人教版初升高物理暑假讲练：超重和失重（原卷版+解析）

第17讲：超重和失重

一：知识精讲归纳

考点一、超重和失重

1.视重：体重计的丞数称为视重，反映了人对体重计的压力.

2.失重

（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力M迂物体所受重力的现象.

（2）产生条件：物体具有竖直向下（选有“竖直向上”或“竖直向下”）的加速度.

3.超重

（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）珏物体所受重力的现象.

（2）产生条件：物体具有竖直向上（选填“竖直向上”或“竖直向下”）的加速度.

4.完全失重

（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等王雯的状态.

（2）产生条件：a=g,方向竖直向下.

大重难点规律总结：

1.对视重的理解

当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测

力计所受的拉力或台秤所受的压力.

当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了.

2.超重、失重的比较

特征视重（F）与

加速度运动情况受力图

状态直力的关系

静止或匀速t尸

平衡a=0F=mg

直线运动1

竖直向.上由F—mgF

向上加速

超重或有竖直=ma得

或向下减速■1

向上分量F=m(g-\-a)>mg〃话

竖直向下由mg—FF

向下加速或11

失重或有竖直=ma得j!

向上减速1

向下分量F=m(g—a)<mg

自由落体

[

完全g

a=gF=0运动、抛

失重

体运动•/ng

二：考点题型归纳

题型一：超重和失重的概念

1.（2023春・浙江•高一校联考期末）图示为宁波方特游乐园中的一个游乐项目“大摆锤”，该项目会让游客体会到超

重与失重带来的刺激。以卜.关于该项目的说法正确的是（)

A.当摆锤摆动到最高点时，游客会体会到明显的超重

B.当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的失重

C.当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的超重

D.当摆锤摆动到最低点时，游客可能会体会到完全失重

2.（2023春・广东湛江•高一湛江二十一中校考期中）从飞机起飞后，攀升过程中，假设竖直方向向上先做加速运动

后做减速运动，该过程飞行员（）

A.一直处于失重状态

B.先处于超重状态，后处于失重状态

C.先处于失重状态，后处于超重状态

3.（2023秋•云南丽江.高一统考期末）如图所示姚明正在扣篮，其跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四

个过程，忽略空气阻力，下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法中正确的是（设蹬地的力为恒力）（）

A.前过程为超重，后过程为完全失重

B.两过程中姚明都处在失重状态

C.前过程为超重，后过程不超重也不失重

D.两过程中姚明都处在超重状态

题型二：电梯中的超失重问题分析

4.（2023春・广东汕头•高一统考期末）小杰利用手机phyphox,软件绘制了电梯从一楼上升到七楼过程中的速度一

时间图像，如图甲所示，为简化问题，将图线简化为图乙，已知/=0时电梯处于静止状态，由图乙可知（）

时间(s)

乙

A.在此过程中电梯上升的高度约为15m

B.28-30s内电梯处于超重状态

C.10-11s内电梯的加速度大小约为0.56m/s2

D.10-30s内电梯的平均速度大小为0.75m/s

5.(2023春•陕西西安•高一校联考期末)一个质量为50kg的同学站在电梯底板上，如图所示的UT图像是计算机显

示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中

正确的(g=IOm/s?)()

A.在5〜10s内，该同学对电梯底板的压力等于480N

B.在0~5s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态，对电梯底板的压力等于480N

C.在l0~20s内，该同学所受的支持力为490N,该同学处于失重状态

D.在20〜25s内，电梯在加速下降，该同学处于超重状态，对电梯底板的压力等于510N

6.(2()23•全国•高一专题练习)目前大部分手机都内置了加速度传感器，某同学在电梯内利用手机测量电梯运行时

的加速度，得到图1所不的图线，经计算机处理后将图线简化为图2所不的图像。已知该同学的质量为60kg,

，=0时电梯处于静止状态，规定竖直向上为正方向，则下列说法正面的是(g=10m/s2)()

0.005.0010.015.020.0-0.5

时间(s)

图1图2

A.，=16s时电梯开始向下运动

B.4~9s内该同学先处于超重状态，后处于失重状态

C.整个过程中，电梯的最大速度大小约为2.5m/s

D.整个过程中，该同学受到的最大支持力为630N

题型三：完全失重问题

7.（2023・全国•高一专题练习）蹦极是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空〃点自由下落，图中。点

