都一定等于零

B．上升过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小

C．下降过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小

D．在上升和下降过程中A对B的压力大小都等于物体A受到的重力大小

9．（24-25高三上·北京）小明乘坐竖直电梯经过1min可达顶楼，已知电梯在t0时由静止开始上升，取竖直向上

为正方向，该电梯的加速度a随时间t的变化图像如图所示。若电梯受力简化为只受重力与绳索拉力，则（）

A．t4.5s时，电梯速度向下B．在5~55s时间内，绳索拉力最小

C．t59.5s时，绳索拉力大于电梯的重力D．t60s时，电梯速度恰好为零

题型四：根据超失重问题判断物体运动状态

10．（23-24高一下·广东揭阳·期末）在电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然绳子断了，

由此可以判断电梯此时的运动情况是（）

A．电梯可能是加速上升B．电梯可能是减速上升

C．电梯可能是匀速上升D．电梯的加速度方向一定向下

11．（23-24高一上·江苏无锡·期末）某同学站在力传感器上连续做“下蹲-站起-下蹲-站起…”的动作。截取力传感器

某一时段内的采集数据如图，D点和A点对应的力值之比约4：3。下列说法中正确的是（）

A．D点对应人正在站起，处于超重B．D点和A点对应的人加速度之比约4：3

C．B点对应人正在站起，处于失重D．图示的时间内该同学完成两次下蹲、起立的动作

12．（23-24高一上·江苏盐城·期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲—起立的动作时传感器记录的压力随时

间变化的图像，纵坐标为压力，横坐标为时间。下列说法正确的是（）

A．从b到c的过程中，人的加速度方向向下B．下蹲过程中人始终处于失重状态下

C．下蹲—起立过程中人最大加速度约为6m/s2D．6s内该同学做了2次下蹲—起立的动作

题型五：与F-t图像问题

13．（22-23高一上·湖南益阳·期末）小红和小明用体重计研究人在观光升降电梯中的超重和失重现象。在升降电梯

内的地板上放一体重计，电梯静止时小红站在体重计上。在升降电梯运动过程中，小明观察到体重计的示数F随时

间t变化的图像如图所示。已知升降电梯从t0时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速运动和匀减速运

动，在t13s时停止，g10m/s2。下列说法正确的是（）

A．小红在0~2s内重力增加了，小红处于超重状态

B．升降电梯在小明观察的这段时间内向下运动

C．小红在2~12s内匀速运动的速度为2m/s

D．小红在0~13s内位移为22m

14．（22-23高一上·福建福州·期末）如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，

再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如

图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是（）

A．B．

C．D．

15．（2020高三·全国·专题练习）图甲是莱芜一中尚清华同学站在接有力传感器的板上做下蹲、起跳动作的示意图，

图中的O点表示他的重心。图乙是传感器所受压力随时间变化的图像，图像上a、b两点的纵坐标分别为900N和

300N，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。根据图像分析可知（）

A．尚清华的重力可由b点读出，为300N

B．尚清华在b到c的过程中先处于超重状态再处于失重状态

C．尚清华在双脚与板不接触的过程中处于完全失重状态

D．尚清华在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度

题型六：超重、失重的有关计算

16．（22-23高一上·上海崇明·期末）电梯的厢壁上悬挂一个弹簧测力计，如图所示，弹簧测力计下悬挂0.5kg的重

物。当电梯由静止起向上做匀加速直线运动时，发现电梯在2s内上升了2层楼（每层高3m），求：

（1）这时弹簧测力计的示数应为多大？

（2）若某时刻发现测力计的示数为3N，通过计算说明此时电梯以多大的加速度向上做怎样的运动？

17．（23-24高一上·全国）一名质量为60kg的工人，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

