人教版高中物理精讲精练-必修1第06讲：超重和失重（解析版）

第06讲：超重和失重

一：知识精讲归纳

考点一、超重和失重

1．视重：体重计的示数称为视重，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)小于物体所受重力的现象．

(2)产生条件：物体具有竖直向下(选填“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)大于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

状态重力的关系

静止或匀速

平衡a＝0F＝mg

直线运动

竖直向上由F－mg

向上加速

超重或有竖直＝ma得

或向下减速

向上分量F＝m(g＋a)>mg

竖直向下由mg－F

向下加速或

失重或有竖直＝ma得

向上减速

向下分量F＝m(g－a)<mg

自由落体

完全

a＝gF＝0运动、抛

失重

体运动

二：考点题型归纳

题型一：超重和失重的概念

1．（2023秋·高一）下列关于超重与失重的判断，正确的是（）

A．物体做变速运动时，必处于超重或失重状态

B．物体向下运动时，必处于失重状态

C．做竖直上抛运动的物体，处于超重状态

D．物体斜向上做匀减速运动，处于失重状态

【答案】D

【详解】AB．判断物体是否处于超重或失重状态，就是看物体有没有竖直方向上的加速度。若物体的加速度向下，

则处于失重状态。若物体的加速度向上，则处于超重状态。A、B两项均未指明加速度方向，无法判定是否发生超

重和失重现象。故AB错误；

C．做竖直上抛运动的物体，只受重力，加速度为g，竖直向下，处于完全失重状态，C错误；

D．物体斜向上做匀减速运动，加速度斜向下，有竖直向下的分量，故处于失重状态。D正确。

故选D。

2．（2023秋·山东泰安·高一统考期末）下列说法正确的是（）

A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

B．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

C．跳高运动员离开地面在空中上升的过程中处于超重状态

D．蹦床运动员离开蹦床在空中上升和下落过程中都处于失重状态

【答案】D

【详解】所谓超重是指“示重”大于物体的实际重力，对地面上的物体而言，其加速度的方向是向上的；而失重是指

“示重”小于物体的实际重力，对地面上的物体而言，其加速度的方向是向下的。

AB．物体都处于静止状态，故均不是超重和失重状态，AB错误；

C．运动员离开蹦床在空中上升的过程中加速度向下，处于失重状态，C错误；

D．蹦床运动员离开蹦床在空中上升和下落过程中，其加速度的方向都是向下的，故都处于失重状态，D正确。

故选D。

3．（2023秋·陕西渭南·高一统考期末）随着生活水平的提高，肥胖问题日渐突出，控制体重逐渐引起人们的重视。

如图所示，小林正站在体重秤上测量他的体重，下列说法中正确的是（）

A．下蹲过程，体重秤示数一直增大

B．下蹲过程，体重秤示数一直减小

C．起身过程，体重秤示数先增大后减小

D．起身过程，体重秤示数先减小后增大

【答案】C

【详解】设小林重力为G0。

AB．下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态，后处于超重状态，体重计的

示数先小于G0后大于G0；体重秤示数先减小后增大。AB错误；

CD．起身过程，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态，后处于失重状

态，体重计的示数先大于G0后小于G0；体重秤示数先增大后减小。C正确，D错误。

故选C。

题型二：电梯中的超失重问题分析

4．（2023秋·全国·高一期中）在电梯内放一体重计，电梯静止时，小花站在体重计上示数为50kg，电梯运动过程中，

某段时间内小花发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法正确的是（）

A．电梯一定竖直向上加速运动B．电梯一定竖直向下加速运动

g

C．小花所受的重力变小了D．电梯的加速度大小为，方向竖直向下

5

【答案】D

【详解】电梯静止时，体重计示数为50kg，说明小强同学的质量为50kg，某段时间内小花发现体重计示数为40kg，

根据牛顿第二定律可得

mgNma

解得

mgN50g40gg

a

m505

方向竖直向下；这段时间电梯可能竖直向上减速或竖直向下加速，小花处于失重状态，但重力保持不变。

故选D。

5．（2023春·山东潍坊·高一山东省高密市第一中学校考期末）加速度传感器是一些智能手机上配备的较为实用的软

件，能显示物体运动过程中的加速度变化情况。现出于安全角度，需要分析某升降机在实际运行过程中的加速度，

将手机放置于升降机地面上并打开加速度传感器，使升降机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．手机在t2时刻速度为0

