第5章 第5节 超重与失重-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（鲁教版）

本高中物理讲义聚焦超重与失重核心知识点，系统阐述超重（拉力/压力大于重力，向上加速度）、失重（小于重力，向下加速度）及完全失重（a=g向下）的概念与产生条件，以牛顿第二定律为支架，构建“受力分析-加速度方向判断-视重变化分析”的逻辑脉络。 资料以科学思维为核心，通过判断正误题澄清“超重必向上运动”等误区，结合引体向上、电梯运动等生活实例培养科学态度与责任，设计实验观察体验活动落实科学探究，课中助力教师高效授课，课后通过分层练习帮助学生查漏补缺。

第5节　超重与失重 【核心素养目标】 物理观念 知道超重、失重和完全失重现象的概念，会根据条件判断超重、失重现象。 科学思维 能由牛顿第二定律分析、解决超重与失重问题。 科学探究 能设计实验观察并体验超重和失重现象。 科学态度 与责任 将物理知识与生活现象紧密联系，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。 一、超重现象 1.定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象。 2.产生条件：物体具有向上的加速度。 二、失重现象 1.定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力的现象。 2.产生条件：物体具有向下的加速度。 3.完全失重 (1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态。 (2)产生条件：a＝g，方向竖直向下。 1.判断正误 (1)物体处于超重状态时，一定向上运动。 (×) (2)物体处于超重状态时，可能向下运动。 (√) (3)竖直向上抛出的物体，在上升过程中处于超重状态。 (×) (4)只要物体向下运动，就会引起失重现象。 (×) (5)物体在完全失重的条件下，对支持它的支撑面压力为零。 (√) (6)物体完全失重时，不受重力作用。 (×) 2.链接实景 引体向上是同学们经常做的一项健身运动。在下放开始的过程中，该同学感到比较轻松，这是为什么？ 提示：在下放开始的过程中，人要向下加速，处于失重状态，单杠对人的作用力小于人的重力，根据牛顿第三定律可知人对单杠的力也小于重力，所以该同学感到比较轻松。 学生用书⬇第104页 知识点一　对超重和失重现象的理解 人站在体重计上静止时，体重计的示数就显示了人的体重。人从站立状态到完全蹲下，体重计的示数如何变化？为什么会发生这样的变化？ 　　提示：人在下蹲的过程中，重心下移，即向下做先加速后减速的运动，加速度的方向先向下后向上，所以人先处于失重状态再处于超重状态，最后处于平衡状态，体重计的示数先减小后增大，最后等于重力G。 1.重力与视重 (1)重力：物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化。 (2)视重：当物体竖直悬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”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。 2.超重和失重的实质 (1)超重时物体所受支持力(或拉力)与重力的合力方向向上，测力计的示数大于物体重力。 (2)失重时物体所受支持力(或拉力)与物体重力的合力方向向下，测力计的示数小于物体的重力。由此可见，超重和失重现象中，只是测力计的示数增大或减小了，物体本身重力并不变。 3.超、失重常对应的物体运动状态 (1)超重 (2)失重 4.对超重、失重的“三点”理解 (1)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。 (2)发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化。 (3)在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。例如：液体的压强、浮力将为零；水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等。 如图所示，小孩在蹦床上沿竖直方向蹦跳，对其从最低点到离开床面的过程，下列说法正确的是(　　) A.小孩一直处于超重状态 B.小孩一直处于失重状态 C.小孩会经历先超重后失重的过程 D.小孩刚离开蹦床时的速度最大 答案：C 解析：小孩从最低点到离开蹦床的过程中，加速度先向上再下，所以小孩经历先超重后失重的过程，故A、B错误，C正确。当小孩所受弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，故D错误。 判断超重、失重状态的方法 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，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。 2.从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态。 3.注意：超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关。 针对练1.