个重物的弹簧测力计的示数为40N，已知该重物的质量为5kg。弹簧测力计的质量忽略不计。（g取10m/s2）

（1）先根据受力情况判断重物的加速度的方向，并指出重物是处于超重状态还是失重状态。，再求出重物的加速度

的大小。

（2）这时该工人对升降机底板的压力是多大？

（3）如果悬挂测力计的悬线突然从A点断开，则此时重物的加速度有何变化？

18．（23-24高一上·北京东城·期末）为了测量某住宅大楼每层的平均高度（层高）及电梯的运行情况，甲、乙两位

同学在该大楼电梯内用电子体重计及停表进行了以下实验：质量m50kg的甲同学站在体重计上，乙同学记录电

梯从地面一楼到顶层全过程中体重计示数随时间变化的情况，并作出了如图所示的图像。已知t=0时，电梯静止不

动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层。g取10m/s2

（1）画出电梯启动过程甲同学的受力分析图，并求出启动时电梯的加速度大小；

（2）画出电梯在0~30s时间内的速度（v）-时间（t）图像；

（3）求该大楼的层高。

【高分训练】

一、单选题

19．（2025·福建泉州·一模）校运会是学校教育活动中的一项重要内容，对促进学生的全面发展具有重要意义。图示

为某运动员跳高时成功越杆的精彩瞬间，该运动员（）

A．在离地后上升过程中处于失重状态B．在最高点时处于平衡状态

C．在开始下降时处于超重状态D．落地时地面对他的支持力大于他对地面的压力

20．（2025·江西抚州·模拟预测）利用智能手机的加速度传感器可直观显示手机的加速度情况。用手掌托着手机，打

开加速度传感器后，手掌从静止开始上下运动。以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的

图像如图所示，则手机（）

A．在t1时刻速度最大B．在t2时刻开始减速上升

C．在t1t2时间内处于失重状态D．在t1t2时间内受到的支持力逐渐增大

21．（24-25高三上·安徽·期中）如图甲所示，质量为m=2kg的物块挂在弹簧秤的下端，在弹簧秤的拉力作用下沿竖

直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向，物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示，弹簧秤始终在

弹性限度内，g取10m/s2.下列说法正确的是（）

A．2s~6s内物块先超重后失重，弹簧秤的示数先增大后减小

B．0~6s内物块先超重后失重，速度变化量大小为3m/s

C．0~6s内物块先失重后超重，6s时物块的速度为6m/s

D．0~6s内物块先失重后超重，弹簧秤6s末的示数为24N

22．（24-25高一上·北京海淀·期中）如图所示，一个物体静止地放在水平地面上的台式弹簧秤上，下列说法正确的

是（）

A．物体对弹簧秤的压力就是物体所受的重力

B．物体对弹簧秤的压力与物体所受重力是一对平衡力

C．物体对弹簧秤的压力与弹簧秤对物体的支持力是一对平衡力

D．如果在竖直上升的电梯中，台秤读数不一定等于物体的重力

23．（24-25高三上·云南楚雄）美国NBA比赛惊险刺激，深受广大球迷的喜爱。图为比赛中一运动员三分远投经历

了下蹲、蹬地、离地上升、抛投过程，一气呵成，不计空气阻力，关于运动员的一系列动作，下列说法正确的是（）

A．运动员下蹲过程处于失重状态

B．运动员蹬地上升到离地过程中，运动员蹬地的力大于地面对运动员的支持力

C．运动员蹬地上升到离地过程中，先超重后失重

D．运动员离地后上升过程中，处于完全失重状态，不受重力作用

24．（24-25高一上·全国·单元测试）在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重

计示数为500N。若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的400N，则在这段时间内

（）

A．该同学所受的重力变小了

B．电梯一定在竖直向下运动

C．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力

D．电梯的加速度大小为2m/s2，方向一定竖直向下

25．（24-25高二上·山西太原·开学考试）蹦床运动是一种集竞技、健身、观赏和娱乐于一体的综合性运动。某同学

在练习蹦床运动时在弹性网上安装压力传感器，利用压力传感器记录了他运动过程中所受蹦床弹力F随时间t的变

化图像，如图所示。不计空气阻力，取重力加速度大小g10m/s2。下列说法正确的是（）

A．该同学刚开始处于静止状态，可算出其质量为45kg

B．该同学在6.6s~7.4s内先处于失重状态，后一直处于超重状态

C．该同学全程的最大加速度为10m/s2

D．该同学在4.6~6.6s内离开蹦床上升的最大高度为5m

26．（24-25高一上·全国·单元测试）如图所示，两物体A、B(mAmB)叠放在一起，靠在竖直墙面上。将它们由静

止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是（不计空气阻力，重力加速度为g）（）

A．B．C．D．

27．（24-25高一上·全国·单元测试）跳跳杆是一种深受小朋友喜爱的弹跳器。可以自由伸缩的中心弹簧，一端固定

在跳杆上，另一端固定在能沿跳杆上下滑动的踏板上，人在踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧向上弹起，将人和

跳跳杆带离地面。当某同学玩跳跳杆时从最高点竖直下落到最低点的过程中，忽略空气阻力的影响，下列说法正确

的是（）

A．下落全过程中，该同学速度一直增大

B．下落全过程中，该同学加速度先增大后减小

C．下落全过程中，跳跳杆刚接触地面时，该同学速度最大

D．下落全过程中，弹簧形变量最大时，该同学处于超重状态

28．（2024高一上·全国·专题练习）如图甲所示，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫

星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十八号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。假设载人飞船质量约