B．运行过程中手机有可能与升降机分离

C．手机在t2t3时间内，处于超重状态

D．在t1t3时间内，升降机受到手机的压力先减小再增大

【答案】B

【详解】A．根据题意，由图可知，t2之前加速度一直向上，t2时刻a0，则手机向上速度达到最大，故A错误；

B．根据题意，由图可知，手机有段时间竖直向下的加速度等于重力加速度，所以手机有可能离开过升降机，故B

正确；

C．根据题意，由图可知，t2t3手机的加速度向下，手机处于失重状态，故C错误；

D．根据题意，由图可知，t1t2手机加速度向上，由牛顿第二定律有

Nmgma

由于a减小，则N减小，t2t3手机加速度向下，由牛顿第二定律有

mgNma

由于a增大，则N减小，即在t1t3时间内，升降机对手机的支持了一直减小，由牛顿第三定律可知，机对升降机

的压力一直减小，故D错误。

故选B。

6．（2022秋·河北邯郸·高一校考期中）如图所示，弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，

在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，这一现象表明（）

A．电梯在加速上升

B．电梯在加速下降

C．人对电梯的压力大于重力

D．人对电梯的压力小于重力

【答案】C

【详解】AB．根据题意可知，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，此时弹簧的弹

力大于小铁球的重力，处于超重状态，则电梯具有向上的加速度，可能加速上升，也可能减速下降，故AB错误；

CD．由AB分析可知，人处于超重状态，则人对电梯的压力大于重力，故D错误，C正确。

故选C。

题型三：完全失重问题

7．（2023·全国·高一）如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过

程中容器B的底面始终保持水平，下列说法正确的是（）

A．在上升和下降过程中A对B的压力大小都一定等于零

B．上升过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小

C．下降过程中A对B的压力大小大于物体A受到的重力大小

D．在上升和下降过程中A对B的压力大小都等于物体A受到的重力大小

【答案】A

【详解】对A、B组成的系统分析可知，系统只受重力作用，由牛顿第二定律可知，整个系统加速度为g，方向竖

直向下，处于完全失重，所以A、B之间无相互作用力，所以在上升和下降过程中A对B的压力大小都一定等于零。

故选A。

8．（2022秋·高一校考单元测试）如图所示，跳高运动员起跳后向上运动，越过横杆后开始向下运动，则运动员越

过横杆前、后在空中运动的过程中，下列说法正确的是（）

A．一直处于超重状态

B．一直处于失重状态

C．先处于超重状态，后处于失重状态

D．先处于失重状态，后处于超重状态

【答案】B

【详解】运动员离开地面后做斜上抛运动，越过横杆前、后在空中运动的过程中，加速度为重力加速度，方向竖直

向下，所以运动员始终处于完全失重状态。

故选B。

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，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）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F随时间t变

化的图像如图所示。已知升降电梯从t0时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速运动和匀减速运动，在

t13s时停止，g10m/s2。下列说法正确的是（）

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

【答案】C

【详解】A．由Ft图像可知，小红在0~2s内处于超重状态，但小红的重力保持不变，故A错误；

B．由题意可知在0~2s内由静止开始匀加速运动，小红在这段时间内处于超重状态，加速度方向向上，可知升降电

梯在小明观察的这段时间内向上运动，故B错误；

C．小红在0~2s内的加速度大小为

Fmg550500

am/s21m/s2

m50

可知小红在2s时的速度为

vat112m/s2m/s

则小红在2~12s内匀速运动的速度为2m/s，故C正确；

D．小红在0~2s内的位移为

v2

xt2m2m

1212

小红在2~12s内的位移为

x2vt2210m20m

小红在t13s时停止，则12~13s的位移为

v2

xt1m1m

3232

小红在0~13s内位移为

xx1x2x323m

故D错误。

故选C。

11．（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O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a、b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b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

【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．b到c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后处于超重状

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．b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b点对应时刻的加速度要小于

在c点对应时刻的加速度，选项D错误。

故选C。

12．（2021秋·高一课时练习）如图甲所示，在升降机的顶部装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上

