人教版高一物理必修第一冊同步練習：超重與失重（原卷版）

4.6超重與失重

學習目標

1結合生活體驗，通過實驗認識超重和失重現象，理解產生超重、失重現象的條件和實質。

2.進一步熟練掌握應用牛頓運動定律解決問題的方法和步驟。

知識梳理

一、基本概念

1、實重和視重

(1)實重：物體實際所受的重力，它與物體的運動狀態(tài)無關.

(2)視重：當物體在豎直方向上有加速度時，物體對彈簧測力計的拉力或對臺秤的壓力將不等于物

體的重力.此時彈簧測力計的示數或臺秤的示數即為視重.

2、超重

(1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大王物體所受重力的現象

(2)產生條件：物體具有向上的加速度.

3、失重圖4.6-2

(1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)4年物體所受重力的現象

(2)產生條件：物體具有向上的加速度.

4、完全失重

mg

(1)定義：物體對支持物(或懸掛物)完全沒有作用力的現象稱為完全失重現象

圖4.6-3

(2)產生條件：物體的加速度a=g,方向豎直向下.

二、判斷超重和失重的方法

1、從受力的角度判斷

當物體所受向上的拉力（或支持力）大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時，物體處于失重狀

態(tài)；等于零時，物體處于完全失重狀態(tài).

2、從加速度的角度判斷

當物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態(tài)；具有向下的加速度時，物體處于失重狀態(tài)；向下的

加速度等于重力加速度時，物體處于完全失重狀態(tài).

特征狀態(tài)加速度視重（F）與重力關系運動情況受力示意圖

F

平衡a=0F=mg靜止或勻速直線運動

匚mg

F

由F—mg=ma得F=

超重向上向上加速或向下減速a

mg

F?

由mg—F—ma得F—

失重向下向下加速或向上減速a

m(g—d)<mg

由mg—F—ma得F—自由落體運動，拋體運g

完全失重向下且a=g

0動

f

三、對超重和失重現象的理解

1、發(fā)生超重或失重現象時，物體所受的重力沒有變化,只是壓力（或拉力）變大或變小了（即“視

重”變大或變小了）.

2、物體處于超重或失重狀態(tài)只與加速度方向有關,而與速度方向無關.

3、物體超重或失重多少由物體的質量m和豎直加速度a共同決定，其大小等于ma.

4、在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產生的物理現象都會完全消失，如天平失效、浸在水

中的物體不再受浮力作用、液柱不再產生壓強等.

問題探究

題型1超重與失重現象

[例題1]（2023秋?雁塔區(qū)期末）某質量為60kg的人站在隨電梯運動的臺秤上觀看自身體重隨電梯

運動的變化情況，若電梯運動的v-t圖像如圖所示。（取電梯向上運動的方向為正，g取

10m/s2）下列表述正確的是（）

?v/（m-s-1）

A.0?2s內，臺秤示數為660N,電梯加速上升，人處于失重狀態(tài)

B.0?2s內，臺秤示數為540N,電梯加速上升，人處于超重狀態(tài)

C.5s?6s內，臺秤示數為720N,電梯減速上升，人處于超重狀態(tài)

D.5s?6s內，臺秤示數為480N,電梯減速上升，人處于失重狀態(tài)

方法點撥

當物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力時，就說物體處于超重狀態(tài)，此時有向上的加速度;

當物體對接觸面的壓力小于物體的真實重力時，就說物體處于失重狀態(tài)，此時有向下的加速度;

如果沒有壓力了，那么就是處于完全失重狀態(tài)，此時向下加速度的大小為重力加速度g.

[變式1]（2023秋?烏蘭察布期末）2023年10月7亞運會女排決賽，中國女排3比0橫掃本女排得

冠軍。圖為女排運動員跳起擊球時的鏡頭，下列對運動員和排球描述正確的是（）

A.排球離開手后觸地前做勻速直線運動

B.排球受到彈力作用是因為手發(fā)生形變引起的

C.運動員在最高點處速度為零，處于平衡狀態(tài)

D.運動員手擊打排球的力大于排球對手的作用力

[變式2]（2023秋?寧波期末）如圖所示，浙江運動員李玲在參加杭州亞運會女子撐桿跳高比賽時,

以4.63m的成績奪得金牌，并再度刷新亞運會賽事紀錄。其完整的撐桿跳高過程可簡化為三個

階段一一持桿助跑、撐桿起跳上升、越桿下落著地。下落時，人桿分離，最后落在軟墊上速度

減為零。不計空氣阻力，則（）

A.研究其越桿過程的技術動作可將李玲視作質點

B.李玲越過桿后在空中下落的過程中處于完全失重狀態(tài)