为8吨，运载火箭质量（不含载人飞船）约为480吨，点火后产生600吨的推力（相当于地面上质量为600吨的物

体的重力），其简化模型如图乙所示。忽略大气阻力、火箭喷气造成的质量变化和重力加速度的变化，重力加速度g

取10m/s2。载人飞船和运载火箭从起飞到分离前匀加速直线上升的过程中，下列说法正确的是（）

A．载人飞船中的航天员处于失重状态B．加速度大小约为11.6m/s2

C．从起飞开始，经过10s上升的高度约为160mD．载人飞船受到运载火箭的推力大小约为9.84104N

二、多选题

29．（24-25高三上·陕西·期中）蹦极是一项深受年轻人喜爱的极限运动。如图所示，某人身系弹性绳自高空P点自

由下落，a点是弹性绳为原长时人的位置，b点是人静止悬挂时的平衡位置，c点是人所到达的最低点，不计空气阻

力，人可视为质点，弹性绳质量不计且满足胡克定律，则人在第一次下降到最低点的过程，下列说法正确的是（）

A．人经过a点时处于平衡状态B．从P点到a点人处于失重状态

C．从a点到b点人处于失重状态D．从b点到c点人处于失重状态

30．（24-25高一上·全国·单元测试）跳楼机是用乘坐台将乘客载至高空，然后竖直向下跌落（跌落的加速度接近g），

最后将乘坐台在落地前停住的游乐设备。跳楼机通过电动机将乘坐台上质量为60kg的游客送至高空。在从地面以

0.2m/s2的加速度匀加速竖直上升的过程中，在加速上升的第10s末该游客口袋中的一颗糖果从口袋中恰好滑出（不

考虑水平方向速度）。假设糖果在以后的运动过程中只受重力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（  ）

A．糖果从口袋中滑出来后，处于超重状态

B．该游客在加速上升的过程中，乘坐台对他的作用力是612N

C．糖果能够达到的离地最大高度是12m

D．糖果在滑出口袋时的速度大小为2m/s

31．（24-25高一上·全国·期末）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，设投放箱子的初速

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。则在箱子下落过程中，下列说法正确的是（）

A．箱子刚从直升机上投下时，箱内物体受到的支持力最小

B．箱子接近地面时，箱内物体可能处于超重状态

C．箱子先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的加速运动

D．若下落距离足够长，箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小

32．（24-25高一上·全国）超重和失重现象在日常生活中比较常见，关于超重和失重，下列说法正确的是（）

A．高山滑雪运动员在加速下滑过程中处于失重状态

B．柱形喷泉的水在空中运动的过程中处于超重状态

C．打开降落伞后，返回舱在减速下降的过程中处于超重状态

D．站在匀速上升的电梯上的顾客处于超重状态

33．（2024·山东潍坊·三模）如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气

体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用

的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v2（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h，其

v2与h的变化规律如乙图所示。g取10m/s2。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（）

A．打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s2

B．表演者一直处于超重状态

C．表演者上升5m时获得最大速度

D．表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动

34．（23-24高一下·云南·阶段练习）如图所示，能垂直起降的载货电梯内放有一个物体A。关于物体A的说法正确

的是（）

A．电梯减速上升时，物体A处于失重状态B．电梯加速上升时，物体A处于失重状态

C．电梯减速下降时，物体A处于失重状态D．电梯加速下降时，物体A处于失重状态

35．（23-24高一上·山东潍坊·期末）为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上连续做“下蹲”和“站起”的动

作，力传感器将采集到的数据输入计算机，绘制出压力随时间变化的图线如图所示，下列关于该同学受力和运动的

分析正确的是（）

A．从a到b的过程，先失重后超重B．从a到c的过程，蹲下一次，站起一次

C．从a到c的过程，在b处的速度最大D．从d到e过程，在做“站起”的动作

36．（23-24高一上·河南驻马店·期末）如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，t0时刻，将一金属小球从弹䈝

正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再

下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示。

则（）

A．t1时刻小球速度最大B．t2时刻小球速度最大

C．t2至t3时间内，小球速度先增大后减小D．t3至t4时间内，小球处于完全失重状态

三、解答题

37．（22-23高一上·湖南株洲·期末）如图所示，质量50kg的人站在升降机中的体重计上。重力加速度g取10m/s2，

当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数。

（1）匀速上升；

（2）以4m/s2的加速度加速上升；

（3）以5m/s2的加速度加速下降。

38．（20-21高一·全国）美国国家航空航天局（NASA）有一项面向大学生的“微重力学生飞行挑战计划”，学生以团

队形式提交自己设计的微重力