第19讲 超重和失重（讲义，全国通用）物理初升高衔接

第19讲 超重和失重 预习目标 知识回顾 1. 区分实重与视重的概念，明确超重、失重、完全失重的定义与本质特点。 2. 掌握超重、失重现象的判断方法，牢记核心判定依据：由加速度方向决定，与物体运动方向无关。 3. 熟悉电梯、蹦床、拱桥、抛体运动等常见场景的超失重规律，能结合牛顿第二定律定量计算视重、加速度。 4. 掌握超失重相关图像问题的分析方法，能结合F-t、v-t图像判断物体运动状态与受力特点。 5. 规避超失重常见解题误区，规范解题步骤，熟练解决超失重定性判断与定量计算综合题型。 1. 牛顿第二定律：，合外力方向与加速度方向始终一致，是分析超失重现象的核心公式。 2. 受力平衡条件：物体静止或做匀速直线运动时，合外力为零，支持力、拉力与重力大小相等。 3. 牛顿第三定律：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）与支持物对物体的支持力（或悬挂物的拉力）是一对相互作用力，大小相等、方向相反。 4. 竖直方向运动规律：竖直加速、竖直减速运动中，物体存在竖直方向加速度，受力不再平衡。 新知导图 预习精讲 想一想 我们乘坐电梯上楼时，电梯启动上升的瞬间，会感觉身体变沉；电梯减速停靠时，又会感觉身体变轻。蹦极运动员下落过程、跳高选手起跳落地瞬间、航天器在轨运行时，都会出现身体“变重”或“变轻”的奇妙现象。 但我们自身的体重并没有发生变化，为什么会产生轻重不同的体感？这种现象背后蕴含着怎样的力学规律？如何快速判断物体的超重、失重状态？本节课将彻底破解竖直变速运动中的超失重难题，建立标准化的分析与解题思维。 知识点01 实重、视重与超失重 1. 实重与视重 （1）实重：物体实际受到的重力，大小为。实重由物体质量和重力加速度决定， 与物体的运动状态无关 ，任何运动状态下物体实重都保持不变。 （2）视重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力的大小，对应体重计、弹簧测力计的示数。视重随物体运动状态改变而变化，是我们直观感受到的“体重”。 ★特别提醒 物体静止或匀速直线运动时，受力平衡，视重=实重；物体竖直方向有加速度时，视重≠实重，出现超重或失重现象 2. 超重、失重、完全失重对比 （1）超重现象 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 大于 自身重力的现象。 本质：物体具有 竖直向上的加速度 （或加速度有竖直向上的分量）。 定量公式：由牛顿第二定律得，视重。 对应运动状态：向上加速运动、向下减速运动。 （2）失重现象 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 小于 自身重力的现象。 本质：物体具有 竖直向下的加速度 （或加速度有竖直向下的分量）。 定量公式：由牛顿第二定律得，视重。 对应运动状态：向下加速运动、向上减速运动。 （3）完全失重现象 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 等于零 的现象，是失重的极端状态。 本质：物体竖直向下的加速度 恰好等于重力加速度g 。 定量公式：，视重。 对应运动状态：自由落体运动、竖直上抛、平抛、卫星在轨运行等只受重力的运动。 ★特别提醒 1. 超失重现象中，物体实重始终不变，仅视重发生变化，不存在物体重力增大或减小的情况。 2. 超失重的唯一判定依据是加速度方向，与物体的运动方向、速度大小无关。向上运动不一定超重，向下运动不一定失重。 3. 完全失重状态下，重力不再产生压力、拉力效果，仅提供加速度，由重力引发的浮力、液体压强、天平测量、单摆摆动等现象全部消失。 4. 物体超重、失重的程度由质量和竖直加速度共同决定，差值大小恒为 【即学即练】 1．（25-26高二下·浙江丽水·期末）2026年央视春节联欢晚会上，人形机器人与小朋友进行同台集群武术表演，惊艳了春晚舞台，如图是表演“后空翻”的情景。