一轻质弹簧，弹簧下端挂一个质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面

一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t的变化关系如图乙所示，g为重力加速度，则（）

A．升降机停止前在向下运动

B．0~t1时间内小球处于失重状态，速率不断增大

C．t2~t3时间内小球处于超重状态，速率不断减小

D．t3~t4时间内小球处于超重状态，速率不断减小

【答案】C

【详解】A．升降机在匀速运行过程中突然停止，由于惯性，小球会继续沿着原来的运动方向运动一段时间，弹簧

处于伸长状态，0t1时间内，小球处于失重状态，弹簧弹力由mg减小为0，说明弹簧逐渐恢复原长，升降机停止

前在向上运动，小球在继续向上运动，A错误；

B．0t1时间内，拉力小于重力，小球处于失重状态，加速度的方向向下，与速度反向，则速度逐渐减小，B错误；

CD．同理分析可得：0t1时间内，小球向上减速，加速度方向一直向下，小球处于失重状态；t1t2时间内，小球

向下加速，加速度方向一直向下，小球处于失重状态；t2t3时间内，小球向下减速，加速度方向一直向上，小球

处于超重状态；t3t4时间内，小球向上加速，加速度方向一直向上，小球处于超重状态，C正确，D错误。

故选C。

题型五：超重失重问题分析物体运动状态

13．（2023秋·安徽滁州·高一校联考期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲——起立的动作时传感器记录的

压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可

以得到以下信息（）

A．1s时人处在下蹲的最低点B．2s时人处于起立静止状态

C．下蹲过程中人处于先失重后超重的状态D．该同学做了2次下蹲—起立的动作

【答案】C

【详解】A．人处在下蹲的最低点时应该有向上的最大加速度，由图可知在1s时人有向下的加速度最大，故A错误；

B．2s时传感器示数等于人的重力，故此时处于下蹲静止状态，故B错误；

C．人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故后半段是人

减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中人先失重后超重，故C正确；

D．该同学在前2s时是下蹲过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲—起立的动作，故D错误。

故选C。

14．（2023春·云南红河·高一校考期中）某人站在压力传感器上，做“下蹲起立”的动作时，计算机记录压力随时间变

化的Ft图像如图所示。已知该人质量为65kg，重力加速度g取10m/s2，则由图线可知该人（）

A．下蹲过程中一直处于失重状态

B．起立过程中先处于超重状态后处于失重状态

C．0~10s内完成了两次“下蹲—起立”的动作

D．0~10s内加速度的最大值约为5m/s2

【答案】B

【详解】A．人下蹲过程中，先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，先失重后超重，故A错误；

B．人起立过程中，先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，先处于超重状态后处于失重状态，故B正

确；

C．由图像可知，0~10s内完成了1次“下蹲—起立”的动作，故C错误；

D．由图像可知，当F200N时，加速度最大，则有

mgFmam

解得

mgF650200

am/s26.9m/s2

mm65

故D错误。

故选B。

题型六：超重、失重的有关计算

15．（2023秋·河北石家庄·高一河北灵寿中学校考期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲～起立的动作时传

感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间，g取10m/s2.，下列说法正确的是（）

A．从a到b过程，人的加速度方向向上

B．从a到b过程，人的重力先减小后增大

C．下蹲过程中人先失重后超重

D．6s内该同学做了2次下蹲～起立的动作

【答案】C

【详解】A．根据图像可知，人在压力传感器上的实重为500N，从a到b过程中，压力传感器的视重小于实重，则

可知人的加速度方向向下，故A错误；

B．从a到b过程，人的重力不发生改变，改变的是压力传感器的视重，故B错误；

C．下蹲过程中人的速度先从0开始增大，后又减小为零，即下蹲过程中人先向下做加速度运动后做减速度运动，

因此人先处于失重状态后处于超重状态，故C正确；

D．下蹲过程中视重先小于实重，再大于实重，当人完全蹲下后视重等于实重；起立过程中视重先大于实重，再小

于实重，当完全起立后视重等于实重，因此根据图像可知，6s内该同学做了1次下蹲～起立的动作，故D错误。

故选C。

16．（2022秋·湖南株洲·高一株洲二中校考期末）如图所示，质量50kg的人站在升降机中的体重计上。重力加速度

g取10m/s2，当升降机做下列各种运动时，求体重计的示数。

（1）匀速上升；

（2）以4m/s2的加速度加速上升；

（3）以5m/s2的加速度加速下降。

【答案】（1）500N；（2）700N；（3）250N

【详解】（1）匀速上升时，由平衡条件得：

FN1＝mg＝500N

由牛顿第三定律得：人对体重计压力为500N，即体重计示数为500N；

（2）加速上升时，由牛顿第二定律得：

FN2－mg＝ma1

解得

FN2＝mg＋ma1＝700N

由牛顿第三定律得：人对体重计压力为700N，即体重计示数为700N；

（3）加速下降时，由牛顿第二定律得：

mg－FN3＝ma3

解得

FN3＝mg－ma3＝250N

由牛顿第三定律得：人对体重计压力为250N，即体重计示数为250N。

17．（2018秋·浙江温州·高一校考期末）一质量为m=40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t=0时刻由静