是弹性绳的原长位置，。是人所到达的最低点，。是人静止悬吊时的位置，人在从〃点下落到最低点c点的过程中,

下列说法错误的是（）

•h

\c

A.在p”段做自由落体运动，处于完全失重状态

B.在"段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后减小，加速度先减小后增大

C.在8点速度最大，加速度为零

D.在c点，速度为零，处于平衡状态

8.（2023・全国•高一假期作业）2021年9月17日，搭载着3名英雄航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆于

东风着陆场，标志着神舟十二号返回任务取得圆满成功，航天员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失

重的考验，下列说法正确的是（）

A.火箭加速上升时，航天员处于超重状态

B.火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力

C.在飞船绕地球运行时，航天员处于完全失重状态，则航天员的重力消失了

D.飞船落地前减速下落时，航天员处于失重状态

9.（2022秋.安徽芜湖.高一统考期末）2021年5月15日，我国天问一号着陆器成功着陆火星表面，式运动过程可

以简化为：脱离环绕器后分别经历气动减速、降落伞减速和动力减速三个阶段，接着在距离火星表面约100米处悬

停，经过对着陆点的探测，最后匀速平稳着陆。若着陆全程可视为竖直方向的运动，则卜.列说法正确的是（）

A.随环绕静绕火星运行阶段，着陆器处于超重状态

B.减速下降阶段，着陆器处于完全失重状态

C.悬停阶段，着陆器不受力

D.匀速下降阶段，着陆器处于平衡状态

题型四：与F-t图像问题

10.（2023・全国•高一专题练习）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。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〃、％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〃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

11.（2023・全国•高一假期作业）某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，在电

梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运定过程中，计算机

显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是（）

A.该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况

B.从时刻〃到/2,钩码处于失重状态，从时刻/3到4钩码处于超重状态

C.电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止

D.电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止

12.（2016春・青海海东・高一平安一中阶段练习）某实验小组利用DIS系统在电梯内研究超重和失重现象，他们在

电梯地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个质量为2kg的布娃娃，如图甲所示，实验中计算机显示出传感

器所受压力大小随时间变化的关系如图乙所示，则（g=10m/s2）（）

甲乙

A.从4到，2，布娃娃处于失重状态

B.从G到，4,布娃娃处于超重状态

C.电梯可能先停在高楼层，经加速向下，匀速向下、减速向下过程，最后停在底楼层

D.电梯可能先停在底楼层，经加速向上，匀速向上，减速向上过程，最后停在高楼层

题型五：超重、失重的有关计算

13.（2023・全国•高一专题练习）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/随时间，变

化的图像如图所示。已知升降电梯从7=0时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速运动利匀减速运动，在

2

f=13s时停止，^=10m/so下列说法正确的是（）

-F/N

550-

500h

021213t/s

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.（2023秋•山东淄博•高一校考期末）（课本题）一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态。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，然后让座舱自由落卜二落到一定位置时，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。若座舱中某人的质量为50kg的人，当座舱落到离地面50m的位置时，人对座舱的压力是多少？当

座舱落到离地面15m的位置时,人对座舱的压力是多少？

15.（2022秋・天津•高一统考期末）一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘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3已知座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面30m的位置时开始制动，座舱匀减速下落。若座舱中某

人用手托着重50N的铅球。忽略摩擦和空气阻力，g=10m/s2。求：

（1）座舱下落的最大速度；

（2）当座舱下落35m的位置时，手对铅球的托力多大；

（3）当座舱落到离地面15m的位置时，手要用多大的力才能托住铅球。

三：课堂过关精练

一、单选题

16.（2023春・北京平谷•高一统考期末）很多智能手机都有加速度传感器，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，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，

该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（）

A.在乙~4时间内手机处于超重状态，在，2时间内手机处于失重状态

B.手机在4时刻运动到最高点

C.手机在G时刻改变运动方向

D.手机可能离开过手掌

17.（2023春・湖南怀化•高一统考期末）小华同学家住某高层住宅小区AOO1栋24楼，清晨小华上学乘电梯从24楼

到1楼的—图像如图，根据图像结合所学物理知识判断下列说法不正确的是（）

A.O~4s内电梯做匀加速直线运动，加速度为Im/s?

