超重和失重-人教版高一物理教学讲义

6.超重和失重

目^

【学习目标】....................................................................................1

【思维导图】....................................................................................2

【知识梳理】....................................................................................2

知识点1：重力的测量........................................................................2

知识点2：超重和失重........................................................................3

【方法技巧】....................................................................................6

方法技巧1超重和失重的判断方法............................................................6

方法技巧2用F-t图像分析超重和失重问题....................................................9

【巩固训练】...................................................................................12

【学习目标】

1.认识超重和失重现象，理解超重和失重的含义。

2.掌握超重和失重的产生条件，明确加速度方向与超重、失重状态的对应关系。

3.能运用牛顿第二定律分析超重和失重状态下物体的受力与加速度关系。

4.认识超重和失重现象在生活中的应用。

重点：

1.超重和失重的物理含义及判断。

2.加速度方向与超重、失重状态的对应关系。

3.运用牛顿第二定律分析超重和失重现象的核心逻辑。

难点：

1.完全失重现象的本质理解。

2.超重和失重现象有关的图像分析。

【思维导图】

方法一：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，里力为G=mg

仁重力的两种常用测■方法一

一方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量.将待频彻体静止悬挂或

议・在测力计上，测力计的示效反映了物体解的司力大小

厂买芭：物体旃所受的Q,物体所受的童力不会因为物体运动IX态的变化而变化

❶重力的测量一-实星和视里T

匚M弹簧即计或台

L里力与质量的区SU

■

口

二「定义：物体对支持物的压力大于物体所受星力的现象

33一

二

X一产生条件：物体具有竖直向上的。丽

T口厂超飘象一

j本质：具有竖直司上的加速度

L」

Z

3一一运动形式：向上弧速运动或向下减速运动

B一

二

L定义：物体对支趣J的压力小于物体所受打的现象

一产生条件：物粳有竖直向下的加速度

一本质：具有竖直句下的加速度

❷超重和失重一

J运动形式：向上减速运动或向下加速运动

「比Z：糊抑技挣媚助(丽於MiW啦tn圻零的嬲

J完全失宜--产生条件：nttiOa=9,方向竖直向下

I现象：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的栅5现象都将完全消失

I平衡、超生、失星和完全失星的t版

【知识梳理】

知识点1:重力的测量

1.重力的两种常用测量方法

(1)方法一：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，利用牛顿第二定律可得

重力为G=〃?go

(2)方法二：利用力的平衡条件对重力讲行测最。将待测物体悬桂或放胃在测力计匕使它处于静止状态

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，测力计的示数反映了物体所受的重力大

小.这是测量重力最常用的方法。

2.实重和视重

(1)实重：物体实际所受的重力，物体所受的重力不会因为物体运动状态的变化而变化。

(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对测力计的拉力或对测力计(或台秤)的压力将不等于

物体的重力，此时测力计（或台秤）的示数叫物体的视重。

*1!”」一酬因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于实重，所以我们用弹簧测力计测物体的重力时,

