人教版高一物理必修第一册同步练习：超重与失重（原卷版）

4.6超重与失重

学习目标

1结合生活体验，通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。

2.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。

知识梳理

一、基本概念

1、实重和视重

(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关.

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

体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.

2、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：物体具有向上的加速度.

3、失重图4.6-2

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)4年物体所受重力的现象

(2)产生条件：物体具有向上的加速度.

4、完全失重

mg

(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象

图4.6-3

(2)产生条件：物体的加速度a=g,方向竖直向下.

二、判断超重和失重的方法

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，物体处于失重状

态；等于零时，物体处于完全失重状态.

2、从加速度的角度判断

当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的

加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态.

特征状态加速度视重（F）与重力关系运动情况受力示意图

F

平衡a=0F=mg静止或匀速直线运动

匚mg

F

由F—mg=ma得F=

超重向上向上加速或向下减速a

mg

F।

由mg—F—ma得F—

失重向下向下加速或向上减速a

m(g—d)<mg

由mg—F—ma得F—自由落体运动，抛体运g

完全失重向下且a=g

0动

f

三、对超重和失重现象的理解

1、发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化,只是压力（或拉力）变大或变小了（即“视

重”变大或变小了）.

2、物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关,而与速度方向无关.

3、物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定，其大小等于ma.

4、在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水

中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等.

问题探究

题型1超重与失重现象

[例题1]（2023秋•雁塔区期末）某质量为60kg的人站在随电梯运动的台秤上观看自身体重随电梯

运动的变化情况，若电梯运动的v-t图像如图所示。（取电梯向上运动的方向为正，g取

10m/s2）下列表述正确的是（）

♦v/（m-s-1）

A.0〜2s内，台秤示数为660N,电梯加速上升，人处于失重状态

B.0〜2s内，台秤示数为540N,电梯加速上升，人处于超重状态

C.5s〜6s内，台秤示数为720N,电梯减速上升，人处于超重状态

D.5s〜6s内，台秤示数为480N,电梯减速上升，人处于失重状态

方法点拨

当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度;

当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度;

如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g.

[变式1]（2023秋•乌兰察布期末）2023年10月7亚运会女排决赛，中国女排3比0横扫本女排得

冠军。图为女排运动员跳起击球时的镜头，下列对运动员和排球描述正确的是（）

A.排球离开手后触地前做匀速直线运动

B.排球受到弹力作用是因为手发生形变引起的

C.运动员在最高点处速度为零，处于平衡状态

D.运动员手击打排球的力大于排球对手的作用力

[变式2]（2023秋•宁波期末）如图所示，浙江运动员李玲在参加杭州亚运会女子撑杆跳高比赛时,

以4.63m的成绩夺得金牌，并再度刷新亚运会赛事纪录。其完整的撑杆跳高过程可简化为三个

阶段一一持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落着地。下落时，人杆分离，最后落在软垫上速度

减为零。不计空气阻力，则（）

A.研究其越杆过程的技术动作可将李玲视作质点

B.李玲越过杆后在空中下落的过程中处于完全失重状态

C.李玲在撑杆起跳上升的过程中，撑杆对她的力始终沿杆

D.李玲落在软垫上的运动过程中，软垫对她的作用力大小大于她对软垫的作用力大小

[变式3]（2023秋•福州期末）跳跳杆是一种深受小朋友喜爱的弹跳器。可以自由伸缩的中心弹簧,

一端固定在跳杆上，另一端固定在与踏板相连的杆身上，当人在踏板上用力向下压缩弹簧，然

后弹簧向上弹起，将人和跳杆带离地面。当某同学玩跳跳杆时从最高点竖直下落到最低点的过

程中，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（）

A.下落全过程中，该同学速度一直减小

B.下落全过程中，该同学加速度先增大后减小

C.下落全过程中，跳杆刚接触地面时，该同学速度最大

D.下落全过程中，跳跳杆形变量最大时，该同学处于超重状态

[变式4]（2023秋•太原期末）蹦极是一项极限体育项目，运动员身拴弹性绳从高处跳下，在弹性

绳被拉直前做自由落体运动。当弹性绳被拉直后，运动员继续下降，到达最低点后再向上运动。

不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.运动员下降过程中，在弹性绳被拉直后，一直处于失重状态