B.4〜16s内电梯做匀速直线运动，速度保持4m/s不变

C.16~24s内，电梯做匀减速直线运动，处于失重状态

D.0〜24s内，此人经过的位移为72m

18.（2023秋•高一课时练习）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c（g取lOm/s?）

（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八点断开，则此时重物的加速度有何变化？

19.（2023秋•高一课时练习）太空探索已成为众多青年才俊的志向，很多年轻人都立志做一名遨游太空的宇航员。

但要成为一名宇航员，需具备一定的耐受力能力。在飞船加速过程中，宇航员处于超重状态。人们把这种状态下宇

航员对座椅的压力网与静止在地球表面时所受重力，咫的比值，称为耐受力值，用々表示。在选拔宇航员时，要求

其耐受力值为4WK12。若某次宇宙飞船执行任务过程中，在飞船起飞阶段宇航员的耐受力值为=4.2,而重返大气层

阶段飞船以。2=5.2m/s2的加速度竖直向下减速运动。设宇航员质量”i=75kg,求：（g取lOm/s?）

（1）飞船起飞阶段加速度内的大小；

（2）返回大气层时宇航员的耐受力值公。

四：高分突破精练

一、单选题

20.（2023・全国•高一专题练习）在升降机里，一个小球系于弹簧下端，如图所示，升降机静止时，弹簧伸长4cm,

升降机运动时，弹簧伸长2cm,则升降机运动情况是（）

A.以Im/s2的加速度加速下降

B.以4.9m/s2的加速度减速上升

C.以Im/s?的加速度加速上升

D.以4.9m/s2的加速度减速下降

21.（2023春・广东揭阳•高一统考期末）我国建设的落塔及塔内的落仓如图所示。某次实验时，后0时刻落仓由静止

开始自由下落，r=2s时开始减速，u4s时落仓速度变为0。已知2~4s内落仓做匀变速直线运动，忽略空气阻力，下

列说法正确的是（）

落塔落仓

A.0~2s内落仓内的物体不受重力的作用

B.0〜2s内落仓内的物体处于完全失重状态

C.与0~2s内相比,2~4s内落仓下落的位移更小

D.曰.5s和/=2.5s两时刻落仓的加速度相同

22.（2023春・甘肃・高一校联考期末）如图所示，某同学站在正在运行的电梯中的体重秤上称体重，发现体重明显大

于在静止地面上称得的体重，则（）

A.电梯一定在加速上升

B.电梯有可能在加速卜降

C.该同学受到的合力方向一定竖直向上

D.体重秤对该同学的支持力大于该同学对体重秤的压力

23.（2023春•山西•高一统考期末）蹦床运动是一种集竞技、健身、观皓和娱乐于一体的综合性运匆。某同学在练习

蹦床运动时在弹性网k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/随时间，的变化图像,

如图所示。不计空气阻力，取重力加速度人小g=10m/s20下列说法正确的是（）

A.该同学在1.5s前处于静止状态，可推算出其质量为50kg

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.该同学在0〜7.4s内的最大加速度为10m/s2

D.该同学在0~7.4s内离开蹦床上升的最大高度为5m

24.（2D23・全国•高一专题练习）港珠澳大桥工程的技术及设备规模创造了多项世界纪录，被誉为“超级大国的超级

工程建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道质量约8万吨，超过了一台中

型航母的质量。若将该沉管在向下沉放过程中看成是减速运动，关于此过程，下列说法正确的是（）

A.沉管所受的合外力为（）

B.沉管所受合外力不为0,且方向向下

C.该沉管处于超重状态

D.该沉管处于失重状态

25.（2023春・湖南•高一校联考期中）蹦极是一项极限运动，在做好充足防护的情况下，人们可以感受完全失重的刺

激。蹦极所用绳索的弹力大小遵循胡克定律，人下降过程中的加速度随位置变化的图像如图所示，图中

天一司二七一工2,已知蹦极者的质量为，力重力加速度为R（忽略空气阻力以及绳索的重力），下列说法正确的是（）

A.从4到士，人处于失重状态B.从4到不,大处于超重状态