则关于腾空后的人形机器人，下列说法正确的是（     ） A．落地前处于失重状态 B．腾空的高度越高，惯性越大 C．重心位置始终在人形机器人身上 D．观察人形机器人的动作时可以将其视为质点 【答案】A 【解析】A．机器人在空中落地前，忽略空气阻力时，加速度等于重力加速度、方向竖直向下，落地前人形机器人处于失重状态，故A正确； B．惯性是物体的固有属性，惯性大小仅由质量决定，和速度无关，故B错误； C．物体的重心位置不一定在物体本身，机器人做后空翻肢体弯曲时，重心可能在机器人身体外，故C错误； D．研究机器人后空翻动作时，机器人的形状、大小不能忽略，因此不能将机器人视为质点，故D错误。 故选A。 2．（25-26高一上·河南安阳·期末）中国空间站“天宫”运行在距离地球表面约400km的近地轨道，航天员长期驻留期间会进行多项科学实验。下列说法正确的是（     ） A．空间站中的航天员处于完全失重状态，完全失重即重力消失 B．空间站中的航天员可以在舱内用弹簧测力计测量物体重力 C．航天员在乘坐神舟飞船从地面加速上升时，处于超重状态 D．航天员漂浮在舱内时，其惯性比在地面上静止时更小 【答案】C 【解析】A．空间站绕地球做匀速圆周运动时，航天员处于完全失重状态，但重力并未消失，A错误； B．弹簧测力计测量“重力”的本质是测量物体对弹簧的拉力，完全失重状态下，物体对弹簧的拉力为零，示数应为零，B错误； C．航天员加速上升时，处于超重状态，C正确； D．惯性的大小仅由物体的质量决定，与运动状态无关，航天员的质量在太空和地面保持不变，因此惯性大小不变，D错误。 故选C。 3．（25-26高一上·天津河东·期末）“蹦极”是一项体育运动。某人（视为质点）身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示。图中a点是弹性绳的原长位置，b点是人悬吊着静止时的平衡位置，c是人所到达的最低点，人在从P点落下到最低点c的过程中（　　） A．在ab段，加速度在增大 B．在a点人的速度最大 C．在bc段，人处于超重状态 D．在c点，人的速度为零，加速度也为零 【答案】C 【解析】AB．b点是人悬吊着静止时的平衡位置，在ab段，绳子拉力小于重力，可知人仍在加速，根据 拉力变大，可知加速度变小，故AB错误； C．在bc段，绳子拉力大于重力，加速度向上，可知人处于超重状态，故C正确； D．在c点，人的速度为零，但是拉力大于重力，加速度向上，故D错误。 故选C。 知识点02 常见场景分析 1. 电梯升降场景 电梯运动状态 速度方向 加速度方向 运动现象 加速上升 竖直向上 竖直向上 超重 减速上升 竖直向上 竖直向下 失重 加速下降 竖直向下 竖直向下 失重 减速下降 竖直向下 竖直向上 超重 匀速升降/静止 无/恒定 a=0 平衡，无超失重 2.人体下蹲、起立动作 （1）下蹲全过程：重心先向下加速（a↓→失重，体重计示数偏小）→重心向下减速（a↑→超重，体重计示数偏大）→静止平衡；整体： 先失重，后超重 ； （2）起立全过程：重心先向上加速（a↑→超重，体重计示数偏大）→重心向上减速（a↓→失重，体重计示数偏小）→静止平衡；整体： 先超重，后失重 。 ★特别提醒 整个动作结束静止后，示数恢复人体真实重力；超重失重只是瞬时状态，不是全程状态。 3. 抛体运动与空中腾空 不计空气阻力，物体在空中只受重力，合加速度竖直向下， 全程完全失重 ： （1）包含：竖直上抛、平抛、斜抛运动全过程；跳高/跳远运动员空中腾空阶段；投篮后飞行的篮球 （2）特殊说明：物体运动到最高点速度为0，加速度仍然等于g，依旧处于完全失重状态 （3）现象特点：空中物体无压力、无拉力，一切重力支撑类现象全部消失 4. 