超重和失重力学单位制（解析版）-2023届高考物理一轮复习知识点讲义与真题模拟题练习

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第三章牛顿运动定律

专题14超重和失重力学单位制

第一部分知识点精讲

一'超重与失重

1.视重

当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重。

2.超重、失重和完全失重的比较

超重失重完全失重[注3]

现象视重大于物体重力视重小于物体重力视重等于L

产生条件物体的加速度向上一物体的加速度向E物体的加速度等于L

以g加速下降或减速

运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升

上升

F-nιg=maF=InRnig-F=maF=mg

原理方程mg-F=mgF=O

-ma

【温馨提示】物体在完全失重状态下，由重力引起的效应将完全消失。

3.判断超重和失重的方法

从受力的角度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

判断力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态

从加速度的角当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物

度判断体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态

二。动力学的图象问题

1.数形结合解决动力学图象问题

(1)在图象问题中，无论是读图还是作图，都应尽量先建立函数关系，进而明确“图象与

公式图象与物体''间的关系，然后根据函数关系读取图象信息或者描点作图。

(2)读图时，要注意图象的起点、斜率、截距、折点以及图象与横坐标轴包围的“面积”

等所对应的物理意义，尽可能多地提取解题信息。

(3)常见的动力学图象主要有：VY图象、“＜图象、F＜图象、F-a图象等。

2.解决图象综合问题的关键

图象反映了两个变量之间的函数关系，必要时需要根据物理规律进行推导，得到函数关

系后结合图线的斜率、截距、面积、交点坐标、拐点的物理意义对图象及运动过程进行分析。

三.单位制

（1）单位制

由基本单位和导出单位一起组成了单位制。

（2）基本单位

在力学范围内，国际单位制规定质量、长度和时间为三个基本量,它们的单位千克、米

和也为基本单位。

（3）导出单位

由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

第二部分最新高考题精选

1.（2022年1月浙江选考）单位为J/m的物理量是（）

A.力B.功

C.动能D.电场强度

【参考答案】A

【名师解析】根据功的定义式W=Er可知J=N∙m

JN∙m

则有一=-----=N

mm

因N是力的单位，故单位为J/m的物理量是力。故选A。

2.（2022年6月浙江选考）下列属于力的单位是

A.kg∙m∕s2B.kg∙m∕s

C.kg∙m2∕sD.kg∙s/m2

【参考答案】A

【命题意图】本题考查力的单位用基本物理量单位表达。

【解题思路】根据牛顿第二定律和力的单位规定，可知A正确。

3.（2021高考新课程∏卷海南卷）公元前4世纪末，我国的《墨经》中提到“力，形之所

以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因•力的单位用国际单位制的基本单位

符号来表示，正确的是（)

A.kg∙m∙s^lB.kg∙m∙s_2C.Pam2D.Jm-1

【参考答案】B

【名师解析】由牛顿第二定律F=ma,可知力的单位N用国际单位制的基本单位符号来表示

为kg∙m∕s2=kg∙m∙s^2,选项B正确。

4.（浙江新高考2018年4月选考科目物理试题）如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，

下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是

【参考答案】C

【名师解析】对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程

中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小：在减速

F蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大

小，故C正确，A,B、D错误；

故选C。

【点睛】人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，在减速下蹲的过程中，

加速度方向向上，处于超重状态。

第三部分最新模拟题精选

1.（2022福建泉州高三下适应性测试）如图，缆车用钢索悬挂着，处于静止状态，其底板

上放置一小物块，物块与缆车左侧壁用水平轻弹簧连接起来，弹簧处于拉伸状态，物块恰好

不会相对底板滑动。已知缆车质量远大于物块质量，物块与缆车底板间的动摩擦因数为〃,

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度为g,则钢索断开瞬间（）

A.物块没有受到摩擦力

B.物块受到滑动摩擦力

C.物块的加速度大小为g

D.物块加速度大小为〃g

【参考答案】A

【名师解析】

钢索断开瞬间，物块和底板间的弹力瞬间消失，则物块不再受到摩擦力，故B错误，A正确;