止开始上升，在0s到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：

(1)在0到2s内电梯上升的加速度大小？

(2)在0到6s内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度g=10m/s2）

【答案】(1)1m/s2；(2)9m

【详解】(1)对小孩进行受力分析，列出牛顿第二定律有

F1mg2

a1==1m/s

m

则在0到2s时间内的加速度为1m/s2。

(2)由F—t图像可知在0到2s内电梯做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动公式有

12

x1=a1t1，v1=a1t1

2

代入数据有

x1=2m，v1=2m/s

在2到5s内电梯做匀速直线运动，根据匀速直线运动的公式有

x2=v1t2=6m

5到6s内电梯做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动公式

F3mg212

a3==-2m/s，x3=v1t3+a3t3=1m

m2

则电梯上升的总位移为

x=x1+x2+x3=9m

则0到6s内电梯上升了9m。

18．（2023·全国·高一课堂例题）在某游乐场有一巨型娱乐器械，将座舱用升降机送到离地面75m的高处，然后让

其自由落下，座舱落到离地面25m高时，制动系统开始启动，座舱做匀减速运动，到达地面时刚好停止。若座舱中

某人用手托料重50N的铅球，取g=10m/s2，不计空气阻力。求：

（1）座舱离地面35m时，手对球的支持力；

（2）从开始下落到着地经历的总时间；

（3）座舱离地面15m时，球对手的压力。

310

【答案】（1）0；（2）s；（3）150N

2

【详解】（1）座舱离地面35m时，座舱处于完全失重状态，所以手对球的支持力为零；

（2）座舱自由落体的时间

250

ts10s

110

座舱自由落体的末速度

v11010m/s

座舱匀减速的加速度为

0(1010)2

a20m/s2m/s2

225

座舱匀减速的时间为

0101010

tss

2202

座舱从开始下落到着地经历的总时间

310

ttts

122

（3）座舱离地面15m时，座舱做匀减速直线运动，以球为研究对象，据牛顿第二定律可得

mgFNma

得

FN150N

据牛顿第三定律，球对手的压力为150N。

三：课堂过关精练

一、单选题

19．（2023秋·广东深圳·高一统考期末）如图，用手托住几本教材，下列哪种情况下教材对手的作用力比教材的重

力大（）

A．使书本匀速向上运动B．使书本匀速向下运动

C．使书本匀减速向下运动D．使书本匀减速向上运动

【答案】C

【详解】AB．使教材匀速向上、向下运动均处于平衡状态，支持力等于重力大小，由牛顿第三定律可知压力大小

等于支持力大小，说明教材对手的作用力与教材的重力大小相同，AB错误；

C．使教材匀减速向下运动，合力向上，支持力大于重力大小，教材对手的作用力比教材的重力大，C正确；

D．使书本匀减速向上运动，合力向下，支持力小于重力大小，则教材对手的作用力比教材的重力小，D错误；

故选C。

20．（2023秋·江苏连云港·高一统考期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲一起立的动作时，传感器记录的