B.运动员下降过程中，在弹性绳被拉直后，先处于超重状态后处于失重状态

C.运动员上升过程中，在弹性绳恢复原长前，一直处于超重状态

D.运动员上升过程中,在弹性绳恢复原长前，先处于超重状态后处于失重状态

题型2超重与失重的有关计算

[例题2]（2023秋•福田区校级期末）如图所示，质量为m的人站在倾角为。的自动扶梯的水平踏

板上，随扶梯一起斜向上做匀减速直线运动，加速度大小为a,重力加速度为g,下列说法正确

的是（）

A.人未受到摩擦力作用

B.人处于超重状态

C.踏板对人的摩擦力大小Ff=masin0

D.踏板对人的支持力大小FN=mg-masin0

方法点拨

将人的加速度分解到水平方向和竖直方向，根据牛顿第二定律列式求解即可。

[变式5]（2023秋•天河区期末）某人站在压力传感器上做“下蹲一起立”的动作时，记录的压力

随时间变化的图线如图所示，纵坐标为力（单位为N）,横坐标为时间（单位为s）,由图线可

知，该人的体重约为650N。除此之外，还可以得到的信息是（）

A.该人做了一次“下蹲一起立”的动作

B.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态

C.5s末人正在向下匀速运动

D.下蹲过程中人的最大加速度约为5m/s2

[变式6]（2023秋•南开区期末）某课外兴趣小组开展超重、失重体验与研究。在竖直运行的升降

电梯内地板上放一体重计，小郭同学站在体重计上，电梯静止时体重计示数为50kg。某一段时

间内，发现体重计示数稳定如图所示。若g=10m/s2,则在这段时间内（）

A.电梯在向下做匀速运动

B.电梯的加速度为2m/s2,方向一定竖直向下

C.电梯在以2m/s2的加速度向下匀减速运行中

D.小郭同学的体重变为40kg

[变式7]（2023秋•盘龙区期末）2023年10月3日，杭州亚运会跳水女子10m跳台决赛展开争夺,

中国队选手全红婵以438.20分夺得冠军，队友陈芋汐落后2.55分获得亚军，马来西亚选手帕姆

格以280.50分排名第三。图甲是中国队选手全红婵获得冠军的一张跳水图片，图乙为其竖直分

速度与时间的关系图像，以其向上离开跳台时作为计时起点，运动过程中视其为质点，则（）

甲乙

A.在0〜t2时间内该运动员在竖直方向上做匀变速直线运动

B.在t2〜t3时间内运动员处于失重状态

C.t3时刻运动员开始进入水面

D.在0〜力时间内与h〜t2时间内运动员的加速度大小相等方向相反

[变式8]（2023秋•辽宁期末）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上

端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，人再与固定在地面上的拉力传感器相连,

传感器示数为1200N。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B上

升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备总质量m=60kg（可视为质点）。忽略空气

阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（）

电扣环

1能4传感器

,77777777777777777T

A.上升过程，人的加速度先增大后减小

B.打开扣环瞬间，人的加速度大小为20m/s2

C.在B点，人处于超重状态

D.在C点，人处于超重状态

强化训练

【基础强化】

1.（2023秋•台州期末）杭州外卖小哥彭清林“惊人一跳”挽救了一名年轻女子。彭清林在空中

可看作自由下落，时间约为1.8s,以下说法正确的是（）

A.下落高度约为32m

B.落水前Is内的位移约为5m

C.落水前的瞬时速度约为32m/s

D.自由下落过程中彭清林处于失重状态

2.（2023秋•碑林区校级期末）打开手机加速度传感器APP,手握手机迅速下蹲，手机记录的图

像如图所示，a、b分别为图像的峰值，则（）

A.峰值a对应时刻，人向下运动的速度最大

B.峰值b对应时刻，人向下运动的速度最大

C.峰值a对应时刻，人对地面的压力小于自身重力

D.峰值b对应时刻，人对地面的压力小于自身重力

3.（2024•温州二模）如图所示，小球从距地面高度hi=1.25m的A点由静止释放，经地面第一