钢索断开前，物块受到弹簧弹力大小为尸=

钢索断开后，物块竖直方向的加速度为g,方向竖直向下，水平方向上弹簧弹力不突变，则

F

物块水平方向的加速度为"=—=

m

可得加速度为a=J（g>+（〃g）2=Jl+〃2g,故CD错误。

2.（2022四川南充零诊）某人乘电梯从10楼到1楼，从电梯启动到停在1楼的过程，

经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段。电梯在这三个连续的运动阶段中，该人所受的重力

和他对电梯地板的压力相比较，其大小关系分别是

A.重力大于压力，重力等于压力，重力小于压力

B.重力小于压力，重力等于压力，重力大于压力

C.重力大于压力，重力小于压力，重力小于压力

D.重力小于压力，重力小于压力，重力大于压力

【参考答案】A

【名师解析】：某人乘电梯从10楼到1楼，速度方向向下。电梯启动做加速运动阶段，加

速度方向向下，由牛顿第二定律可知重力大于电梯地板对他的支持力，由牛顿第三定律可知,

他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力，即重力大于压力，处于失重状态；在匀速

运动阶段，处于平衡状态，重力等于压力；在减速运动阶段，加速度方向向上，由牛顿第二

定律可知重力小于电梯地板对他的支持力，由牛顿第三定律可知，他对电梯地板的压力等于

电梯地板对他的支持力，即重力小于压力，处于失重状态；所以选项A正确。

【一题多解】：此题情景是某人乘电梯从10楼到一楼，速度方向向下，经历加速、匀速、

减速三个阶段，加速度方向分别向下、为零、向上，其状态分别对应失重、等于、超重，即

分别对应重力大于压力、重力等于压力、重力小于压力，所以选项A正确。

3.（2022安徽巢湖一中等十校联盟最后一卷）北京冬奥会于2022年2月4日开幕，在2月

8日进行的自由式滑雪女子大跳台比赛中，中国选手谷爱凌获得了该项目历史上第一块金牌。

下图为“大跳台''赛道的示意图，由助滑道、起跳区、着陆坡、终点线、停止区组成。下列说

法正确的是（）

大跳台

B.运动员在助滑道上加速下滑时，运动员处于超重状态

C.所有运动员在着陆坡落地时，他们的速度方向一定相同

D.着陆时运动员控制身体屈膝下蹲，是为了减小平均冲击力

【参考答案】D

【名师解析】

助滑道上运动员下蹲，双臂向后紧贴身体，以减小起跳时的空气阻力，增加起跳速度，A错

误；运动员在助滑道上加速下滑时，运动员处于失重状态，B错误；

由于运动员在空中完成各种动作，调整运动姿态，改变空气阻力，从而使落地时的速度方向

不一定相同，C错误；着陆时运动员控制身体屈膝下蹲，延长落地时间，从而减小平均冲击

力，D正确。

4.（4分）（2022广东省揭阳市普宁市段考）如图，垂直电梯里有一个“轿厢”和一个“对重”，

它们通过钢丝绳连接起来，驱动装置带动钢丝绳使"轿厢”和“对重”在竖直方向做上下运

动。当“轿厢”向上做匀减速直线运动时（）

驱动电机

对重

A.电梯的“对重”处于失重状态

B.电梯的“对重”向下匀加速运动

C.钢丝绳的拉力等于“轿厢”的重力

D.钢丝绳的拉力小于“轿厢”的重力

【参考答案】D

【思路分析】当物体向上的加速度时，物体处于超重状态，当物体有向下的加速度时，

物体处于失重状态，据此分析即可。

【名师解析】当“轿厢”向上做匀减速直线运动时，“对重”向下做匀减速运动，加速度向

上，处了超重状态，故AB错误；当“轿厢”向上做匀减速运动时，“轿厢”加速度向下，处

于失重状态，钢丝绳的拉力小于“轿厢”的重力，故C错误，D正确。

【名师点评】本题考查了超重、失重的问题，关键是判断超重、失重看加速度的方向，

不是看物体的运动方向。

5.（2022广州培正中学三模）某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升

降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提

A.在0〜5s内，电梯加速上升，该同学处于失重状态

B.在5s〜IOs内，该同学对电梯地板的压力小于其重力

C.在IOS〜20s内，电梯减速上升，该同学处于超重状态

D.在20s〜25s内，电梯加速下降，该同学处于失重状态

【参考答案】D

【名师解析】

在0〜5s内，从速度-时间图象可知，此时的加速度为正，说明电梯的加速度向上，此时人

处于超重状态，故A错误；5〜IOs内，该同学做匀速运动，故其对电梯地板的压力等于他