压力随时间变化的图像，纵坐标为压力F，横坐标为时间t。由图像可知（）

A．t1~t2时间内人处于起立过程

B．t3出时刻人处于超重状态

C．人的重力大小为F2

D．t1时刻人处在下蹲的最低点

【答案】B

【详解】AD．t1~t2时间内人先失重后超重，加速度先向下后向上，可知处于下蹲过程，t1时刻人处在下蹲的过程中，

不在最低点，选项AD错误；

B．t3出时刻人对传感器的压力大于重力，则人处于超重状态，选项B正确；

C．由图可知，人的重力大小为F1，选项C错误；

故选B。

21．（2023春·河南濮阳·高一濮阳一高校考期中）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

【答案】A

【详解】AB．下蹲过程中人先处于失重状态后处于超重状态，起立过程中先处于超重状态后处于失重状态，完成

下蹲或者起立后人对传感器的压力等于自身重量，对照图中曲线的变化可知，该人做了一次“下蹲一起立”的动作，

故A正确、B错误；

C．由图可知5s末时人完成了下蹲动作，并且对传感器的压力等于自身重量，说明此时人静止的蹲在传感器上，故

C错误；

D．根据牛顿第二定律可知，下蹲过程中人的加速度为

GF

aN

m

所以人的加速度最大时候就是传感器提供的支持力最小的时候，由图可知最小的支持力约为180N，所以人的最大

加速度约为

GF650180

aNminm/s27.2m/s2

maxm650

10

故D错误。

故选A。

22．（2023秋·河北唐山·高一开滦第二中学校考期末）如图是某同学站在压力传感器上做下蹲和起立动作时传感器

记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间，g取10m/s2.，下列说法正确的是（）

A．从a到c过程，人的加速度方向先向下后向上

B．从d到e过程，人的重力先增大后减小

C．ab为下蹲过程，bc为起立过程

D．6s内该同学做了2次下蹲～起立的动作

【答案】A

【详解】A．从a到b过程，某同学对传感器的压力小于重力，处于失重状态，人的加速度方向向下，从b到c过

程，某同学对传感器的压力大于重力，处于超重状态，人的加速度方向向上，故A正确；

B．从d到e过程，人的重力一直保持不变，故B错误；

C．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，对应先失

重再超重，故C错误；

D．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，对应先失

重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，6s内该同学做了一次下蹲—起立的动作，故D错误。

故选A。

23．（2023春·山西朔州·高一怀仁市第一中学校校联考期中）搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火

箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，载人飞船在发射升空、在轨运行、返回着陆的过程中，飞船

中的宇航员会经历一系列超重和失重的过程，下列说法正确的是（）

A．飞船加速升空时，宇航员处于失重状态

B．飞船在重力作用下加速返回地球时，宇航员处于超重状态

C．飞船打开减速伞减速下降时，宇航员处于失重状态

D．飞船在轨道上绕地球做匀速圆周运动时，宇航员处于失重状态

【答案】D

【详解】A．飞船加速升空时，宇航员具有向上的加速度，处于超重状态，故A错误；

B．飞船在重力作用下加速返回地球时，宇航员具有向下的加速度，处于失重状态，故B错误；

C．飞船打开减速伞减速下降时，宇航员具有向上的加速度，处于超重状态，故C错误；

D．飞船在轨道上绕地球做匀速圆周运动时，引力使宇航员具有向下的加速度，处于失重状态，故D正确．

故选D。

24．（2023春·云南昆明·高一统考期末）人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数F随

时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）

A．a到c过程中人处于超重状态

B．c到d过程中人处于超重状态

C．a到d为“下蹲—起立”过程

D．a到d为“起立—下蹲”过程

【答案】A

【详解】A．根据图像可知，人的重力（实重）为500N，在a到c过程中，力传感器的示数大于500N，即视重大

于实重，人处于超重状态，故A正确；

B．在c到d过程中，根据图像可知，力传感器的示数小于500N，即视重小于实重，人处于失重状态，故B错误；

CD．人从蹲姿起立的过程中，先向上加速，再向上减速，所以起立的整个过程中先处于超重状态，后处于失重状

态，因此可知a到d为“起立”过程，故CD错误。

故选A。

25．（2023·全国·高一随堂练习）将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱子中，如图所示，在箱子的上顶板

和下底板装有压力传感器，箱子可以沿竖直轨道运动。当箱子以a2.0m/s2加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶

板的压力传感器显示的压力N=7.2N，下底板的压力传感器显示的压力F=12.0N。（g取10m/s2）

（1）金属块的质量m为多少?

（2）若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器示数的一半，试判断箱子的运动情况。

（3）要使上顶板的压力传感器的示数为零，箱子沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?

