【02-新课预习】第23讲 超重与失重 (学生版) -2025新高一物理暑假衔接讲练 (人教版)

Page第23讲超重与失重内容导航——预习三步曲第一步：学析教材学知识：教材精讲精析、全方位预习练习题讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法练考点强知识：2大核心考点精准练第二步：记串知识识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握第三步：测过关测稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升知识点1重力的测量1．方法一：利用牛顿第二定律先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，根据G＝mg算出重力大小。2．方法二：利用力的平衡条件将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小相等。这是测量重力最常用的方法。知识点2超重和失重的理解和分析1．人站在体重计上向下蹲的过程中，体重计的示数会变化。体重计的示数反映了人对体重计的压力。2．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。3．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。学霸思维：超重或失重时，物体的重力不变，只是视重发生变化。②产生条件：a＝g学霸思维：超重或失重时，物体的重力不变，只是视重发生变化。INCLUDEPICTURE"167WL121教.TIF"INCLUDEPICTURE"167WL121教.TIF"INCLUDEPICTURE"F:\\待考\\334物理（必修第一册导学案（人教\\167WL121教.TIF"INETINCLUDEPICTURE"F:\\待考\\334物理（必修第一册导学案（人教\\167WL121教.TIF"INETINCLUDEPICTURE"\\\\张新伟\\张新伟\\334物理（必修第一册导学案（人教\\第4章运动和力的关系\\167WL121教.TIF"INETINCLUDEPICTURE"F:\\张新伟\\334物理（必修第一册导学案（人教\\第4章运动和力的关系\\167WL121教.TIF"INETINCLUDEPICTURE"\\\\张新伟\\张新伟\\334物理（必修第一册导学案（人教\\第4章运动和力的关系\\167WL121教.TIF"INETINCLUDEPICTURE"\\\\张新伟\\张新伟\\334物理（必修第一册导学案（人教\\第4章运动和力的关系\\167WL121教.TIF"INETINCLUDEPICTURE"\\\\张新伟\\张新伟\\334物理（必修第一册导学案（人教\\第4章运动和力的关系\\167WL121教.TIF"INET1．视重与失重、超重(1)视重：当物体用弹簧测力计竖直悬挂或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，其大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。(2)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。(3)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。2．超重、失重现象的分析特征状态加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图平衡a＝0F＝mg静止或匀速直线运动超重向上F＝m(g＋a)>mg向上加速或向下减速失重向下F＝m(g－a)<mg向下加速或向上减速完全失重a＝gF＝0抛体、正常运行的卫星3.两点说明(1)处于完全失重状态时，一切与重力有关的现象都消失，所有依据重力原理制作的仪器都不能正常工作。比如液体对容器壁的压力消失，浸在液体中的物体受到的浮力消失，天平、水银气压计等仪器都不能正常使用。(2)无论物体沿哪个方向运动，只要在竖直方向有向上的加速度，就处于超重状态；有向下的加速度，就处于失重状态。洞悉教材学霸思维：学霸思维：判断超重、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g时处于完全失重状态。教材习题01设某人的质量为60，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.25的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。g取9.8。解题方法对人进行受力分析，规定向上为正方向，列牛顿第二定律方程，求解支持力，再根据牛顿第三定律可得人对电梯的压力。【答案】603N，方向竖直向下教材习题02当在盛水的塑料瓶壁上扎一个小孔时，水会从小孔喷出，但释放水瓶，让水瓶自由下落，水却不会从小孔流出。这是为什么？解题方法水瓶自由下落处于完全失重状态，水之间没有相互作用，水不能流出。【答案】当释放水瓶后，水瓶自由下落，瓶和水均处于完全失重状态，瓶中各处的水(包括小孔处的水)的压强都等于大气压，水之间没有互相挤压，故水不能从瓶中流出教材习题03一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态（如图）。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动，座舱做匀减速运动。若座舱中某人用手托着质量为0.2的手机，当座舱落到离地面50m的位置时，手的感觉如何？当座舱落到离地面15m的位置时，手要用多大的力才能托住手机？解题方法座舱以及人、手机都在自由下落，均处于完全失重状态，因此人的手感觉不到手机的压力，通过运动学规律求解加速度，再通过牛顿第二定律求解外力。【答案】(1)人的手感觉不到手机的压力；(2)5.4N考点一超重和失重的理解1．神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆，在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速，返回舱速度大大减小，在减速过程中（）A．返回舱受到的合力向下 B．返回舱处于平衡状态C．返回舱处于失重状态 D．返回舱处于超重状态2．如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．人处于失重状态，人对体重计的压力大小为）B．人处于超重状态，人对体重计的压力大小为maC．人处于失重状态，人对体重计的压力大小为maD．人处于超重状态，人对体重计的压力大小为3．将一弹簧测力计悬挂在升降机天花板下，弹簧下端连接一个小钢球，如果弹簧测力计示数突然变大，则此时升降机可能的运动状态是（