所受的重力，故B错误；

在10〜20s内，电梯向匕做匀减速运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误；

在20〜25s内，电梯向下做匀加速运动，加速度向下，故处于失重状态度，故D正确。

(

6.（2022广东佛山重点∣¾中质检）如图所示，是某同学站在水)N

-R

平的力传感器上，做下蹲一起立的动作时记录的力随时间变田

化的图线。由图可知，该同学的体重约为650N,除此以外，650

还可以得到的信息有（）

A.该同学做了两次下蹲一起立的动作

B.该同学做了一次下蹲一起立的动作，且下蹲后约2S8时间（S）

起立

C.下蹲过程中人处于失重状态

D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态

【参考答案】B

【名师解析】在3〜4s下蹲过程中，先向下加速再向下减速，故人先处于失重状态后处

于超重状态；在6〜7s起立过程中，先向上加速再向上减速，故人先处于超重状态后处于

失重状态，选项A、C、D错误，B正确。

7.几位同学为了探究电梯运动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中。电梯启动

前，一位同学站在体重计上，如图甲所示。然后电梯由1层直接升到10层，之后又从10

层直接回到1层。图乙至图戊是电梯运动过程中按运动顺序在不同位置体重计的示数。根

据记录，进行推断分析，其中正确的是（）

A.根据图甲、图乙可知，图乙位置时电梯向上加速运动

B.根据图甲、图丙可知，图丙位置时人处于超重状态

C.根据图甲、图丁可知，图丁位置时电梯向下减速运动

D.根据图甲、图戊可知，图戊位置时人处于失重状态

【参考答案】A

【名师解析】题图甲表示电梯静止时体重计的示数，题图乙示数大于静止时体重计的

示数，所以电梯是加速上升，A正确；题图丙示数小于静止时体重计的示数，人处于失重状

态，故B错误；题图丁示数小于静止时体重计的示数，加速度方向向下，电梯在向下加速

运动，故C错误；题图戊示数大于静止时体重计的示数，人处于超重状态，故D错误。

8.（2020•浙江画高三月者）由于生活水平的不断提升，越来越多的家庭拥有了私家轿车，

造成车位难求的现象，因此很多停车场采用了多层停车的结构。若车子被“移送”停在上层，

车主想使用汽车时就需要车库管理员把车子“移送”到下层。管理员正在“移送”车辆的过程

如图所示。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止，底板始终保持水平，则下列说法

正确的是（）

A.车子在被水平向右“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力一直水平向左

B,车子在被水平向右“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力不可能水平向左

C.车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子对底板的力可能小于底板对车子的力

D.车子在被竖直向下“移送”的过程中，底板对车子的力可能大于车子自身的重力

【参考答案】D

【名师解析】车子在被水平向右“移送”的过程中，若减速向右移送，则底板对车子

的摩擦力水平向左，若加速向右移送，则底板对车子的摩擦力水平向右，故A、B错误；车

子对底板的力和底板对车子的力是一对作用力和反作用力，任何时刻都大小相等，方向相

反，故C错误；车子在被竖直向下“移送”的过程中，若减速向下移动，则加速度向上，即

F^~mg=ma,则底板对车子的力可能大于车子自身的重力，故D正确。

9.（2020•北京高三二棋）很多智能手机都有加速度传感器。小明把手机平放在手掌上，打

开加速度传感器，记录手机在竖直方向上加速度的变化情况。若手掌迅速向下运动，让手

机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，手机屏幕上获得的图象如图甲所示。以下实验中

手机均无翻转。下列说法正确的是

234

US

A.若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，所得图象可能如图乙所示

B.若保持手托着手机，小明做下蹲动作,整个下蹲过程所得图象可能如图丙所示