【答案】（1）0.6kg；（2）箱子做匀速直线运动；（3）箱子向上加速或向下减速，加速度大小为10m/s2

【详解】（1）由题意可知，金属块所受竖直向下的压力值即为上底板压力传感器示数（设为F1），金属块所受竖直

2

向上的弹力值即为下底板压力传感器示数（设为F2）。当a=2m/s（竖直向下）、F1=7.2N、F2=12N时，对金属块

有

F1+mg-F2=ma

代入数据解得

m=0.6kg

（2）若上底板压力传感器示数为下底板压力传感器示数的一半，因为弹簧形变量没有改变，所以下底板压力传感

器示数不变，根据牛顿第二定律得

F1′+mg-F2=ma′

代入数据解得

a′=0

知箱子做匀速直线运动；

（3）设上底板压力传感器示数恰好为零（即上底板与金属块接触但不挤压），此时下底板压力传感器示数仍然不变，

有

F2mgma

解得

a10m/s2

加速度的方向向上；故要使上顶板压力传感器的示数为零，则箱子沿竖直轨道运动向上加速或向下减速，加速度大

小为10m/s2。

26．（2023秋·全国·高一专题练习）一木箱静止在地面上，木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M，有一质量为m

的环套在杆上，给环一初速度，使其沿杆向上减速运动，试求环向上运动的加速度多大时，才使箱子对地面的压力

为零？

Mmg

【答案】

m

【详解】解法一：如图所示，以小环为研究对象，设其与杆间作用力为f，加速度大小为a，则：

mg＋f＝ma

再对箱子分析受力列平衡方程：

FN＋f′＝Mg

f＝f′

令FN＝0，由以上各式解得

(Mm)g

a。

m

解法二：利用超重、失重法

小环有向下的加速度，处于失重状态，若失重部分恰等于整体重力，则箱子对地面压力为零，则：

ma＝(M＋m)g，

得：

(Mm)g

a

m

四：高分突破精练

一、单选题

27．（2023·全国·高一）一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感

器用计算机绘制出来如图所示。设运动过程中不计空气阻力，g取10m/s2。则下列说法中正确的是（）

A．蹦床运动员在t3.6s时离开蹦床

B．运动员在空中运动的时间为0.8s

C．t4.4s时运动员处于超重状态

D．t7s时运动员处于完全失重状态

【答案】D

【详解】A.由图知，运动员所受的重力为500N，t3.6s到t4.2s，运动员处在超重状态，所以t3.6s在向下压弹

床，故A错误；

B.由图可知，运动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8s或9.4s，再下落到蹦床上的时刻为8.4s或

11s，时间间隔均为1.6s，故B错误；

C.t4.4s时，蹦床弹力小于运动员的重力，运动员处于失重状态，故C错误；

D.t7s时，蹦床弹力为零，运动员处于完全失重状态，故D正确。

故选D。

28．（2023·全国·高一专题练习）下列关于超重和失重的说法正确的是（）

A．游泳高手可以静躺在水面上，那时的人处于完全失重状态

B．跳水运动员在入水前处于失重状态，入水后短时间内处于超重状态

C．飞船利用火箭发射后，上升过程中处于超重状态，返回地面过程中处于失重状态

D．给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块处于超重状态，到最高点后下滑，下滑的过程中物块处

于失重状态

【答案】B

【详解】A．游泳高手可以静躺在水面上时加速度为零，处于平衡状态，故A错误；

B．跳水运动员在入水前加速度向下，处于失重状态，入水后短时间内加速度向上，处于超重状态，故B正确；

C．飞船利用火箭发射后，加速上升过程中处于超重状态，减速上升过程中处于失重状态，返回地面过程中加速下

降时处于失重状态，减速下降时处于超重状态，故C错误；

D．给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块减速，有沿斜面向下的加速度，处于失重状态，到最高点后

下滑，下滑的过程中物块加速下滑，处于失重状态，故D错误。

故选B。

29．（2022秋·江苏南京·高一江苏省溧水高级中学校考阶段练习）近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其