C.下降到巧时，人受到的拉力等于"田D.下降到七时，人受到的拉力大于2〃?g

26.（2023春・浙江杭州•高一校联考期中）人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像

（尸T图）如图所示，则（）

A.下蹲过程中最大加速度为6m9R.人在下蹲过程中，力的示数先变大，后变小

C.人在站起过程中，先失重后超重D.人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作

27.（2023春・湖南常德•高一汉寿县第一中学校考阶段练习）2022年8月20日，重庆山火肆虐，面对自然灾害，人

们并没有选择躺平。由摩托大军、志愿者团队、专业的消防人员与消防直升机组成的灭火军团，并肩作战，最终及

时将山火扑灭。下图是消防直升机携带盛满水的吊桶，悬停在空中籽水泼洒在火源上进行灭火的瞬间。下列有关说

法正确的是（）

A.绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力

B.绳子为j吊桶的拉力和吊桶的重力是一对平衡力

C.洒水过程中直升机处于失重状态

D.洒出的水在空中做自由落体运动

二、多选题

28.（2023春・浙江台州•高一浙江省临每市大田中学校考阶段练习）“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹

性绳自高空中尸点由静止开始下落，如图所示，。点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，〃点是人

静止悬挂时的平衡位置，则在人从户点下落到c点的过程中，不计空气阻力。（）

p

♦b

A.在叔段，人做自由落体运动，处于完全失重状态

B.在岫段，人的速度越米越小，人处于失重状态

C.在反段，人的加速度越来越大，人处于超重状态

D.在。点，人的速度为零，加速度也为零

29.（2023春•陕西安康•高一统考期末）2023年“五一”假期，张家界大山夹谷景区准备精彩纷呈的主题活动和项目，

玻璃桥处的蹦极吸引众多游客体验。“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。游客身系弹性绳自高空户点自由下落，图

中〃点是弹性绳的原长位置，。是游客所到达的最低点，〃是游客静止地悬吊着时的平衡位置，不评空气阻力，游客

在从P点落下到最低点c的过程中（）

A.游客在4段做自由落体运动，处于完全失重状态

B.在人点，游客的速度最大，其加速度为零

C.在从段绳的拉力大于人的重力，游客处于超重状态

D.在c点，游客的速度为零，其加速度为零

30.（2023春•云南大理•高一统考期末）质量为〃?的人站在电梯内，电梯从1楼上升到40楼，此过程中电梯速度u

随时间，变化的图像如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

AV

。八23

A.o~6时间内电梯对人的支持刀大于〃zgB.时间内人处于超重状态

C.时间内人处于超重状态D.时间内电梯对人的支持力不断增大

31.（2023春・广东汕头•高一统考期末）原地纵跳摸高是篮球运动员训练弹跳力的必备项目。如图所示，运动员小王

从直立状态开始屈腿下蹲，使重心下移，调整好姿势后，由静止开始发力，蹬地起跳后离开地面，竖直向上运动直

到最高点，空气阻力忽略不计，对以上运动过程分析正确的是（）

A.蹬地起跳时，地面受到的压力和小王受到的支持力大小相等

B.蹬地起跳时，小王对地面的压力大于他的重力

C.屈腿下蹲过程，小王受到的重力和支持力是一对平衡力

D.到达最高点时，小王受力平衡

32.（2023春・湖南常德•高一统考期末）如图所示，某高中生在自家小区住宅楼的一客梯内研究超重和失重现象，将

质量为1kg的物体悬挂在弹簧测力计上，观察到测力计示数稳定为I2N,则该客梯当前状态及运行情况是（）

A.该客梯处于失重状态

B.该客梯处于超重状态

C.该客梯可能向下做匀减速直线运动

D.该客梯可能向卜.做匀加速直线运动

33.（2023春•黑龙江哈尔滨•高一校考期中）某人乘电梯从24楼到1楼的—图像如图，下列说法正确的是（）

A.O~4s内物体做匀加速直线运动，加速度为Im/s?