C.若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止，所得图象可能如图丁所示

D.手机屏幕上的图象出现正最大值时，表明手机处于失重状态

【参考答案】A

【名师解析】若手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，

手机先加速后减速，加速度先竖直向下，再竖直向上。由题图甲可知加速度竖直向下时为

负值。若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，手机先竖直向上加速然后竖直上抛运动最后

竖直向下减速，加速度方向先竖直向上然后竖直向下最后竖直向上，即先正然后负最后正，

所得图象可能如题图乙所示，故A正确；若保持手托着手机，小明做下蹲动作，手机先竖

直向下加速然后竖直向下减速，加速度方向先竖直向下然后竖直向上，即先负后正，整个

下蹲过程所得图象不可能如题图丙所示，故B错误；若手托着手机一起由静止竖直向上运

动一段时间后停止，手机先竖直向上加速最后竖直向上减速，加速度方向先竖直向上最后

竖直向下，即先正最后负，所得图象不可能如题图丁所示，故C错误；手机屏幕上的图象

出现正最大值时，说明加速度方向竖直向上，处于超重状态，故D错误。

10.（2022年广东江门联考）如图2所示，电梯使用电动机通过钢丝绳把供人乘坐的轿厢在高

低楼层之间来回运动，设某次人与轿贿的总重力为G,钢丝绳的拉力为T,忽略绳重平衡链重

力，则下列说法正确的是

A.电梯在减速上升时，人在电梯中处于失重状态，G<T

B.电梯在加速上升时，人在电梯中处于超重状态，G<T

C.电梯在加速下降时，人在电梯中处于超重状态，G>T

D.电梯在匀速上升时，人在电梯中处于平衡状态，G<T

【参考答案】B

【名师解析】电梯在减速上升时，加速度向下，人在电梯中处于失重状态，G<T,选项A

错误；电梯在加速上升时，加速度向上，人在电梯中处于超重状态，G<T,选项B正确；

电梯在加速下降时，加速度向下，人在电梯中处于失重状态，OT,选项C错误；电梯在

匀速上升时，人在电梯中处于平衡状态，G=T,选项D错误。

11.（2022∙河南九校联考）2019年国际篮联篮球世界杯暨第18届国际篮联篮球世界杯，于

2019年8月31日至9月15日在我国的北京、广州、南京、上海、武汉、深圳、佛山、东

莞八座城市举行。图为比赛中一运动员，其三分远投经历了下蹲、蹬地、离地上升、抛投过

程，动作一气呵成，若不计空气阻力，关于运动员的一系列动作。下列说法正确的是（）

A.运动员下蹲过程始终处于失重状态

B.运动员蹬地上升到离地过程中，运动员蹬地的力大于地面对运动员的支持力

C.运动员蹬地上升到离地过程中，可能先超重后失重

D.运动员离地后上升过程中，处于完全失重状态，因此不受重力作用

【参考答案】C

【名师解析】运动员下蹲过程，先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，

因此运动员先处于失重状态后处于超重状态，A项错误；运动员蹬地上升到离地过程中，根

据牛顿第三定律可知，运动员蹬地的力等于地面对运动员的支持力，B项错误；运动员蹬地

上升到离地过程中，加速度的方向可能先向上后向下，因此可能先超重后失重，C项正确；

运动员离地后上升过程中，处于完全失重状态，仍受重力作用且所受重力不变，D项错误。

12.（2022北师大附中期中）“比冲”是航天器发射系统的常用物理量，用于表达动力系统的

效率，其可以描述为单位质量推进剂产生的冲量。据此分析，“比冲”的国际单位是（）

A.m/sB.m∕s2C.ND.N∙s2

【参考答案】A

【名师解析】

N∙skg∙m/s,

“比冲”是单位质量推进剂产生的冲量，则单位为——=m∕s,A正确。

kgkg

13（2022河北普通高中第一次联考）磁场的磁感应强度是电磁学中一个重要的物理量，其

单位用国际单位制的基本单位可表示为

【参考答案】.B

【命题意图】本题通过电磁学中的单位制问题，主要考查量纲知识，体现科学思维，突出对

基础知识的考查要求。

【名师解析】根据公式B=£,F=ma,则有IT=I星巴&=l-⅛,故选B。

ILAmA-S2

14.（2022安徽六市十校联考）2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭首飞成功，火

箭全长约53.7m,采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂，起飞质量约849t