2025年新高一物理暑假衔接讲练 (人教版)第23讲 超重与失重 (学生版)

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。

②产生条件：a＝g，方向竖直向下。

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。

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洞悉1．视重与失重、超重

教材(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

静止或匀速直

平衡a＝0F＝mg

线运动

向上加速或向

超重向上F＝m(g＋a)>mg

下减速

向下加速或向

失重向下F＝m(g－a)<mg

上减速

抛体、正常运行

完全失重a＝gF＝0

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。

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解题方法

2

设某人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，对人进行受力分析，规定向上为正方

当电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升时，求人对向，列牛顿第二定律方程，求解支持

电梯的压力。g取9.8m/s2。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，水会从小孔喷解题方法

水瓶自由下落处于完全失重状态，水

出，但释放水瓶，让水瓶自由下落，水却不会从小孔

之间没有相互作用，水不能流出。

流出。这是为什么？

【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解题方法

一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态（如座舱以及人、手机都在自由下落，均

图）。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直处于完全失重状态，因此人的手感觉

柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自不到手机的压力，通过运动学规律求

由落下。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时解加速度，再通过牛顿第二定律求解

刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76m，当落外力。

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0.2kg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？

【答案】(1)人的手感觉不到手机的压力；(2)5.4N

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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m(ga)）

B．人处于超重状态，人对体重计的压力大小为ma

C．人处于失重状态，人对体重计的压力大小为ma

D．人处于超重状态，人对体重计的压力大小为m(ga)

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．

4

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50kg。

在某时刻电梯中的人观察到体重计的示数变为55kg，g取10m/s2，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11m/s2

B．电梯可能向下减速运动，加速度大小为1m/s2

C．电梯可能向下加速运动，加速度大小为1m/s2

D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为11m/s2

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（）

5

A．该同学所受的重力变大

B．电梯一定竖直向上运动

g

C．电梯的加速度大小为，方向可能竖直向上

5

g

D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向上

10

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100kg

B．在1s~2s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6ms2

D．在5s~6s内，人一直处于超重状态

9．（多选）一名质量为60kg的乘客，乘坐电梯从一层到六层，如图所示。当电梯以的0.25m/s2加速度匀

加速上升时，重力加速度大小g10m/s2，则人对电梯的压力大小和方向正确的是（）

A．大小为600NB．大小为615N

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

6

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g10m/s2，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2.5m/s2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2.5m/s2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2.5m/s2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2.5m/s2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

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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g10m/s2，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4.5mg

C．空间站中质量为2kg的物体置于台秤上的视重为70N

D．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g10m/s2。根据图像分析可知（）

8

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500N

C．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0.3125m

5．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，g10m/s2，下列说法正确的是（）

A．小明的体重约为90kg

B．AB段为起立过程，CD段为下蹲过程

C．AC段为起立过程，DE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

9

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/s2

7．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．

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

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（）

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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0.5kg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10m/s2，则电梯向上启动的加速度大小为（）

A．4m/s2B．0.4m/s2

4040

C．m/s2D．m/s2

6973

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（）

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A．在t1~t3时间内手机先加速后减速

B．在t2时刻手机到达最高点

C．在t2~t4时间内，手机处于失重状态

D．在t2~t4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．t4s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．t8s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a的正方向，在下降过程中加速度a随时间t变

化的图线如图所示，则（）

A．2~4s，人处于超重状态

12

B．14~18s，人处于超重状态

C．t1s时人对地板的压力大于t3s时人对地板的压力

D．t14s时人对地板的压力大于t16s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20cm刻度处；下端悬挂质量为

m1kg的钢球，静止时指针位于直尺40cm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10m/s2。下列说法正确的

是（）

A．弹簧的劲度系数k50N/m

B．指针指在30cm刻度时，物体加速度为5m/s2

C．指针指在30cm刻度时，物体处于失重状态

D．指针指在30cm刻度时，物体一定向下运动

17．质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，A