B.4〜16s内物体做匀速直线运动，速度保持4m/s不变

C.16~24s内，物体做匀减速直线运动，处于失重状态

D.0~24s内，此人经过的位移为72m

34.（2023秋•高一校考课M练习）神舟飞船返回时，3吨重的返回舱下降到距地面10km时，下降速度为200m/s。

再减速就靠降落伞了，先是拉出减速伞，16s后返回舱的速度减至80m/s,此时减速伞与返回舱分离。然后拉出主

伞，主伞张开后使返回舱的下降速度减至lOm/s,此时匕船距地面高度为1m,接着舱内4台缓冲发动机同时点火,

给飞船一个向上的反冲力，使飞船的落地速度减为零。将上述各过程视为匀变速直线运动，g=10向s2•根据以上材料

可得（）

神身飞船返回图

A.减速伞工作期间返回舱处于失重状态

B.主伞工作期间返I司舱处于失重状态

C.减速伞工作期间返回舱的平均加速度大小为7.5m/s2

D.每台缓冲发动机的反冲推力约为返回舱重力的1.5倍

35.（2023・全国•高一专题练习）我国选手朱雪莹在2020年蹦床世界杯系列赛巴库站女子网上个人决赛中英勇夺冠。

若将弹簧床等效为竖直轻弹簧，一运动员在一次蹦床过程中从最低点由静止竖直向上运动的过程中（弹簧始终在弹

性限度内）,其速度-时间图像如图所示,其中。而c段为曲线,直线片与曲线相切于c点，血部分关于E=0.3s对

称。已知该运动员的质量为45kg,等效弹簧的劲度系数为1.2x10、N，m,取g=10m/$2,不计空气阻力，则（)

A.f=O3s时弹簧处于原长状态

B.1=08s时运动员到达最高处

C."0.1s时弹簧的压缩长度为75cm

D.0~0.3s内运动员处于失重状态

三、解答题

36.（2023秋•新疆乌鲁木齐•高一乌鲁木齐市第四中学校考期末）如图所示，一个质量M=50kg的人站在升降机的地

板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量加=5kg的物体A当升降机向上运动时，他看

到弹簧则力计的示数为35N,g=10m/s2。求：

（1）升降机的加速度；

（2）此时人对地板的压力。

Ir

37.（2023秋•上海浦东新•高一上海市川沙中学校考期末）2020年1月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射

场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。如图所示为长征五

号系列运载火箭，其箭体长度56.97米，火箭起飞质量为860吨，初始的推力是10524千牛（忽略空气阻力）。求:

（1）火箭竖直向上起动时的加速度为多少？这一过程中，火箭处于超重还是失重状态？

（2）观察到火箭飞离发射塔用时8秒钟，估算发射塔的高度。

（3）随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，假设其推力大小不变，则其加速度大小将如何变化？

将逐渐增大，则火箭做加速度增大的变加速直线运动。

38.（2022.全国•高一假期作业）某同学用一手机传感器软件探究电梯上升过程中的超失重现象（如图甲所示），该

软件可以实时测量手机运动时的加速度。现该同学携带该手机进入电梯，先运行手机加速度传感器软件采集数据，

之后按卜.按钮电梯上升，传感器上显示电梯上升过程中，加速度。随时间，变化的情况如图乙所示，重力加速度

g=10m/s2o

（1）若该同学的体重为50kg,求上升阶段他对电梯的最大压力为多少:

（2）根据图乙中数据，试估算电梯一共上升的距离为多少。

39.（2022秋•上海崇明高一校考期末）电梯的厢壁上悬挂一个弹簧删力计，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?

40.（2022秋.广东汕头.高一统考期末）神舟十三号在2021年10月16日。时23分成功发射，宇航员将在太空中开

启为期6个月的在轨驻留。火箭在发肘时向上的加速度很大，有一段时间的加速度a将达到3.5g。（=iOm/s2）

（1）火箭加速向上时，宇航员将承受超重考验还是失重考验？

（2）平时重力G=10N的体内脏器，在该过程中需要支持力尸多大？

（3）不久的将来，神舟十三号归来。假设返回舱距地面一定高度时开始启动降落伞装置，在距地面高度/?=1.25m时,

速度为y=10m/s,返回舱的缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速。设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动,

并且到达地面时恰好速度为0,求最后减速阶段中质量/〃=60kg的宇航员对座椅的压力为多大？

第17讲：超重和失重

一：知识精讲归纳

考点一、超重和失重

1.视重：体重计的丞数称为视重，反映了人对体重计的压力.