中“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，并与力传感器相连，拉长后

将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。稳定时力传感器示数为2100N，打开扣环，从A点

由静止释放，体验者（连同装备）像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。

人与装备的总质量为70kg（可视为质点），不计空气阻力，则下列说法不正确的是（）

A．在C点，人处于失重状态

B．在B点，人所受合力为零

C．打开扣环瞬间，人的加速度大小为10m/s2

D．从A点到B点上升过程中，人的加速度不断减小

【答案】C

【详解】A．根据题意可知，B到C过程，体验者向上做减速运动，在最高位置C点时，速度为零，加速度向下，

处于失重状态，故A正确；

B．在B点时人的速度最大，加速度为零，此时人所受合力为零，故B正确；

C．传感器示数为

T2100N

设此时弹性绳的弹力为F，由平衡条件得

FTmg

打开扣环瞬间，对人由牛顿第二定律得

Fmgma

代入数据解得

a30m/s2

故C错误；

D．人从A点到B点过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力F

减小，人所受合力

F合Fmg

减小，加速度减小。故D正确。

本题选错误的，故选C。

30．（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（Ft图）如图所示，则（）

A．下蹲过程中最大加速度为6m/s2B．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

【答案】A

【详解】A．由图可知，传感器的最小压力约为200N，则根据牛顿第二定律得最大加速度为

GF500200

am/s26m/s2

m50

故A正确；

B．人在下蹲过程中，先加速下降再减速下降，所以力的示数先变小，后变大，故B错误；

C．人在站起过程中，先加速起立再减速起立，所以先超重后失重，故C错误；

D．人在下蹲过程中，力的示数先变小，后变大，人在站起过程中，力的示数先变大，后变小，所以动作人在8s内

完成了一次下蹲和一次站起动作，故D错误。

故选A。

31．（2022秋·河南安阳·高一统考期末）体验式学习是一种很有效的学习方式。如图所示，课堂上老师借助体重计

让学生体验“超失重现象”，体验过程中，学生立于体重计上完成一次下蹲起立，则下列判断中正确的是（）

A．学生下蹲的过程中，体重计的示数减小，小于其体重

B．学生起立的过程中，体重计的示数增大，大于其体重

C．学生下蹲的过程中，体重计的示数先减小后不变

D．学生起立的过程中，体重计的示数先大于其体重后小于其体重

【答案】D

【详解】AC．学生下蹲的过程中，先向下加速后向下减速，加速度先向下后向上，先失重后超重，所以体重计的

示数先小于其体重后大于其体重即先变小后变大，故AC错误；

BD．学生起立的过程中，先向上加速后向上减速，加速度先向上后向下，先超重后失重，体重计的示数先大于其

体重后小于其体重，故B错误D正确。

故选D。

32．（2023秋·浙江宁波·高一宁波市北仑中学校考开学考试）图甲是我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛的一个情

景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变

化规律，如图乙所示。g取10m/s2，不计空气阻力，根据F—t图像可知，以下说法错误的是（）

A．运动员在4.8s~5.4s内处于超重状态

B．运动员在11s~12s内先处于失重状态再处于超重状态再处于失重状态

C．跳跃节奏稳定后，处于完全失重状态持续的最长时间为1.6s

D．运动员重心离开蹦床上升的最大高度是12.8m

【答案】D

【详解】A．由图像可知，0~3.6s内，弹力等于重力，运动员在4.8s~5.4s内，弹力大于重力，故运动员处于超重

状态，故A正确，不符合题意；

B．由图乙可知，运动员在11s~12s内，运动员受到的弹力先小于重力，再大于重力，然后再小于重力，故运动员

先处于失重状态再处于超重状态再处于失重状态，故B正确，不符合题意；

C．由图像可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8s或9.4s，再下落到蹦床上的时刻为8.4s

或11s，它们的时间间隔均为1.6s，故处于完全失重状态的最长时间为1.6s，故C正确，不符合题意；

D．由图像可知，离开蹦床的最长时间为1.6s，由对称性可知，上升时间为0.8s，则上升的最大高度为

22

1t11.6

Hg10m3.2m

2222

故D错误，符合题意。

故选D。

二、多选题

33．（2023秋·云南昆明·高一统考期末）在家上网课期间，张明同学利用力传感器探究下蹲过程中的超重失重现象。

他站在压力传感器上，做下蹲动作的过程中传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，已知该同学的体重为

500N，由图线还可以得到的信息是（）

A．在0到t1时间内他处于静止状态

B．t2时刻他所受的重力最小

C．t4时刻他对传感器的压力最大

D．在t1到t2时间内他处于失重状态，在t2到t3时间内他处于超重状态

【答案】AC

【详解】A．0到t1时间内，张同学对传感器的压力一直等于自身的重力不变，说明张同学处于平衡状态，结合题意

可以判断出他处于静止状态，故A正确；

B．在整个过程中，变化的是张同学对传感器的压力，重力是不变的，故B错误；

C．从图像上可以看出，t4时刻张同学对传感器的压力最大，故C正确；

D．t1到t3整个过程中，张同学对传感器的压力都是小于自身的重力，处于失重状态，故D错误。

故选AC。

34．（2023秋·云南保山·高一统考期末）图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，

图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度