弹性运动 分阶段判定，考试分段设问高频考点： （1）蹦极下落阶段：弹性绳未绷直→只受重力，完全失重；绳绷直后，弹力＜重力，合力向下→失重；弹力＞重力，合力向上→超重 （2）蹦床运动：离开蹦床腾空上升、下落阶段→完全失重；接触蹦床向下压缩床面→先失重后超重；床面反弹上升离开前→先超重后失重 （3）弹簧弹起物体：离开支撑面后空中运动阶段，全部处于失重状态 5. 航天与特殊完全失重场景 （1）在轨运行卫星、空间站、航天器：竖直加速度a=g → 完全失重 ； （2）火箭发射升空：加速爬升，加速度斜向上，存在竖直向上加速度分量→ 超重 ； （3）航天器返回大气层减速降落：竖直加速度向上→超重。 ★特别提醒 1.缓慢运动、匀速运动、静止物体绝不会出现超重和失重，必须存在竖直方向加速度； 2.斜向加速度：只要加速度存在竖直向上分量就超重；存在竖直向下分量就失重，不需要加速度完全沿竖直方向； 3.完全失重不是不受重力！重力恒定存在，只是重力全部用来提供加速度，不产生压力、拉力。 【即学即练】 1．（25-26高一下·江苏盐城·期末）如图所示，电梯中的人处于超重状态，电梯做的运动是（     ） A．减速上升 B．加速上升 C．匀速下降 D．加速下降 【答案】B 【解析】电梯中的人处于超重状态，可知电梯加速度向上，即电梯可能做加速上升或减速下降。 故选B。 2．（24-25高一下·湖北荆州·阶段检测）生命的旅途遍布挑战，下列选项中关于超重与失重说法正确的是（　　） A．汽车匀速通过凸形拱桥，爬坡费力，汽车处于超重状态 B．袋鼠跳跃落地时，腿部骨骼和肌肉承受数倍于体重的冲击力，此时袋鼠处于超重状态 C．战斗机从俯冲中急速拉起时，飞行员身体血液被“拉”向下半身，导致脑部供血不足而短暂失明，飞行员处于失重状态 D．蜂鸟悬停于空气中时，翅膀每秒扇动50次以上，蜂鸟一直处于失重状态 【答案】B 【解析】A．汽车匀速通过凸形拱桥，加速度指向圆心，具有向下的加速度，处于失重状态，故A错误； B．袋鼠跳跃落地时，减速下降，具有向上的加速度，处于超重状态，故B正确； C．战斗机从俯冲中急速拉起时，加速上升，具有向上的加速度，处于超重状态，故C错误； D．翅膀扇动过程中，蜂鸟反复经历超重与失重，故D错误。 故选B。 3．（2026·浙江嘉兴·二模）如图所示，2026年2月中国体育代表团参加了多项冬奥会项目，下列说法正确的是（　　） A．短道速滑运动员过弯时惯性变大 B．花样滑冰女运动员被抛跳至空中时处于失重状态 C．滑雪运动员完成10公里追逐赛时位移为10km D．研究单板滑雪运动员抓板动作时可将其看成质点 【答案】B 【解析】A．惯性的唯一决定因素是质量，运动员过弯时质量不变，惯性大小不变，A错误； B．女运动员被抛到空中后，忽略空气阻力时加速度等于重力加速度，方向竖直向下，因此处于失重状态，B正确； C．10公里是运动员运动轨迹的长度，是路程，不是位移，追逐赛赛道为曲折线路，位移大小远小于10km，C错误； D．研究运动员抓板动作时，运动员的肢体形状、大小不能忽略，因此不能将其看成质点，D错误。 故选B。 4．（24-25高三上·黑龙江齐齐哈尔·阶段检测）如图所示为一名跑步爱好者穿着弹跳鞋在跑步，穿着弹跳鞋可以进行跳跃式跑步，人从高处落下压弹跳鞋使其发生形变，弹跳鞋恢复形变过程将人弹起实现跳跃，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．人下落过程中处于失重状态 B．人向上弹起的过程，速度先增大后减小 C．人落下压弹跳鞋的过程，加速度不断减小 D．人向上弹起的过程，弹跳鞋对人的作用力大于人对弹跳鞋的作用力 【答案】B 【解析】A．向上的弹力小于重力时人先加速下落，弹力大于重力后减速下落，所以先失重后超重，故A错误； B．人向上弹起的过程，向上的弹力先大于重力，做加速运动；向上的弹力小于重力后做减速运动，速度先增大后减小，故B正确； C．人落下压弹跳鞋的过程，向上的弹力小于重力，合力向下，并且随着压缩量增大合力减小，所以加速度减小，弹力大于重力后，合力向上并且增大，所以加速度增大，故Ｃ错误； D．人向上弹起的过程，弹跳鞋对人的作用力与人对弹跳鞋的作用力是相互作用力，大小相等，故D错误。 