(多选)如图甲所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过救生缓降器着陆时速度恰好为零，图乙是工人下落全过程中绳索拉力随时间变化的F -t图像。已知工人的质量m＝50 kg ，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) 学生用书⬇第105页 A.0～3 s内工人处于失重状态 B.0～3 s内工人处于完全失重状态 C.3～5 s内工人处于超重状态 D.3～5 s内工人的重力变大 答案：AC 解析：由题图乙可知，0～3 s内工人受到的拉力小于工人的重力，工人处于失重状态，但不是处于完全失重状态，故A正确，B错误；在3～5 s内工人受到的拉力大于工人的重力，工人处于超重状态，但工人的重力不变，故C正确，D错误。故选AC。 针对练2.在箱式电梯里的台秤秤盘上放着一物体，在电梯运动过程中，某人在不同时刻拍摄了甲、乙、丙三张照片，如图所示，其中乙为电梯匀速运动时的照片。从这三张照片可判定(　　) A.拍摄甲照片时，电梯一定处于加速下降状态 B.拍摄丙照片时，电梯一定处于减速上升状态 C.拍摄丙照片时，电梯可能处于加速上升状态 D.拍摄甲照片时，电梯可能处于减速下降状态 答案：D 解析：电梯匀速运动时台秤的示数可看作物体的实际重量，题图甲所示的示数大于题图乙所示的示数，说明拍摄甲照片时物体处于超重状态，此时电梯可能处于加速上升状态或减速下降状态，故A错误，D正确；题图丙所示的示数小于题图乙所示的示数，说明拍摄丙照片时物体处于失重状态，此时电梯可能处于加速下降状态或减速上升状态，故B、C错误。 知识点二　超重、失重现象的分析与计算 小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼。上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了。快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了。为了研究这种现象，小星在电梯里放了一台台秤如图所示。试对图中随电梯加速上升的小星做出受力分析图，并计算说明台秤的读数还等于小星的体重吗？ 　　提示：受力分析如图所示，N－mg＝ma可知N＝mg＋ma，故台秤的读数大于小星的体重。 1.平衡、超重、失重、完全失重状态的动力学比较 特征 状态 加速度 视重(F)与 重力关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速 直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a) ＞mg 向上加速， 向下减速 续表 特征 状态 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力图 失重 向下 F＝m(g－a) ＜mg(a＜g) 向下加速，向上减速 完全 失重 a＝g F＝0 自由落体运动、抛体运动、沿圆轨道运行的卫星 2.求解超重与失重问题的基本思路 (1)分析物体运动的加速度方向。 (2)判断物体处于超重状态还是失重状态。 (3)对物体进行受力分析。 (4)利用牛顿第二定律分析和求解。 · 质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示。重力加速度g取10 m/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4 m/s2的加速度加速上升； 学生用书⬇第106页 (3)以5 m/s2的加速度加速下降。 [思路点拨]　解此题注意两点 (1)体重计读数对应人对其压力的大小。 (2)可用转换对象法对人受力分析。 答案：(1)600 N　(2)840 N　(3)300 N 解析：(1)匀速上升时，由平衡条件得： N1＝mg＝600 N， 由牛顿第三定律得：人对体重计压力为600 N，即体重计示数为600 N。 (2)以a1＝4 m/s2的加速度加速上升时，由牛顿第二定律得： N2－mg＝ma1，N2＝mg＋ma1＝840 N 由牛顿第三定律得：人对体重计压力为840 N，即体重计示数为840 N。 (3)以a2＝5 m/s2的加速度加速下降时，由牛顿第二定律得： mg－N3＝ma3，N3＝mg－ma3＝300 N， 由牛顿第三定律得：人对体重计压力为300 N，即体重计示数为300 N。 超重、失重问题的处理方法 1.用牛顿第二定律列方程分析。以加速度的方向为正方向列牛顿第二定律方程，求出结果后，注意运用牛顿第三定律变换成所求的结论，也要注意区分加速度的方向和速度方向。 2.处理连接体问题时，如测力计、台秤示数的变化问题，对于其中一个物体(或物体中的一部分)所处的运动状态的变化，而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断问题，可以根据系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断。 针对练1.小南在学习了超重与失重后，到科学馆做实验，站在压力传感器上连续做了2次“下蹲—起立”的动作，屏幕上压力随时间变化的图线大致呈现为选项图中的(　　) 答案：D 解析：人下蹲时分别有失重和超重两个过程，先是加速下降处于失重状态，到达一个最大速度后再减速下降处于超重状态，对应压力先减小后增大，起立时对应先超重再失重，则压力先增大后减小。故选D。 针对练2.