应在物体静止或匀速运动时进行。

重力与质量的区别

1、重力是地球对物体的吸引，而质量是物质的基本属性，不能把物体的轻重（即物重）与物体含有物质

的多少（质量）混为一谈。

2、重力与物体的位置、距地面高度等有关，而质量不随位置、运动状态的变化而变化。

3、质量的测量工具是天平，重力的测量工具是测力计。

【典例1］下列关于重力的说法，正确的是（）

A.物体对悬线的拉力一定等于物体所受的重力

B.物体对水平支持面的压力•定等于物体的重力

C.重力可以由弹簧秤测出，弹簧秤的示数一定等于重力的大小

D.站在匀速运动的电梯中的人，受到的重力和水平底面给他的支持力相平衡

【答案】D

【解析】A.由于物体的运动状态不确定，所以物体对悬线的拉力不一定等于物体所受的重力，则A错

误；

B.由于物体的运动状态不确定，所以物体对水平支持面的压力不一定等于物体的重力，则B错误：

C.重力可以由弹簧秤测出，但是由于物体的运动状态不确定，则弹簧秤的示数不一定等于重力的大小，

所以C错误；

D.站在匀速运动的电梯中的人，由平衡条件可得，受到的重力和水平底面给他的支持力相平衡，所以D

正确；

故选D。

知识点2：超重和失重

1.超重现象

（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，叫作超重现象，即此

时视重大于实重。

（2）产生条件：物体具有竖直向上的加速度。

（3）本质：当物体具有竖直向上的加速度时，根据牛顿第二定律可知/一〃陪=〃心，即产=〃？（g+a）>

〃遭：由牛顿第三定律知，此时物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力。

（4）运动形式：向上加速运动或向下减速运动。

2.失重现象

（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，叫作失重现象，即此时

视重小于实重。

（2）产生条件：物体具有轻直向下的加速度。

（3）本质：当物体具有竖直向下的加速度时，根据牛顿第二定津可知〃?g—尸即尸（g—4）＜

〃吆：由牛顿第三定律可知，此时物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力。

（4）运动形式：向上减速运动或向下加速运动。

3.完全失重

（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象，即此时视重为零。

（2）产牛条件：加速度〃=g,方向竖直向下。

（3）现象：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失,比如物体对支持它的物

体无压力、摆钟停止摆动、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等，靠重力才能使用

的仪器将失效（如天平、液体气压计等）。

4.平衡、超重、失重和完全失重的比较

重力mg与

加速度运动情况图示

视重F的关系

qF

平衡4=0F=mg静止或匀速直线运动

mg

F-mg-ma,a

超重加速度向上向上加速或向卜减速运动

则F=mg+ma>mg

mg—F=ma,

失重加速度向下向下加速或向上减速运动

中4

则F=mg-ma<mg▼mg

完全失重a=gF=0自由落体运动、抛体运动

特别提I、超重和失重状态下，物体在竖直方向上受到的合力不为零。

2、物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化，只是“视重”发生了改变。

3、超重或失重现象与物体速度的大小和方向无关，只决定于加速度的方向。

4、当物体具有竖直向上的加速度分量时，也属于超重；物体具有竖直向下的加速度分量时，也属于失

重。

【典例2】卜列关于超重和失重的说法中，正确的是（）

A.物体处于超重状态时，其重力增加了

B.物体处于失重状态时，其重力减小了

C.物体处于超重或失重状态时，其质量发生了改变

D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化

【答案】D

【解析】A.物体处于超重状态时，其视重（即支持力或拉力）增大，但实际重力由6=〃吆决定，未改

变，故A错误；

B.物体处于失重状态时，视重减小，但重力仍为"火，未减小，故B错误；

C.质量是物体固有属性，与运动状态无关，物体处于超重或失重状态时，其质量不变，故C错误；

D.超重或失重仅由加速度引起，物体的质量旭和重力G=均未变化，故D正确。

故选D。

【变式1】小军在校秋季运动会上跳过了1.8m的高度，夺得了男子组跳高冠军。则小军（）

A.在下降过程中处于失重状态

B.在离地后的上升过程中处于超重状态

C.起跳过程中，地面对他的平均支持力等于他的重力

D.起跳过程中，地面对他的平均支持力小于他的重力

【答案】A

【解析1A.人在下降过程中加速度方向向下，处于失重状态，故A正确；

B.离地后上升时仅受重力，加速度向下，处于失重状态，故B错误；

CD.起跳时需产生向上加速度，地面对他的平均支持力必须大于重力，故CD错误。

故选A。

【变式2]一个年轻人在以加速度。=2加速上升的升降机旦最多能举起质量为=5（）kg的重物，问

当升降机以同样的加速度减速上升时，该年轻人能最多举起的重物W的质量为（）（取gfOm/s?）

A.50kgB.100kg

C.75kgD.125kg

【答案】C

【脩析】当升降机加速上升时，物体处于超重状态，视重为N=m（g+a）。年轻人能施加的最大举力为:

N=50kgx(10+2)m/s2=600N(取gulOm/s?)。

当升降机减速上升时，等效加速度方向向下，视重为M=最大举力仍为600N,则

in=6加kg=75ks

10-2&°

故选C。

【变式3】在一个盛水的杯中，用固定在杯底的弹簧拉住一个密度比水小的木球，如图所示，当杯子自由

下落时,弹簧将（）

A.变为压缩状态B.更加伸长

C.等于其自然长度D.长度与杯子静止时一样

【答案】C

【解析】小球静止时受重力、浮力和弹簧的拉力处于平衡，当自由下落时，小球处于完全失重状态，系统

的加速度为g，则最终弹簧的拉力为零，形变量为零，弹簧将等于其自然长度，故选C。

【方法技巧】

方法技巧1超重和失重的判断方法

1、物体所受的压力（拉力、支持力等）与重力的关系：若取>mg,物体超重；若F'<mg,物体失重。

2、加速度方向：加速度（或加速度分量）向上，物体超重；加速度（或加速度分量）向下，物体失重。

【典例3】“单人蹦极”是游乐园里深受孩子们喜爱的游乐项目，其原理可简化为如图所示，两根相同的弹

性纯一端分别系于固定杆的A、4处，另一端系在游玩者身体上。游玩者在C位置时弹性绳恰好为原长，

。位置是游玩者运动的最低点，石位置是游玩者运动的最高点，不计空气阻力。游玩者从。位置到七位置

的过程中，下列说法正确的是（）

AB

A.在。位置时，游玩卷的加速度为0

B.在E位置时，游玩者的加速度为0

C.从。位置至C位置的过程，游玩者始终处丁超重状态

D.从C位置至E位置的过程，游玩者始终处于失重状态

【答案】D

【解析】A.在D位置时，游玩者所受弹性绳弹力的合力大于重力，加速度向上，故A错误；

B.在E位置时，游玩者只受更尢，加速度向卜，故B错误：

C.从。位置至C位置的过程，游玩者的加速度先向上后向下，所以先超重后失重，故C错误；

D.从C位置至E位置的过程，游玩者只受重力，始终处于失重状态，故D正确。

故选D.

【变式1】某科技体验馆推出“火星登陆模拟舱''体验项目，一质量为60kg的游客进入舱内体验模拟升空过

程，在启动加速阶段模拟舱以3mNz的加速度竖直向上加速，身取I()m/s2.关于启动加速阶段，下列说

法正确的是()

A.该游客对座椅的压力为600N,处于失重状态

B.该游客对座椅的压力为420N,处于失重状态

C.该游客对座椅的压力为780N,处于超重状态

D.该游客对座椅的压力为600N,处于平衡状态

【答案】C

【解析】设座椅对人的支持力为N,根据牛顿第二定律N-mg="以

解得N=780N

根据牛顿第三定律，人对座椅的压力大小等于支持力N,即为78ON。由于模拟舱加速度方向竖直向上，

游客处于超重状态。

故选C。

【变式2】如图所示，在跳板跳水比赛中，运动员的起跳过程可简化为：运动员将跳板顶端从水平位置B

压到最低点C后向上弹起，直到最高点A,然后运动员完成规定动作落入水中，不计空气阻力，关于运

动员，下列说法正确的是（）

A.在C点时，加速度为0

B.在B点时，加速度为0

C.从B到A过程中，始终处于失重状态

D.从C到8过程中，始终处于超重状态

【答案】C

【解析】A.运动员在下压跳板运动至最低点。时，速度为零，运动员将向上运动，故加速度向上，故A

错误；

B.在8点时运动员只受重力，加速度为g,故B错误；

C.运动员从B到4的过程中，只受重力作用，加速度向下，故运动员处于失重状态，故C正确：

D.从。到B的过程中，先是弹力大于重力，然后弹力小于重力，故加速度先向.匕再向下，故运动员先超

重再失重，故D错误.