故选B。 5．（25-26高三上·海南海口·期末）2025年11月10日，我国在海南商业航天发射场使用长征十二号运载火箭，成功将卫星互联网低轨13组卫星发射升空。下列说法正确的是（　　） A．发射前，发射塔对火箭的支持力是由发射塔的形变引起的 B．点火时，喷出的燃气对火箭的作用力与火箭重力是一对平衡力 C．点火时，喷出燃气对火箭的作用力大于火箭对喷出燃气的作用力 D．从开始点火至离开发射塔，运载火箭处于失重状态 【答案】A 【解析】A．发射前，发射塔对火箭的支持力属于弹力，弹力是由施力物体（发射塔）发生弹性形变而产生的力，故A正确； B．点火时，火箭加速上升，喷出燃气对火箭的作用力（推力）方向向上，火箭重力方向向下，但推力大于重力（因火箭加速），二者不满足平衡力条件（大小相等、方向相反、作用在同一物体上且合力为零），故B错误； C．根据牛顿第三定律，喷出燃气对火箭的作用力与火箭对喷出燃气的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等、方向相反，故C错误； D．从开始点火至离开发射塔，火箭加速上升，加速度方向向上，根据超重失重原理（加速度向上为超重，向下为失重），火箭处于超重状态，故D错误。 故选A。 6．（24-25高一上·新疆喀什·期末）（多选）某同学站立在体重计上，突然下蹲到静止的过程中，根据超重和失重现象的分析方法，以下说法对的是（　　） A．下蹲过程只有失重现象 B．下蹲过程既有超重，也有失重现象 C．这个过程体重计示数先小于真实体重，后大于真实体重，最后等于真实体重 D．这个过程体重计示数先大于真实体重，后小于真实体重，最后等于真实体重 【答案】BC 【解析】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，先处于失重后处于超重，最后静止时，处于平衡整体；可知这个过程体重计示数先小于真实体重，后大于真实体重，最后等于真实体重。 故选BC。 知识点03 超失重定量计算 1. 解题步骤 （1）确定研究对象，明确物体质量与重力； （2）分析物体运动状态，判断加速度方向，确定超失重类型； （3）竖直方向受力分析，列出牛顿第二定律方程：超重、失重； （4）代入数据求解视重、加速度等未知物理量。 2. 结论 超重视重：；失重视重：；完全失重：。 【即学即练】 1．（25-26高一上·福建南平·期末）一质量为的人站在电梯中，电梯正在竖直向下做减速运动，加速度大小为，此过程人处于________状态（选填“超重”或“失重”），人的惯性________（选填“变大”、“不变”或“变小”），电梯对人的作用力大小为________N（重力加速度大小取）。 【答案】超重 不变 560 【解析】[1][2]电梯正在竖直向下做减速运动，加速度竖直向上，所以此过程中人处于超重状态，由于人的质量不变，所以惯性不变； [3]根据牛顿第二定律有 代入数据解得电梯对人的作用力大小为。 2．（25-26高一上·上海宝山·期末）某军事机器人最多可以举起的物体，如果在稳定运行的升降机中，当升降机以的加速度匀加速上升，，则机器人此时最多可以举起_____kg的物体（答案保留2位小数）。 【答案】416.67kg 【解析】此机器人能承受的最大力为 当升降机以的加速度匀加速上升，设机器人最多能举起重物的质量为m，则由牛顿第二定律 解得 3．（25-26高三上·福建厦门·阶段检测）舞蹈表演《弄潮涛头立》飘逸而唯美。飞行过程中，质量为50kg演员身上有数根绳索控制速度大小和方向。假设表演中最大飞行速度为4m/s，最大加速度为0.5m/s2： 若演员在竖直方向加速上升的加速度为0.2m/s2，此时她处于_______（选填：A．超重 B．失重）；绳索中拉力为______N。 【答案】A 510 【解析】[1]演员在竖直方向加速上升的加速度为0.2m/s2，具有向上的加速度，故此时她处于超重，故选A。 [2]根据牛顿第二定律 绳索中拉力为。 知识点04 超失重图像 1. 