C.李玲在撐桿起跳上升的過程中，撐桿對她的力始終沿桿

D.李玲落在軟墊上的運動過程中，軟墊對她的作用力大小大于她對軟墊的作用力大小

[變式3]（2023秋?福州期末）跳跳桿是一種深受小朋友喜愛的彈跳器?？梢宰杂缮炜s的中心彈簧,

一端固定在跳桿上，另一端固定在與踏板相連的桿身上，當人在踏板上用力向下壓縮彈簧，然

后彈簧向上彈起，將人和跳桿帶離地面。當某同學玩跳跳桿時從最高點豎直下落到最低點的過

程中，忽略空氣阻力的影響，下列說法正確的是（）

A.下落全過程中，該同學速度一直減小

B.下落全過程中，該同學加速度先增大后減小

C.下落全過程中，跳桿剛接觸地面時，該同學速度最大

D.下落全過程中，跳跳桿形變量最大時，該同學處于超重狀態(tài)

[變式4]（2023秋?太原期末）蹦極是一項極限體育項目，運動員身拴彈性繩從高處跳下，在彈性

繩被拉直前做自由落體運動。當彈性繩被拉直后，運動員繼續(xù)下降，到達最低點后再向上運動。

不計空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.運動員下降過程中，在彈性繩被拉直后，一直處于失重狀態(tài)

B.運動員下降過程中，在彈性繩被拉直后，先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)

C.運動員上升過程中，在彈性繩恢復原長前，一直處于超重狀態(tài)

D.運動員上升過程中,在彈性繩恢復原長前，先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)

題型2超重與失重的有關計算

[例題2]（2023秋?福田區(qū)校級期末）如圖所示，質量為m的人站在傾角為。的自動扶梯的水平踏

板上，隨扶梯一起斜向上做勻減速直線運動，加速度大小為a,重力加速度為g,下列說法正確

的是（）

A.人未受到摩擦力作用

B.人處于超重狀態(tài)

C.踏板對人的摩擦力大小Ff=masin0

D.踏板對人的支持力大小FN=mg-masin0

方法點撥

將人的加速度分解到水平方向和豎直方向，根據牛頓第二定律列式求解即可。

[變式5]（2023秋?天河區(qū)期末）某人站在壓力傳感器上做“下蹲一起立”的動作時，記錄的壓力

隨時間變化的圖線如圖所示，縱坐標為力（單位為N）,橫坐標為時間（單位為s）,由圖線可

知，該人的體重約為650N。除此之外，還可以得到的信息是（）

A.該人做了一次“下蹲一起立”的動作

B.下蹲過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)

C.5s末人正在向下勻速運動

D.下蹲過程中人的最大加速度約為5m/s2

[變式6]（2023秋?南開區(qū)期末）某課外興趣小組開展超重、失重體驗與研究。在豎直運行的升降

電梯內地板上放一體重計，小郭同學站在體重計上，電梯靜止時體重計示數為50kg。某一段時

間內，發(fā)現體重計示數穩(wěn)定如圖所示。若g=10m/s2,則在這段時間內（）

A.電梯在向下做勻速運動

B.電梯的加速度為2m/s2,方向一定豎直向下

C.電梯在以2m/s2的加速度向下勻減速運行中

D.小郭同學的體重變?yōu)?0kg

[變式7]（2023秋?盤龍區(qū)期末）2023年10月3日，杭州亞運會跳水女子10m跳臺決賽展開爭奪,

中國隊選手全紅嬋以438.20分奪得冠軍，隊友陳芋汐落后2.55分獲得亞軍，馬來西亞選手帕姆

格以280.50分排名第三。圖甲是中國隊選手全紅嬋獲得冠軍的一張?zhí)畧D片，圖乙為其豎直分

速度與時間的關系圖像，以其向上離開跳臺時作為計時起點，運動過程中視其為質點，則（）

甲乙

A.在0?t2時間內該運動員在豎直方向上做勻變速直線運動

B.在t2?t3時間內運動員處于失重狀態(tài)

C.t3時刻運動員開始進入水面

D.在0?力時間內與h?t2時間內運動員的加速度大小相等方向相反

[變式8]（2023秋?遼寧期末）“反向蹦極”是一項比蹦極更刺激的運動。如圖所示，彈性輕繩的上

端固定在O點，拉長后將下端固定在體驗者的身上，人再與固定在地面上的拉力傳感器相連,

傳感器示數為1200N。打開扣環(huán)，人從A點由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，經B上

升到最高位置C點，在B點時速度最大。人與裝備總質量m=60kg（可視為質點）。忽略空氣

阻力，重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是（）

電扣環(huán)

1能4傳感器

,77777777777777777T

A.上升過程，人的加速度先增大后減小

B.打開扣環(huán)瞬間，人的加速度大小為20m/s2

C.在B點，人處于超重狀態(tài)

D.在C點，人處于超重狀態(tài)

強化訓練

【基礎強化】

1.（2023秋?臺州期末）杭州外賣小哥彭清林“驚人一跳”挽救了一名年輕女子。彭清林在空中

可看作自由下落，時間約為1.8s,以下說法正確的是（）

A.下落高度約為32m

B.落水前Is內的位移約為5m

C.落水前的瞬時速度約為32m/s

D.自由下落過程中彭清林處于失重狀態(tài)