故选C。

【变式3】（多选）蹦极是一项极限体育项目。运动员从高处跳下，当弹性绳被拉宜后，在弹性绳的缓冲

作用下，运动员下降速度先增大再减小直至为零。下列描述正确的是（）

A.运动员加速下降阶段处于超重状态

B.运动员加速下降阶段处于失重状态

C.运动员减速下降阶段所受绳的拉力大丁自身重力

D.运动员减速下降阶段所受绳的拉力小于自身重力

【答案】BC

【解析】AB.运动员加速下降阶段，加速度向下，处于失重状态，选项A错误，B正确：

CD.运动员减速下降阶段加速度句上，合力向上，所受绳的拉力大于自身重力，选项C正确，D错误。

故选BCo

方法技巧2用F-t图像分析超重和失重问题

人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。图1呈现的是某人下蹲过程中力传感器的

示数随时间变化的情况。图2显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示

数随时间的变化情况。

下蹲动作包含失重和超重两个过程，先是加速下降，处于失重状态，到达最大速度后再减速下降，处

于超重状态，即先处于失重状态再处于超重状态；问理，起立动作也包含两个过程，先加速上升，处于超

重状态，后减速上升，处于失重状态。

图1下留过程图2F蹲、站起两个过程

1、判断运动状态

由图2可知，4、b、c、d、e、/时刻，人对传感器的压力等于重力500N,物体处于平衡状态；A、。时

刻，人对传感器的压力小于重力，所以人处于失重状态；8、C时刻，人对传感器的压力大于重力，所以人

处于超重状态。

2、加速度的计算

例如，在A时亥ij,人对传感器的压力等于200N,由牛顿第三定律可知，传感器对人的支持力也为200N,

/一〃200N-500N-

由牛顿第二定律〃='疗取=巴_坨l=人在4时刻的加速度大小为6m/s2,方向竖直向

in50kg

下。

【典例4】以竖直向上为正方向，某同学乘电梯开始下楼的加速度〃随时间/变化的图线如图所示，则该

同学（）

a(m/s:)

A.0~4s内处于超重状态

B.7Tos内处于失重状态

C.f=4s时速度最大

D.4〜7s内处于静止状态

【答案】C

【解析】A.以竖直向上为正方向，0~4s内加速度为负，可知加速度方向向下，物体处于失重状态，故A

错误；

B.770s内加速度为正，可知加速度方向向上，故物体处于超重状态，故B错误；

CD.根据题意，该同学初速度为零，由AB选项的分析，该同学0~4s内经历失重，即向下做加速运动，

4~7s内加速度为零，做匀速直线运动，770s内经历超重，即向下做减速运动，可知f=4s时速度最大，故

C正确，D错误。

故选C。

【变式1】如图甲所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的?尊姿称为

“下蹲”过程，由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。他稳定站立时，体重计的示数为500N。关

于实验现象，下列说法正确的是（）

F/N

甲乙

A.“起立”过程中，先出现失重现象，后出现超重现象

B.“下蹲”过程中，支持力可能出现小于压力的情况

C.“起立”和“下蹲”过程都出现了超重和失重现象

D.图乙记录的是他完成三次，蹲起”的过程

【答案】C

【解析】AC.“起立”过程中，人先向上做加速运动，后向上做减速运动，即人先处于超重状态后处于失重

状态；“下蹲”过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，即人先处于失重状态，后处于超重状

态，故A错误，C正确；

B.支持力和压力是一对相互作用力，二者的大小总是相等，故B错误；

D.物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况称为超重现象，即体重计示数大于实际重量；物体对支

持物的压力小于物体所受重力的情况称为失重现象，即体重计示数小于实际重量。图像中第一次变化，体

重计示数先小于实际重量，后大于实际重量，即先失重后超重，为一次“下蹲”过程，第二次变化，体重计

示数先大于实际重量，后小于实际重量，即先超重后失重，为一次"起立''过程，故D错误。

故选C。

【变式2】(多选)蹦床属于体操运动的•种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，•运动员做蹦床运

动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力尸随时间，的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运

动，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。依据图像给弟的信息，下列说法正确的是()

A.运动员的质量为60kg

B.运动员的最大加速度为45m/s2

C.运动员离开蹦床后上升的最大高度为5m

D.9.3s至10.1s内，运动员一直处于超重状态

【答案】ABC

【解析】A.由图给信息可知，开始时运动员静止在糊床上，所受弹力与重力大小相等即，咫=600N

解得运动员的质量=60kg,选项A正确；

B.在瑚床上时受到的最大弹力1=33O()N

最大加速度4==45m/J,选项B1E确；

m

C.运动员离开蹦床后在空中运动的时间/=2s,上升和下落的时间分别为Is。则最大高度为

/?=gg/2=5m,选项C正确；

D.9.3s至10.1s内，运动员先失重后超重，再失重，选项D错吴。

故选ABCo

【变式3】在升降电梯的水平地板上放一电子秤，如图甲所示，某同学站在电子秤上，电梯静止时电子秤

的示数为40kg。，=0时刻电梯由静止开始下降，0〜4s时间内电子秤示数随时间的变化图像如图乙所示，

重力加速度g=10m/$2,求：

(I)0~4s内该同学速度的最大值；

(2)0~4s内加速下降的位移大小和匀速下降的位移大小;

(3)0~4s内电梯运动的距离。

【答案】(1)1.25m/s(2)0.625m,2.5m(3)3.75m

【解析】(1)0~ls内对该同学由牛顿第二定律，〃

解得加速度大小4=g-&1=10-咨普=L25m/s2

m40

Is末的速度V)=4乙=1.25ni/s

l~3s内匀速下降；3~4s内减速下降，加速度大小a二及'2一〃」=4x1：4()x[()=]25mzs2

m40

则4s末速度为5=斗一生"=。

则该同学速度的最大值1.25m/s.