常见图像 （1）F-t图像（拉力/支持力-时间图像）：对比瞬时弹力与重力大小，为超重，为失重，为完全失重； （2）v-t图像（速度-时间图像）：通过图像斜率判断加速度方向，斜率为正（加速上升/减速下降）超重，斜率为负（减速上升/加速下降）失重； （3）a-t 图像（加速度 — 时间图像）规定竖直向上为加速度正方向，图像在t 轴上方，(a>0)，加速度竖直向上→超重；图像在t 轴下方，(a<0)，加速度竖直向下→失重；图像与 t 轴重合，(a=0) →平衡，无超重失重；图像纵坐标(a=-g)→完全失重。 2. 解题步骤 （1）读图像：提取横纵坐标物理量、特殊点、斜率、面积信息； （2）判状态：由图像信息确定加速度方向，判断超失重； （3）列方程：结合牛顿第二定律定量计算加速度、视重等物理量。 【即学即练】 1．（25-26高一上·江苏常州·阶段检测）做某一动作时，力传感器的示数随时间变化的情况。下面判断正确的是（　　） A．这是站起过程，先失重后超重 B．这是站起过程，先超重后失重 C．这是蹲下过程，先失重后超重 D．这是蹲下过程，先超重后失重 【答案】C 【解析】初始力传感器示数等于人的重力，图中示数先小于重力，后大于重力，对应状态是先失重后超重，失重对应加速度向下，超重对应加速度向上。 站起过程：从蹲姿到站姿，先加速向上（加速度向上，超重），后减速向上（加速度向下，失重），是先超重后失重，。 蹲下过程：从站姿到蹲姿，先加速向下（加速度向下，失重），后减速向下（加速度向上，超重），是先失重后超重。 故选C。 2．（25-26高一上·山东枣庄·阶段检测）2025年4月24日17点17分，载有陈冬、陈中瑞、王杰三位航天员的神舟二十号飞船成功发射，如图甲，火箭发射过程中某段的速度—时间关系可简化为图乙的图像，取竖直向上为正方向，由图像可知（   ） A．时刻，火箭速度达到最大 B．时刻，火箭距离地面最远 C．时间内，航天员处于失重状态 D．时间内，航天员处于超重状态 【答案】A 【解析】A．由题图乙可知，时刻，火箭速度达到最大，故A正确； B．根据可知，时间内，火箭加速上升，时间内，火箭减速上升，可见时刻，火箭距离地面并非最远，故B错误； C．时间内，火箭加速上升（变加速），具有向上的加速度，航天员处于超重状态，故C错误； D．时间内，火箭减速上升，具有向下的加速度，航天员处于失重状态，故D错误。 故选A。 3．（25-26高一上·浙江嘉兴·期末）小明同学保持竖直手持手机，打开加速度传感器，完成一次“下蹲”动作。传感器以竖直向上为正方向，采集到的加速度（a）-时间（t）图线如图所示。该同学在下蹲过程中处于________状态（选填字母A．“先超重后失重”或B．“先失重后超重”）；若该同学质量为60kg，则在图像中B点时，地面对他的支持力约为________N。 【答案】B 300 【解析】[1]传感器以竖直向上为正方向，由图可得下蹲过程中加速度先向下，后向上，可知该同学在下蹲过程中处于先失重后超重。 故选B。 [2]该同学质量为60kg，则在图像中B点时，加速度向下，大小为，根据牛顿第二定律可得 可得地面对他的支持力约为 题型速练 题型01 超失重状态定性判断 摒弃“上升超重、下降失重”的错误认知，唯一依据：加速度向上超重，加速度向下失重。快速分析运动过程的加速度方向，即可精准判定状态。 【例1】（2026·云南·高考真题）云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升，用时，则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为（     ） A．，超重 B．，超重 C．，失重 D．，失重 【答案】A 【解析】平均速度计算：根据平均速度定义式，代入位移、时间，可得 超重失重判断：电梯向上加速时加速度竖直向上，乘客处于超重状态。 故选A。 【小试牛刀】 1．