2.（2023秋?碑林區(qū)校級期末）打開手機加速度傳感器APP,手握手機迅速下蹲，手機記錄的圖

像如圖所示，a、b分別為圖像的峰值，則（）

A.峰值a對應時刻，人向下運動的速度最大

B.峰值b對應時刻，人向下運動的速度最大

C.峰值a對應時刻，人對地面的壓力小于自身重力

D.峰值b對應時刻，人對地面的壓力小于自身重力

3.（2024?溫州二模）如圖所示，小球從距地面高度hi=1.25m的A點由靜止釋放，經地面第一

次反彈，豎直上升至最高點B,B點距地面高度h2=0.8m,不計空氣阻力，下列說法正確的是

A.小球在B點處于靜止狀態(tài)

B.小球下降過程處于失重，上升過程處于超重

C.小球與地面作用過程速度變化量的大小為lm/s

D.小球下降過程的平均速度大小大于上升過程的平均速度大小

4.（2023秋?福州期末）我國的無人機在各行各業(yè)中有著廣泛的應用。在一次高空攝影過程中，

地面測控系統(tǒng)測出無人機從地面起飛，豎直方向上運動的速度v隨時間t變化規(guī)律如圖所示，t4

時刻無人機回到地面，下列說法正確的是（）

A.ti時刻無人機上升到最高位置

B.口?t2時間內無人處于超重狀態(tài)

C.0?口時間內，無人機的加速度先減小后增大

D.0~t2時間與t3~t4時間內圖線與時間軸所圍面積大小相等

5.（2023秋?洛陽期末）很多智能手機都有加速度傳感器，安裝有能顯示加速度情況的應用程序,

手機會顯示其加速度的變化情況。小明利用手機傳感器測量電梯從靜止開始向上運動的a-t關

系如圖所示，下列說法正確的是（）

A.t=1.5s時電梯處于失重狀態(tài)

B.2s末電梯的速度大約為2m/s

C.2-3s內電梯處于靜止狀態(tài)

D.4-5s內手機對電梯的壓力大于自身重力

6.（2023秋?下城區(qū)校級期末）某校把跳長繩作為一項常規(guī)運動項目，其中一種運動方式為：由

12人一起進長繩，計算同步一起跳的個數。跳繩的過程中，下列說法正確的是（）

A.起跳離開地面前，學生對地面的壓力是由于地面發(fā)生了形變

B.起跳離開地面的瞬間，學生受到的重力與地面對學生的支持力大小相等

C.起跳加速離開地面時，學生對地面的壓力與地面對學生的支持力大小相等

D.學生從最高點開始下落至速度為零的過程中，先處于完全失重狀態(tài)，再處于超重狀態(tài)，最后

處于失重狀態(tài)

7.（2023秋?海淀區(qū)期末）如圖所示，某同學站在體重計上觀察超重與失重現象。由穩(wěn)定的站姿

變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程；由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程。她

穩(wěn)定站立時，體重計的示數為Ao,關于實驗現象，下列說法正確的是（）

A.“下蹲”過程，體重計的示數一直小于A。

B.“起立”過程，體重計的示數一直大于A。

C.“起立”的過程，先出現失重現象后出現超重現象

D.“起立”、“下蹲”過程，都能出現體重計的示數大于Ao的現象

8.（2023秋?石家莊期末）如圖所示，一個盛水的容器底部有一小孔。靜止時用手指堵住小孔不

讓它漏水，假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽略空氣阻力，則（）

A.容器自由下落時，小孔向下漏水

B.將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水；容器向下運動時，小孔不向下漏水

C.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運動，還是向下運動，小孔都向下漏水

D.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運動，還是向下運動，小孔都不向下漏水

【素養(yǎng)提升】

9.（2023秋?新市區(qū)校級期末）將一個質量為0.5kg的小球豎直向上拋出，最終落回拋出點，運動

過程中所受阻力大小恒定，方向與運動方向相反。該過程的v-t圖像如圖所示，g取10m/s2。

則小球（）

A.受到的阻力大小為6N

B.落回到拋出點時的速度大小為4通爪/5

C.上升過程與下落過程都處于超重狀態(tài)

D.上升過程與下落過程所用時間之比為2：3

10.（2023秋?廣州期末）如圖所示，臺秤上有一裝水容器，容器底部用一質量不計的細線系住一

個乒乓球。某時刻細線斷開，乒乓球向上加速運動，在此過程中，關于臺秤的示數與線斷前相

比的變化情況及原因。下列說法正確的是（）

A.容器、水、乒乓球整個系統(tǒng)的重心加速下移，處于失重狀態(tài)，所以示數變小

B.細線斷后不再向上提拉容器底部，所以示數變大

C.細線斷后，乒乓球有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故示數變大

D.由于乒乓球仍在容器中，所以示數與細線斷前相同

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