2.失重

（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）4立物体所受重力的现象.

（2）产生条件：物体具的竖直向卜.（选有“竖直向上”或“竖直向卜”）的加速度.

3.超重

（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大王物体所受重力的现象.

（2）产生条件：物体具有竖直向体选有“竖直向上”或“竖直向下”）的加速度.

4.完全失重

⑴定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态.

（2）产生条件：a=g,方向竖直向下.

大重难点规律总结：

1.对祝重的理解

当物体挂在弹簧测力计卜或放在水平台秤上相对静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测

力计所受的拉力或台秤所受的压力.

当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变广.

2.超重、失重的比较

特征视重（用与

加速度运动情况受力图

状态重力的关系

静止或匀

平衡4=0F=mg速LI

直线运动lag

竖直向上由F一〃ig向上加速r

超重或有竖直=ma得或向下减■\

向上分量产=〃?(g+4)>〃?g速'/ng

竖直向下由mg—F向下加速J

11

失重或有竖直=ma得或中

向下分量F=m(g-a)<mg向上减速

自由落体

完全g

a=RF=0运动、抛

失重

甲♦mg

体运动

二：考点题型归纳

题型一：超重和失重的概念

I.（2023春・浙江•高一校联考期末）图示为宁波方特游乐园中的一个游乐项目“大摆锤”，该项目会让游客体会到超

重与失重带来的刺激。以下关于该项目的说法正确的是（）

A.当摆锤摆动到最高点时，游客会体会到明显的超重

B.当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的失重

C.当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的超重

D.当摆锤摆动到最低点时，游客可能会体会到完全失重

【答案】C

【详解】当摆锤由最高点向最低点摆动时，先具有向卜.的加速度分量，后有向上的加速度分量，即游客先体会到失

重后体会到超重。当摆锤摆动到最低点时，具有方向向上的最大加速度，此时游客体会到明显的超重。

故选C。

2.（2023春・广东湛江•高一湛江二十一中校考期中）从飞机起飞后，攀升过程中，假设竖直方向向上先做加速运动

后做减速运动，该过程飞行员（）

A.一直处于失重状态

B.先处于超重状态，后处于失重状态

C.先处于失重状态，后处于超重状态

【答案】B

【详解】由题知，飞机攀升过程中，假设竖直方向向上先做加速运动后做减速运动，K机向上加速的过程中加速度

的方向向上，处于超重状态；飞机向上减速的过程中加速度的方向问下，处于失重状态。

故选B.

3.（2023秋•云南丽江•高一统考期末）如图所示姚明正在扣篮，其跳起过程可分为卜.蹲、蹬地、离地上升、下落四

个过程，忽略空气阻力，下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法中正确的是（设蹬地的力为恒力）（）

A.前过程为超重，后过程为完全失重

B.两过程中姚明都处在失重状态

C.前过程为超重，后过程不超重也不失重

D.两过程中姚明都处在超重状态

【答案】A

【详解】蹬地过程为加速上升，加速度向上，属于超重；离地上升为减速上升，加速度向卜等于重力加速度，属于

完全失重。

故选A,

题型二：电梯中的超失重问题分析

4.（2023春・广东汕头•高一统考期末）小杰利用手机phyphox,软件绘制了电梯从一楼上升到七楼过程中的速度-

时间图像，如图甲所示，为简化问题，将图线简化为图乙，已知/=0时电梯处于静止状态，由图乙可知（）

时间（s）

乙

A.在此过程中电梯上升的高度约为15m

B.28-30s内电梯处于超重状态

C.10-lls内电梯的加速度大小约为0.56m/J

D.10-30s内电梯的平均速度大小为0.75m/s

【答案】C

【详解】A.在此过程中电梯上升的高度约为

力=gx1x(27.5-11.8+30.0-10.Olm=17.85m

选项A错误；

B.28-3OS内电梯减速上升，加速度向下，处于失重状态，选项B错误;

C.10-lls内电梯的加速度大小约为

a--=——in/s2h0.56m/s2

Ar1.8

选项C正确；

D.10-30s内电梯的平均速度大小为

v=—=m/s=o.89m/s

t20

选项D错误。

故选C.