某人在地面上最多能举起60 kg的重物，当此人站在以5 m/s2的加速度加速上升的升降机中，最多能举起多大质量的物体。(g取10 m/s2) 答案：40 kg 解析：当人在地面上举起重物时，对重物分析，由牛顿第二定律得F－mg＝0 在升降机内举起重物时，由于升降机具有竖直向上的加速度，故重物也具有相同的竖直向上的加速度，而人对外提供的最大力是不变的，对重物由牛顿第二定律得 F－m'g＝m'a 联立解得m'＝40 kg 所以，在加速上升的升降机中，人能举起的重物的最大质量为40 kg。 1.常见的超重与失重案例中，其中与其他三个选项不同的是(　　) A.当过山车短时间内急速俯冲时 B.火箭点火加速升空过程中 C.小明站在减速上升的电梯中 D.跳水运动员离开跳板向上运动过程中 答案：B 解析：当过山车短时间内急速俯冲时，加速度向下，处于失重状态；火箭点火加速升空过程中，加速度向上，处于超重状态；小明站在减速上升的电梯中，加速度向下，处于失重状态；跳水运动员离开跳板向上运动过程中，加速度向下，处于失重状态，则火箭点火加速升空过程与其他三个不同。故选B。 2.如图所示为游乐场中的一种大型游乐设施跳楼机，它可以使人体验超重和失重。参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由升降机从静止开始经历加速、匀速、减速过程，将座椅提升到一定高度处，然后由静止释放，落到一定位置时，制动系统启动，座椅做减速运动，到达某一高度时停下。在上述过程中，关于座椅中的人所处的状态，下列判断正确的是(　　) A.座椅在整个上升的过程中人都处于超重状态 B.座椅在减速上升的过程中人处于超重状态 C.座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态 D.座椅在减速下降的过程中人处于超重状态 答案：D 解析：座椅在加速上升的过程中人都处于超重状态，在减速上升的过程中人的加速度的方向向下，处于失重状态，故A、B错误；在减速下降的过程中人所受重力小于座位对人向上的支持力，所以加速度向上，人处于超重状态，故C错误，D正确。 3.(多选)某同学乘坐电梯时，突然感到背上的背包变轻了，这一现象表明(　　) A.电梯可能在上升 B.该同学处于失重状态 C.电梯的加速度方向向上 D.该同学对电梯地板的压力大于地板对该同学的支持力 答案：AB 解析：突然感到背上的背包变轻了，所以人和背包处于失重状态，则电梯的加速度的方向向下，电梯可能向下加速运动，也可能向上减速运动，故A、B正确，C错误；该同学对电梯地板的压力和地板对该同学的支持力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，故D错误。 学生用书⬇第107页 4.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用N表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是(　　) A.0～t1时间内，v增大，N＞mg B.t1～t2 时间内，v减小，N＜mg C.t2～t3 时间内，v增大，N＜mg D.t2～t3时间内，v减小，N＞mg 答案：D 解析：由于s -t图像的斜率表示速度，可知在0～t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则N＜mg，A错误；在t1～t2时间内速度不变，即乘客匀速下降，则N＝mg，B错误；在t2～t3时间内速度减小，即乘客减速下降，超重，则N＞mg，C错误，D正确。 5.在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg。电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内(　　) A.晓敏同学所受的重力变小了 B.晓敏同学对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力 C.电梯一定在竖直向下运动 D.电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下 答案：D 解析：在这段时间内晓敏处于失重状态，体重计示数变小，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而她的重力没有改变，A错误；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B错误；以竖直向下为正方向，有mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝，加速度方向竖直向下，但运动方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C错误，D正确。 课时测评24　超重与失重 (时间：45分钟　满分：80分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题4分，共48分) 1.下列说法中正确的是(　　) A.只有正在向上运动的物体，才有可能处于超重状态 B.超重就是物体所受的重力增大 C.物体处于超重状态时，地球对它的引力变大 D.超重时物体所受的重力不变 答案：D 解析：只要物体加速度方向向上，物体就处于超重状态，物体也可能向下做减速运动，故A错误；超重时物体的重力不变，地球对物体的吸引力也不变，故B、C错误，D正确。 