(2)()~4s内加速下降的位移大小内=1=0.625m

匀速下降的位移大小毛=卬2=L25x2m=2.5m

(3)电梯减速运动的位移=Aj=0.625m

可得0~4s内电梯运动的距离x=±+七+占=3.75m

【巩固训练】

1.2025年9月3日上午，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利8()周年大会在北京天安门广场

隆重:举行。如图，一架歼-20S战斗机在空中进行飞行表演，则（)

A.表演过程中，可以将战斗机视为质点

B.无论以谁为参考系，飞行员都是运动的

C.战斗机向上爬升时，飞行员一定处于失重状态

D.战斗机向上爬升时，飞行员可能处于超重状态

【答案】D

【解析】A.战斗机的姿态是飞行表演的重要内容，该过程中，不可以将战斗机视为质点，故A错误。

B.以战斗机驾驶室中的座椅为参照物，飞行员是静止的，故B错误。

CD.战斗机向上爬升时，可能处于加速状态，也可能处于匀速、减速状态，加速时飞行员处于超重状

态，减速时飞行员处于失重状态，故C错误D正确。

故选D。

2.假如哪吒飞行全靠脚下的风火轮，如图所示，哪吒（含装备）在风火轮作用下沿竖直方向匀速上升一

定高度后减速上升直至速度为零，然后水平向右匀加速移动一段距离，空气阻力忽略不计。卜列说法中正

确的是（）

A.匀速上升时，哪吒处于完全失重状态

B.减速上升时，哪吒处于超重状态

C.水平匀加速移动过程中，风火轮对哪吒作用力方向斜向右上方

D.水平匀加速移动过程中，风火轮对哪吒作用力方向竖直向上

【答案】C

【解析】A.匀速上升时，对哪吒受力分析有尸-〃?g=〃也

由于加速度为0,所以哪吒既不超重也不失重，故A错误；

B.减速上升时，加速度方向竖直向下，所以尸咫，哪吒处于失重状态，故B错误;

CD.水平匀加速移动过程中，根据受力分析和牛顿第二定律知，哪吒受到重力、风火轮的作用力，合力

水平向右，所以风火轮对哪吒作用力斜向右上方，C正确，D错误。

故选C。

3.科学研究表明，•般人在超重状态下加速度达到5g左右时，就会出现黑视现象，短暂失去视觉。某同

学想了解自身的承受能力，她站在力传感器上采集了如图所示图线，g取lOm/sz,对于本次实验以下说法

正曲的是（）

B.她先卜蹲，后站起

C.超重阶段该同学重力变大

D.她能站起来是因为地面给的支持力大于她对地面的压力

【答案】B

【解析】A.由图可知，该同学佗重力G=〃火=500N

可得m=50kg

根据牛顿第二定律500N-200N=5（）q

可得失重的最大加速度4=6m/s2,故A错误：

B.根据题图可知该同学先失重，后超重，经过一段时间后先超重再失重，可知该同学先向下加速后向下

减速，然后向上加速再向上减速，可知她先下蹲，后站起，故B正确：

C.超重或失重时重力不会发生变化，故C错误；

D.地面给的支持力和她时地面的压力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。

故选B。

4.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

【答案】A

【解析】BCD.杯子跟水做斜向上抛体运动、自由落体运动、竖直卜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，BCD错误，；

A.杯子做匀速运动，处于平衡状态，水受重力，会漏出，A正确。

故选Ao

5.一个质量为60kg的人为了研究失重和超重现象，他在竖直升降的电梯内的水平地板上放置一个台秤，

当电梯运动时他发现台科的读数•段时间为603N,g取9.8m/s2。则这段时间电梯的运动情况nJ能是

()

A.以O.O5m/s2加速度加速上升B,以O.OSm/sc加速度减速下降

C.以O.25m/s2加速度加速下降D.以().25m/sz加速度减速下降

【答案】D

【解析】对人受力分析，根据牛顿第二定律有尸N-〃吆=〃口

解得〃=0.25m/s2,方向竖直向上，说明人处于超重状态，电梯的加速度方向向上，则电梯可能以().25m/s2

的加速度加速上升，或以0.25m/s?的加速度减速下降，故选D。

6.小强同学站在被放入电梯中的体重秤上，静止时秤的示数为60kg。电梯从一楼启动，竖直向上运动到

八楼停止，然后从八楼返回一楼，在这个过程中，可能看到的现象是()