）A．减速上升 B．加速下降 C．减速下降 D．匀速下降4．如图，雪碧瓶在底部钻几个小孔，盛满水后将瓶竖直上抛，上升过程中应出现图为（）A． B．C． D．5．（多选）巴黎奥运会上，我国运动员取得了优异成绩。下列关于图中运动员的描述，正确的是（）A．图甲中蹦床运动员离开蹦床向上运动的过程中处于失重状态B．图乙中举重运动员举着杠铃保持不动时处于超重状态C．图丙中跳高运动员腾空过杆过程中处于超重状态D．图丁中单杠运动员双手抓杆向上减速运动过程中处于失重状态考点二超重和失重的有关计算6．如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。电梯做匀速直线运动时，体重计的示数为。在某时刻电梯中的人观察到体重计的示数变为，g取，关于电梯的运动，以下说法正确的是（）

A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为B．电梯可能向下减速运动，加速度大小为C．电梯可能向下加速运动，加速度大小为D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为7．张华同学站在升降电梯内的体重秤上，电梯静止时，体重秤示数为50kg。电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重秤示数如图，重力加速度为g。则在这段时间内（）A．该同学所受的重力变大B．电梯一定竖直向上运动C．电梯的加速度大小为，方向可能竖直向上D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向上8．人站在力传感器上完成下蹲、站起动作，观察计算机采集到的图线。如图是某人在运动过程中力传感器的示数随时间变化的情况。下列说法正确的是（）A．人的质量约为B．在~内，人完成“下蹲”和“站起”两个动作C．在下蹲过程中，人的最大加速度约为D．在~内，人一直处于超重状态9．（多选）一名质量为的乘客，乘坐电梯从一层到六层，如图所示。当电梯以的加速度匀加速上升时，重力加速度大小，则人对电梯的压力大小和方向正确的是（）A．大小为 B．大小为C．方向为竖直向下 D．方向为竖直向上10．（多选）如图所示，在升降机内的水平底面上安装压力传感器后，将物体G放在压力传感器上面。当升降机处于静止状态时，压力传感器的示数为80N，重力加速度，下列说法正确的是（）A．压力传感器的示数为60N时，升降机可能以的加速度减速上升B．压力传感器的示数为60N时，升降机可能以的加速度加速上升C．压力传感器的示数为100N时，升降机可能以的加速度加速上升D．压力传感器的示数为100N时，升降机可能以的加速度减速上升知识导图记忆知识目标复核1．知道超重、失重和完全失重的定义。2.能够在具体实例中判断超重、失重现象。3.会利用牛顿运动定律分析超重和失重现象。一、单选题1．“蹦极”是一项刺激的运动，能让挑战者获得失重和超重的体验。如图，一名挑战者身系弹性绳从高处沿直线下落，依次经过a、b、c三点，运动到a点时，弹性绳刚好绷紧，运动到b点时，弹性绳上的拉力刚好等于挑战者的重力，c点为下落的最低点，不计空气阻力和弹性绳的重力，弹性绳始终在弹性限度内，则挑战者从a点运动到c点的过程中（）A．一直处于超重状态B．一直处于失重状态C．先超重后失重D．先失重后超重2．某次实验，小明同学站在力传感器上进行起立、下蹲的动作，得到如图所示的力随时间变化的图像，下列说法能正确反映小明动作的是（）A．先起立，后下蹲B．先下蹲，后起立C．先起立，后下蹲，接着起立，再下蹲D．先下蹲，后起立，接着下蹲，再起立3．空间站的发射和回收过程中，航天员要承受超重或失重的考验。在某空间站竖直向上加速发射过程中，有一段时间内的加速度达到3.5g。已知空间站中航天员的质量为m，取重力加速度，则在该段时间内（）A．航天员处于失重状态B．空间站对航天员的作用力大小为4.5mgC．空间站中质量为2kg的物体置于台秤上的视重为70ND．空间站对航天员的作用力大于航天员对空间站的作用力4．图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度。根据图像分析可知（）A．c到d的过程中，人处于完全失重状态B．人的重力可由b点读出，约为500NC．f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点D．人上升的最大高度约为0.3125m5．在学习了超重失重之后，小明同学站在体重计上，做下蹲和起立的动作，通过力传感器采集的图像如图所示，，下列说法正确的是（