2.如图，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、后在空中所处的状态分别为(　　) A.失重、失重　　　　　　　　 B.超重、超重 C.失重、超重 D.超重、失重 答案：A 解析：运动员在空中的过程中，加速度总是竖直向下的重力加速度g，则运动员越过横杆前、后在空中所处的状态都是完全失重状态，故选A。 3.(多选)在太空站的完全失重环境中，下列仪器能继续使用的是(　　) A.水银温度计 B.天平 C.打点计时器 D.弹簧测力计 答案：ACD 解析：凡是依靠重力作用来实现测量的仪器在完全失重环境中均不能使用。水银温度计是依据水银的热胀冷缩来测温度的，打点计时器打点与重力无关，弹簧测力计用于测拉力时仍能在太空站中使用，只是不能用来测物体的重力，天平是依靠重力作用来测质量的。故A、C、D正确，B错误。 4.某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是(　　) A.易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快 B.易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快 C.易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变 D.易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出 答案：D 解析：将易拉罐竖直向上抛出后，由于空气阻力不计，易拉罐及水的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，易拉罐中各层水之间没有压力，在整体过程中，水都不会从洞中射出。 5.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(　　) 答案：C 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；在减速下蹲的过程中，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。 6.如图所示，挂有一条鱼的弹簧测力计悬在电梯顶部，鱼的质量为m，当地的重力加速度为g，在电梯运行过程中，弹簧测力计示数为F，则(　　) A.若F＝mg，则电梯一定在匀速运动 B.若F＞mg，则电梯一定在加速上升 C.若F＞mg，则电梯一定在减速上升 D.若F＜mg，则电梯一定在减速上升 答案：A 解析：F＞mg时鱼处于超重状态，电梯可能加速上升也可能减速下降；F＜mg时鱼处于失重状态，电梯可能加速下降或减速上升。 7. 如图(a)所示，四旋翼无人机下方通过悬杆连接一质量为m的相机。取竖直向上为正方向，某段时间内该无人机沿竖直方向运动的位移s随时间t变化的图线如图(b)所示，该图线为抛物线的一部分，t＝8 s时对应图线的顶点。已知重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A.0～8 s内，相机处于超重状态；8～10 s内，相机处于失重状态 B.0～8 s内，相机处于失重状态；8～10 s内，相机处于超重状态 C.t＝8 s时，悬杆对相机的拉力大小为mg D.t＝8 s时，悬杆对相机的拉力小于mg 答案：D 解析：根据题意可知，由于无人机沿竖直方向运动的位移s随时间t变化的图线为抛物线的一部分，则无人机做匀变速直线运动，取竖直向上为正方向，由题图(b)可知，无人机先向上做匀减速运动，t＝8 s时减速到零，之后开始向下做匀加速运动，整个过程加速度不变，方向竖直向下，可知相机在0～10 s内一直处于失重状态，则t＝8 s时，悬杆对相机的拉力小于mg。故选D。 8.(多选)如图所示，放置在水平地面上的直角劈质量为M，上面放一个质量为m的物体。若m在其斜面上匀速下滑，M仍保持静止，下列正确的说法是(　　) A.M对地面的压力等于(M＋m)g B.M对地面的压力大于(M＋m)g C.地面对M没有摩擦力 D.地面对M有向左的摩擦力 答案：AC 解析：因物体M、m均处于平衡状态，故可以把两物体看成一个整体，这个整体在竖直方向受到向下的重力(Mg＋mg)和向上的支持力N，对整体由平衡条件得N＝(M＋m)g，A正确，B错误；由于整体处于平衡状态，因此水平方向合力为零，由此可推知地面对M没有摩擦力，C正确，D错误。 9.如图所示，质量为m的小球挂在电梯的天花板上，电梯在以大小为的加速度向下加速运动的过程中，小球(　　) A.处于失重状态，所受拉力为 B.处于失重状态，所受拉力为 C.处于超重状态，所受拉力为 D.处于超重状态，所受拉力为 答案：B 解析：小球与电梯运动状态相同，小球的加速度的方向向下，处于失重状态。对小球进行受力分析，受重力mg和细线的拉力F作用，根据牛顿第二定律有：mg－F＝ma，所以细线的拉力为F＝mg－ma＝m(g－a)＝，B正确。 10.(多选)原来做匀速运动的升降机内，有一被拉长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示。现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是(　　) A.加速上升 B.减速上升 C.加速下降 D.