A.从一楼出发时，秤的示数为55kg

B.快到八楼时，秤的示数为60kg

C.快回到一楼时，秤的示数为65kg

D.匀速下降过程中，秤的示数为65kg

【答案】C

【解析】A.从一楼出发时，电梯加速上升(超重)，示数应大于60kg,而55kg为失重状态，矛盾，故

A错误；

B.快到八楼时，电梯减速上升（加速度向下，失重），示数应小于60kg,而60kg对应匀速或静止，矛

盾，故B错误；

C.快回到一楼时，电梯减速下降（加速度向上，超重），示数应大于60kg,65kg符合条件，故C正确；

D.匀速下降时，加速度为零，示数应为60kg,65kg为超重状态，故D错误。

故选C。

7.在电梯内放一体重计，电梯静止时，晓敏站在体重计上，体重计示数为50kg,电梯运动过程中，某一

段时间内晓敏发现体重计示数如图所示，g取lOm/s?,在这段时间内下列说法正确的是（）

A.晓敏所受的重力变小了

B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力

C.电梯一定竖直向上运动

D.电梯的加速度大小为2m/s2,方向一定竖直向下

【答案】D

【解析】A.体重计示数是40kg,示数小于体重，说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小。

故A错误；

B.晓敏对体重计的压力和体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B错误；

C.电梯做向下的加速运动也会是失重状态，示数小于其重力。故C错误；

D.以人为研究对象mg-F^=ma

求得"二^=2m/s2

m

方向竖直向下，选项D正确：

故选D。

8.为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做连续“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的

数据输入计算机，〃、〃、c为图线上的三点，下列有关图线的说法可能正确的是（）

A.bfc为一次“下蹲”过程

B.4-为一次“站起”过程

C.〃为“下蹲”过程，入TC•为“站起”过程

D.。一8为“站起”过程，〃TC为“下蹲”过程

【答案】A

【解析】每次“下蹲”过程，先向下加速后向下减速，先失重后超重；每次“站起”过程，先向上加速后向上

减速，先超重后失重；由题图可知过程先失重后超重，则of匕fc为一次“下蹲”过程。

故选Ao

9.模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回

落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱在运动过程中，受到的空气阻力/的大小随速率增大而增大，

A.从4到。实验舱内物体处于超重状态

B.从4到，3，实验舱加速度大小增大

C.〃时刻,实验舱到达最高点

D.从G到G，实验舱内物体处于失重状态

【答案】C

【解析】A.图形可知从乙到J，阻力先向下增大后向下减小，可知实验舱先向上加速后向上减速，故实

验舱内物体先超重后失重，故A错误；

B.从q到，3,根据牛顿第二定律可知加速度大小。二竺"

m

由于/在减小，可加速度在减小，故B错误;

C.时刻，阻力为0,则速度为0,结合A选项可知，实验舱到达最高点，故C正确;

D.从4到4，阻力先向上增大后向上减小，可知实验舱先向卜.加速后向卜减速，可知实验舱内物体先失

重后超重，故D错误。

故选C。

io.升降机在向上提升货物的过程中速度口随时间r变化的图像如图所示，则货物在〃、〃、“四点处

于失重状态的是（）

A.aB.bC.fD.d

【答案】C

【解析】根据y-/图像的切线斜率表示加速度，可知〃、b、c、〃四点中，只有c点的加速度方向向下,

所以货物在C点处于失重状态。

故选c。

11.某运动员在10米跳台比赛中，跳水过程从离开跳板开始计时，UT图像如图所示，图中仅0~G段为

直线，不计空气阻力，则由图可知

A.。~4段运动员处于失重状态B.。~4段运动员的速度方向保持不变

C.。〜4段运动员一直处于超重状态D.4段运动员的加速度逐渐增大

【答案】A

【解析】B.UT图像中，速度数值的正负表示方向，乙时刻之前，速度为负值，竖直向上，打时刻之后,

速度为正值，竖直向下，即在6时刻，运动员的速度方向发生改变，故B错误；

A.由于—图像中，图像切线的斜率表示加速度，根据图像可知，。〜。段加速度为正值，竖直向卜，运

动员处于失重状态，故A正确；

C.根据图像可知，，3时刻运动员速度达到最大，由于UT图像中，图像切线的斜率表示加速度，根据图

像可知，0~G段运动员加速度始终为正值，竖直向下，处于失重状态，故C错误；

D.根据图像可知，在，3~右段时间内，图像切线斜率的绝对值先增大后减小，即段运动员的加速度先

增大后减小，故D错误。

故选Ao

12.（多选）一个人在以a=匀加速下降的升降机中最多能举起质量为75kg的物体，那么:

A.该人在地面上可以举起质量为50kg的物体.