）A．小明的体重约为90kgB．段为起立过程，段为下蹲过程C．段为起立过程，段为下蹲过程D．下蹲过程中一直处于超重状态6．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，体重计示数为如图所示的40kg。电梯突然启动，在启动的一段时间内，该同学发现体重计示数为45kg，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．该同学的质量变大了B．电梯启动时一定在竖直向上运动C．电梯启动时可能在竖直向下运动D．电梯启动时的加速度大小为2m/s27．如图所示，两物体A、B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．8．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，背包的质量为m，则下列正确的是（

）A．， B．，C．， D．，9．如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔，用手指堵住小孔，往杯子里倒半杯水。手指松开后，下列方式可以使水流出的是（不考虑杯子转动及空气阻力）（）A．匀速运动 B．竖直向下抛出C．斜向上抛出 D．静止释放10．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），到回到出发点的过程中，下列说法正确的是（）

A．上升过程A、B处于超重状态，下降过程A、B处于失重状态B．上升和下降过程A、B两物体均为完全失重C．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力11．小明拿着一个由轻质弹性细绳和一质量为的小球组成的玩具乘坐电梯，如图所示。某时刻他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的1.2倍，则该时刻（）A．小明处于超重状态 B．小明处于失重状态C．电梯可能加速下降 D．电梯可能减速上升12．某同学为测量电梯启动的加速度，站在电梯中的体重计上随电梯一起上升。同学静止时，体重计显示69kg，启动过程中体重计示数稳定在73kg，g取，则电梯向上启动的加速度大小为（）A． B．C． D．13．phyphox是一款功能强大的软件，它可以让手机充当一个真实的物理实验工具，让用户随时随地进行物理学习。该软件支持快速生成图表和文字，并进行统计分析，用户可以通过选择传感器输入来设计和分析实验，为用户提供了丰富便利的实验辅助工具。现用某款智能手机进行以下实验：在phyphox里面打开加速度传感器，用手掌平托智能手机，将其竖直向上抛出，然后在抛出点接住手机，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．在时间内手机先加速后减速B．在时刻手机到达最高点C．在时间内，手机处于失重状态D．在时间内手机受到的支持力逐渐减小二、多选题14．实验小组利用DIS系统，观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验，某次实验得到电梯内一物体v—t图像如图所示，取向上为正方向，以下说法正确的是（）A．s时电梯上升到最高点B．1~3s内电梯加速上升，物体处于超重状态C．5~7s内电梯减速下降，物体处于失重状态D．s时电梯停止在某一层楼15．一人乘高速电梯从顶楼开始下降，设竖直向上为加速度的正方向，在下降过程中加速度随时间变化的图线如图所示，则（）A．，人处于超重状态B．，人处于超重状态C．时人对地板的压力大于时人对地板的压力D．时人对地板的压力大于时人对地板的压力16．某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”，如图所示。弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20刻度处；下端悬挂质量为的钢球，静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g取10。下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数B．指针指在30cm刻度时，物体加速度为C．指针指在30cm刻度时，物体