减速下降 答案：BC 解析：升降机匀速运动时，物体静止在地板上，说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡，即弹簧的拉力不大于最大静摩擦力，物体突然被拉动，说明拉力要大于最大静摩擦力，物体被拉动前，弹簧弹力是不变的，所以最大静摩擦力变小，其原因是物体与地板间的正压力减小了，物体处于失重状态，故应有向下的加速度，B、C正确，A、D错误。 11.一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力(　　) A.t＝2 s时最大 B.t＝2 s时最小 C.t＝8.5 s时最大 D.t＝5 s时最小 答案：A 解析：人受重力mg和支持力N的作用，由牛顿第二定律得N－mg＝ma。由牛顿第三定律得人对地板的压力N'＝N＝mg＋ma。当t＝2 s时，a向上最大，N'最大；当t＝8.5 s时，a向下最大，N'最小，A正确。 12.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t＝0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t＝13 s时停止，g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.小红在0～2 s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2～12 s内匀速运动的速度大小为2 m/s D.小红在0～13 s内位移大小为22 m 答案：C 解析：由题图可知，小红在0～2 s内处于超重状态，但小红的重力保持不变，故A错误；由题意可知在0～2 s内电梯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；小红在0～2 s内的加速度大小为a＝＝ m/s2＝1 m/s2，可知小红在2 s时的速度大小为v＝at1＝1×2 m/s＝2 m/s ，则小红在2～12 s 内匀速运动的速度大小为2 m/s，故C正确；小红在0～2 s内的位移大小为s1＝t1＝×2 m＝2 m，小红在2～12 s内的位移大小为s2＝vt2＝2×10 m＝20 m，小红在t＝13 s时停止，则在12～13 s内的位移大小为s3＝t3＝×1 m＝1 m，小红在0～13 s内位移大小为s＝s1＋s2＋s3＝23 m ，故D错误。故选C。 13.(10分)一个质量为50 kg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，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，人看到弹簧测力计的示数为40 N，如图所示，g取10 m/s2，求此时人对地板的压力。 答案：400 N，方向向下 解析：依题意可知，弹簧测力计读数为40 N，而物体A的重力G＝mAg＝50 N，显然弹簧测力计的读数小于物体的重力，即视重小于实重，物体A处于失重状态。由于人和A以及升降机三者具有相同的加速度，因此人也处于失重状态。 以A为研究对象，受力分析如图甲所示。 由牛顿第二定律得 mAg－T＝mAa 所以a＝＝ m/s2＝2 m/s2，方向向下。 人的受力如图乙所示。 由牛顿第二定律得 Mg－N＝Ma， 所以N＝Mg－Ma＝400 N 由牛顿第三定律可得，人对地板的压力为400 N，方向向下。 14.(12分)随着我国航天事业的发展，神舟系列飞船的成功发射和着陆已成为常态。在一次发射任务中，火箭和飞船总质量约44 t；点火后第12 s末，火箭开始向东稍偏南的方向实施程序拐弯，此时火箭距地面高度为211 m。根据以上信息，问： (1)火箭起飞过程，飞船中的航天员是处于超重还是失重状态？ (2)假设这12 s内火箭做匀加速直线运动，不计空气阻力，则火箭起飞的推进力约为多大？(取g ＝ 10 m/s2，结果保留2位有效数字) 答案：(1)超重　(2)5.7×105 N 解析：(1)火箭起飞过程，火箭处于加速上升阶段，加速度方向向上，所以航天员处于超重状态。 (2)火箭起飞过程看作初速度为零的匀加速直线运动，则h＝at2，得a＝≈2.9 m/s2，由牛顿第二定律得F－Mg＝Ma，解得F≈5.7×105 N。 15.(10分)在电梯中，把一物体置于水平台秤上，台秤与力传感器相连，电梯先从静止开始加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系图像如图所示(g取10 m/s 2)，则： (1)电梯在启动阶段经历了多长时间的加速上升过程？ (2)该物体的重力是多少？超重和失重时物体的重力是否变化？ (3)电梯在超重和失重时的最大加速度分别为多大？ 答案：(1)4 s　(2)30 N　不变　(3) m/s 2　 m/s 2 解析： (1)由题图可知，电梯在启动阶段经历了4 s加速上升过程。 (2)由题图可知，在4～18 s时间内，物体随电梯一起匀速运动，由平衡条件及牛顿第三定律知，台秤受到的压力大小和物体的重力相等，即G＝30 N。 根据超重和失重的本质知物体的重力不变。 (3)超重时，台秤对物体的支持力最大为FN1＝50 N 由牛顿第二定律得N1－G＝ma1 可得a1＝＝ m/s 2＝ m/s 2，方向竖直向上 失重时，台秤对物体的支持力最小为N2＝10 N 由牛顿第二定律得G－N2＝ma2 可得a2＝＝ m/s 2＝ m/s 2，方向竖直向下。 学科网（北京）股份有限公司 $