次反弹，竖直上升至最高点B,B点距地面高度h2=0.8m,不计空气阻力，下列说法正确的是

A.小球在B点处于静止状态

B.小球下降过程处于失重，上升过程处于超重

C.小球与地面作用过程速度变化量的大小为lm/s

D.小球下降过程的平均速度大小大于上升过程的平均速度大小

4.（2023秋•福州期末）我国的无人机在各行各业中有着广泛的应用。在一次高空摄影过程中，

地面测控系统测出无人机从地面起飞，竖直方向上运动的速度v随时间t变化规律如图所示，t4

时刻无人机回到地面，下列说法正确的是（）

A.ti时刻无人机上升到最高位置

B.口〜t2时间内无人处于超重状态

C.0〜口时间内，无人机的加速度先减小后增大

D.0~t2时间与t3~t4时间内图线与时间轴所围面积大小相等

5.（2023秋•洛阳期末）很多智能手机都有加速度传感器，安装有能显示加速度情况的应用程序,

手机会显示其加速度的变化情况。小明利用手机传感器测量电梯从静止开始向上运动的a-t关

系如图所示，下列说法正确的是（）

A.t=1.5s时电梯处于失重状态

B.2s末电梯的速度大约为2m/s

C.2-3s内电梯处于静止状态

D.4-5s内手机对电梯的压力大于自身重力

6.（2023秋•下城区校级期末）某校把跳长绳作为一项常规运动项目，其中一种运动方式为：由

12人一起进长绳，计算同步一起跳的个数。跳绳的过程中，下列说法正确的是（）

A.起跳离开地面前，学生对地面的压力是由于地面发生了形变

B.起跳离开地面的瞬间，学生受到的重力与地面对学生的支持力大小相等

C.起跳加速离开地面时，学生对地面的压力与地面对学生的支持力大小相等

D.学生从最高点开始下落至速度为零的过程中，先处于完全失重状态，再处于超重状态，最后

处于失重状态

7.（2023秋•海淀区期末）如图所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿

变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。她

稳定站立时，体重计的示数为Ao,关于实验现象，下列说法正确的是（）

A.“下蹲”过程，体重计的示数一直小于A。

B.“起立”过程，体重计的示数一直大于A。

C.“起立”的过程，先出现失重现象后出现超重现象

D.“起立”、“下蹲”过程，都能出现体重计的示数大于Ao的现象

8.（2023秋•石家庄期末）如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不

让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（）

A.容器自由下落时，小孔向下漏水

B.将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水

C.将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都向下漏水

D.将容器竖直向上抛出，不管是容器向上运动，还是向下运动，小孔都不向下漏水

【素养提升】

9.（2023秋•新市区校级期末）将一个质量为0.5kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动

过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反。该过程的v-t图像如图所示，g取10m/s2。

则小球（）

A.受到的阻力大小为6N

B.落回到抛出点时的速度大小为4通爪/5

C.上升过程与下落过程都处于超重状态

D.上升过程与下落过程所用时间之比为2：3

10.（2023秋•广州期末）如图所示，台秤上有一装水容器，容器底部用一质量不计的细线系住一

个乒乓球。某时刻细线断开，乒乓球向上加速运动，在此过程中，关于台秤的示数与线断前相

比的变化情况及原因。下列说法正确的是（）

A.容器、水、乒乓球整个系统的重心加速下移，处于失重状态，所以示数变小

B.细线断后不再向上提拉容器底部，所以示数变大

C.细线断后，乒乓球有向上的加速度，处于超重状态，故示数变大

D.由于乒乓球仍在容器中，所以示数与细线断前相同

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