5.（2023春.陕西西安•高一校联考期末）一个质量为50kg的同学站在电梯底板上，加图所示的UT图像是计算机显

示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中

正确的（g=10m/s2）（）

A.在5~10s内，该同学对电梯底板的压力等于480N

B.在0~5s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态，对电梯底板的压力等于480N

C.在10~20s内，该同学所受的支持力为490N,该同学处于失重状态

D.在20~25s内，电梯在加速下降，该同学处于超重状态，对电梯底板的压力等于510N

【答案】C

【详解】A.由UT图像可知，在5Tos内，电梯做匀速运动，处于平衡状态，可知该同学对电梯底板的压力为

N=，〃g=500N

故A错误；

B.在0〜5s内，电梯在加速上升，加速度方向向上，该同学处于超重状态，对电梯底板的压力大于500N,故B错

误；

C.在10~20s内，电梯在减速上升，加速度方向向下，该同学处于失重状态，根据UT图像可知，加速度大小为

2,

a=——m/s2=0.2m/s?

10

根据牛顿第二定律可得

mg-N=ma

解得该同学所受的支持力为

N=490N

故C正确；

D.在20~25s内，电梯在加速下降，加速度方向向下，该同学处于失重状态，对电梯底板的压力小于500N,故D

错误。

故选c。

6.(2023・全国•高一专题练习)目前人部分手机都内置了加速度传感器，某向学在电悌内利用手机测量电悌运行时

的加速度，得到图1所示的图线，经计算机处理后将图线简化为图2所示的。一图像。已知该同学的质量为60kg,

/=0时电梯处于静止状态，规定竖直向上为正方向，则下列说法正询的是(g=l()m/s2)()

时间(s)

图1图2

A.I=16s时电梯开始向下运动

B.4~9s内该同学先处于超重状态，后处于失重状态

C.整个过程中，电梯的最大速度大小约为2.5m/s

D.整个过程中，该同学受到的最大支持力为630N

【答案】D

【详解】A.依题意，结合4T图像可知，电梯先向上加速，然后匀速，接着再减速，在/=16s时电梯的加速度方

向开始竖直向下，所以可知电梯在£=16s时开始减速向上运动，故A错误；

B.该同学的加速度与电梯加速度相同，在4~9s内，电梯的加速度方向一直竖直向上，所以该同学一直处于超重状

态，故B错误；

C.根据。-图像围成的面积表示速度的改变量，由图像可知(大于半格的算一格，不足半格的舍去)，整个过程中,

电梯在r=9s时达到最大速度，可得最大速度大小约为

vm«17x0.1xlin/s=1.7rn/s

故C错误；

D.由〃T图像可知整个过程中，该同学竖直向上的最大加速度为Q5m/s2,根据牛顿第二定律可得

FN-mg=ma

其受到的最大支持力为

%=m(g+a)=60X(1()+0.5)N=630N

故D正确。

故选D,

题型三：完全失重问题

7.(2023・全国•高一专题练习)蹦极是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空〃点自由下落，图中。点

是弹性绳的原长位置，C是人所到达的最低点，。是人静止悬吊时的位置，人在从〃点下落到最低点，点的过程中,

A.在外段做自由落体运动，处于完全失重状态

B.在亚段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后减小，加速度先减小后增大

C.在b点速度最大，加速度为零

D.在。点，速度为零，处于平衡状态

【答案】D

【详解】A.〃点是弹性绳的原长位置，故。点之前人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正

确，不符合题意；

B.在〃c段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，由牛顿第二定律知加速度先减小后增大，物体先加速运动，

后减速运动，所以速度先增大后减小，故B正确，不符合题意；

C.b是人静止悬吊时的位置，所以此点拉力等于重力，此位置加速度为零，速度最大，故C正确，不符合题意；

D.c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受到合力不为零，有向上的加速度，故D错误，符合题意。

故选D,

8.（2023・全国•高一假期作业）2021年9月17日，搭载着3名英雄航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆于

东风着陆场，标志着神舟十二号返回任务取得圆满成功，航天员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失