B.该人在地面上最多可以举起质量为90kg的物体.

C.若该人在升降机中最多可以举起质量为50kg的物体，则升降机一定是以2〃?/道的加速度匀加速上

升.

D.若该人在升降机中最多可以举起质量为50kg的物体，咐升降机可能是以力〃/.~的加运度匀减速下

降.

【答案】AC

【解析】AB.设人的举力的F,则

叫g-F=mxa,

解得：尸=600N,即站在地面上最多可举起重物的质量为

F

孙=—=60kg

一g

故A正确，B错误；

CD.根据牛顿第二定律得

F-mg=I%。，

解得：

,产一"Ag600-5002r/2

a=-------=--------m/s=2m/s,

叫50

加速度方向向上，故C正确，D错误.

故选AC.

13.（多选）中国无人机表演技术处于全球领先地位，2025年6月以11787架无人机刷新了“最多无人机

组戌的空中图案''吉尼斯世界纪录。某测试员应用无人机搭载的即速度传感器进行飞行测试。图甲为在测

试软件中设定的r），、Z轴的正方向，其中z轴沿竖直方向，无人机开始时沿），轴负方向匀速飞行，，=0

时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图乙中三个维度的。T（加速度一时间）图像，可以推断2s~4s

的时间内无人机（）

甲

A.处于超重状态B.沿x轴方向一直加速

C.沿），轴方向一直加速D.沿z轴方向减速上升

【答案】AC

【解析】A.2s~4s,a:>0,有竖直向上的加速度，属于超重现象，A正确;

B.2s〜4s,x轴方向先沿负方向减速到零,再沿正方向加速,B错误;

C.2s~4s,沿y轴方向，速度方向与加速度方向始终一致，一直加速，C正确;

D.2s~4s,沿z轴方向一直加速，D错误。

故选AC。

14.（多选）某同学站在力传感器上做“下蹲”和“起立”动作，在一次完整的“下蹲”和“起立”过程中，力传

感器显示力随时间变化的规律如图所示，则关于该同学的下蹲过程，下列说法正确的是（)

A.先超重后失重

B.先失重后超重

C.加速度先减小后增大，再减小再增大

D.加速度先增大后减小，再增大再减小

【答案】BD

【解析】AB.由图像可知，下蹲过程F先比重力小后比重力大，所以应是先失重后超重，故A错误，B

正确；

CD.力传感器的示数/为该同学对传感器的压力大小，由牛顿第三定律可知，传感器对该同学的支持力

大小也为F。

下蹲过程户比重力小时为向下加速过程，根据牛顿第二定律得加速度大小，二磔二^

m

由图像可.知产先减小后增大，因此此过程加速度先增大后减小；

下蹲过程尸比重力大时为向下减速过程，根据牛顿第二定律得加速度大小。二£』

m

由图像可知尸先增大后减小，因此此过程加速度先增大后减小，故C错误，D正确。

故选BD。

15.一个质量M为60kg的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上。他看到升降机上一个挂着重物的弹

簧秤的示数为40N,如图所示，该重物的质量〃?为5kg。求：

（1）判断重物是超重还是失重？重物的加速度的大小？

（2）这时人对升降机地板的压力是多大？（g取10m/s2）

【答案】（1）失重，2m/s2（2）480N

【解析】（1）重物的重力为G=/〃g=50N

弹簧秤的示数为40N,可知重物受到的拉力小于重力，所以重物处于失重状态；根据牛顿第二定律可得

/ng—F—ma

40

解得加速度大小为a==5°1m/s2=2m/s2

in5

（2）以人为对象，根据牛顿第二定律可得Mg-N=

解得"二姓-Ma=60xl0N—60x2N=480N

根据牛顿第三定律可知，人对升降机地板的压力大小为480N。

16.巴黎