重的考验，下列说法正确的是（）

A.火箭加速上升时，航天员处于超重状态

B.火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力

C.在飞船绕地球运行时，航天员处于完全失重状态，则航天员的重力消失了

D.飞船落地前减速下落时，航天员处于失重状态

【答案】A

【详解】AB.火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力，

航天员处于超重状态，对座椅的压力人于自身重力，故A正确，B错误；

C.航天员处于完全失重状态时，仍然受重力，故C错误；

D.飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力，航天

员处于超重状态，故D错误。

故选A,

9.（2022秋.安徽芜湖.高一统考期末）2021年5月15日，我国天间一号着陆器成功着陆火星表面，其运动过程可

以简化为：脱离环绕器后分别经历气动减速、降落伞减速和动力减速三个阶段，接着在距离火星表面约100米处悬

停，经过对着陆点的探测，最后匀速平稳着陆。若着陆全程可视为竖直方向的运动，则下列说法正确的是（）

A.随环绕器绕火星运行阶段，着陆器处于超重状态

B.减速下降阶段，着陆器处于完全失重状态

C.悬停阶段，着陆器不受力

D.匀速下降阶段，着陆器处于平衡状态

【答案】D

【详解】A.随环绕器绕火星运行阶段，着陆器处于失重状态，故A错误：

B.减速下降阶段，加速度方向向上，着陆器处于超重状态，故B错误；

C.悬停阶段，着陆器受火星对其的引力和反向推力，处于平衡状态，故C错误；

D.匀速下降阶段，着陆器受力平衡，处于平衡状态，故D正确。

故选D,

题型四：与F-t图像问题

10.（2023・全国•高一专题练习）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。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。、〃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（）

甲乙

A.尚清华的重力可由8点读出，为300N

B.尚清华在b到。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

【答案】C

【详解】A.开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力为900N,人的重力也为900N,选项A错误；

B.〃到。过程中，人对板的压力先小于人的真实重力，后大于人的真实重力，则人先处于失重状态言处于超重状态，

选项B错误；

C.离开板后人只受重力的作用，处于完全失重状态，选项C正确；

D.8点对应时刻弹力与重力的差值要小于c•点对应时刻弹力与重力的差值，则人在点对应时刻的加速度要小于在

。点对应时刻的加速度，选项D错误。

故选C。

11.（2023・全国•高一假期作业）某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，在电

梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为1ON的钩码，在电梯运引过程中，计算机

显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是（）

4F/N

06t26t4t/s

A.该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况

B.从时刻〃到Z2,钩码处于失重状态，从时刻/3到小钩码处于超重状态

C.电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止

D.电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止

【答案】D

【详解】A.题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况。故A正确，不符合题意；

B.Of,钩码受力平衡；。72,拉力小于10N,钩码处于失重状态；，2~仃，钩码受力平衡；门~5拉力大于10N,

钩码处于超重状态。故B正确，不符合题意；

CD.由于不知道电梯运动方向，则电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止：电梯也可能先

匀速向上，接着减速向上，再静止，然后加速向上，最后匀速。故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。

故选D,

12.（2016春・青海海东・高一平安一中阶段练习）某实验小组利用DIS系统在电梯内研究超重和失重现象，他们在

电梯地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个质量为2kg的布娃娃，如图甲所示，实验中计算机显示出传感

器所受压力大小随时间变化的关系如图乙所示，则（g=10m/s2）（）

A.从4到，2，布娃娃处于失重状态

B.从G到，4,布娃娃处于超重状态

C.电梯可能先停在高楼层，经加速向下，匀速向下、减速向下过程，最后停在底楼层

D.电梯可能先停在底楼层，经加速向上，匀速向上，减速向上过程，最后停在高楼层

【答案】D

【详解】A.从时该。到f-物体受到的压力大于重力时，物体处于超重状态，加速度向上，故A错误;

B.从时刻G到口，物体受到的压力小于重力，物块处于失重状态，加速度向下，故B错误；

C.如果电梯开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层，那么应该是压力先等

于重力、再小于重力、然后等于重力、大于重力、最后等于重力，故C错误；

D.如果电梯开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层，那么应该从图象可以

得到，压力先等于重力、再大于重力'然后等于重力、小于重力、最后等于重力，故D正确。

故选D,

题型五：超重、失重的有关计算

13.（2023・全国•高一专题练习）小红和