（25-26高二下·浙江舟山·期末）2026年5月24日23时08分，搭载神舟二十三号飞船的长征二号F遥二十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，飞船与火箭成功分离并进入预定轨道。入轨后与空间站进行交会对接，之后每分钟在轨飞行约460.8km。下列说法正确的是（　　） A．23时08分指的是时间间隔 B．460.8km指的是位移的大小 C．火箭加速升空过程中，处于失重状态 D．研究飞船对接后在轨飞行轨迹时，可将其视为质点 【答案】D 【解析】A．23时08分指的是时刻，故A错误； B．460.8km指的是路程，故B错误； C．火箭加速上升过程中，具有向上的加速度，处于超重状态，故C错误； D．研究飞船对接后在轨飞行轨迹时，物体的大小、形状对所研究的问题影响很小，可以忽略不计，所以可将其视为质点，故D正确。 故选D。 2．（25-26高一下·湖南邵阳·阶段检测）如图，小球自由下落一段时间后与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，以下说法正确的是（     ） A．小球先处于超重状态，后处于失重状态 B．小球的加速度先增大后减小 C．小球的速度一直减小 D．小球速度为零时加速度方向竖直向上 【答案】D 【解析】开始与弹簧接触时，压缩量很小，因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力，此时合外力大小 根据牛顿第二定律可得 可得，加速度为 方向向下，随着压缩量的增加，弹力增大，故合外力减小，加速度减小，当时，合外力为零，此时速度最大，由于惯性物体继续向下运动，此时合外力大小 加速度 方向向上，物体减速，随着压缩量增大，物体合外力增大，加速度增大，当速度为零时，合外力最大，故整个过程中物体合力先减小后增大，即加速度先减小后增大；方向先向下后向上，小球先处于失重状态，后处于超重状态；速度先增大后减小；小球速度为零时加速度方向竖直向上。 故选D。 3．（2026·浙江温州·二模）如图所示为舰载机从航空母舰“福建”舰甲板上起飞时的情景，下列说法正确的是（　　） A．在弹射过程中，舰载机惯性逐渐增大 B．研究舰载机起飞姿态时，舰载机可视为质点 C．飞行员看到甲板向后运动，是以海面为参考系 D．舰载机离舰加速上升过程，飞行员处于超重状态 【答案】D 【解析】A．在弹射过程中，舰载机速度增大，质量不变，可知惯性不变，故A错误； B．研究舰载机起飞姿态时，需要关注机身的倾斜角度、机翼的形态等，不能忽略其形状和大小，因此不可视为质点，故B错误； C．飞行员看到甲板向后运动，这是以飞行员（或舰载机）为参考系，故C错误； D．舰载机离舰加速上升过程，加速度向上，可知飞行员处于超重状态，故D正确。 故选D。 题型02 超失重定量计算 先判超失重状态→确定加速度方向→列牛顿第二定律方程→代入数据求解，注意区分速度方向与加速度方向，避免公式套用错误。 【例2】（25-26高一上·河南郑州·期末）某人在地面上最多可举起60kg的物体，在竖直运动的电梯中某时刻可举起80kg的物体，则此电梯的加速度方向和大小是（）（　　） A．竖直向上 B．竖直向下 C．竖直向下 D．竖直向上 【答案】B 【解析】在地面上，人能举起60kg的物体，所以有 人在电梯中能举起80kg的物体，说明物体处于失重状态，因此可知，其加速度方向竖直向下。设加速度大小为a，对物体有 解得 故选B。 【小试牛刀】 1．（25-26高一上·四川攀枝花·阶段检测）在军事演习中，质量为62kg的空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下，沿竖直方向运动的v-t图像如图甲所示，当速度减为零时空降兵恰好落到地面。降落伞用8根对称的绳悬挂空降兵，每根绳与中轴线的夹角均为，如图乙所示。不计空降兵所受的阻力，，，重力加速度g取，则（　　） A．空降兵在第一个10s内处于超重状态 B．空降兵在第一个10s内和最后一个10s内的平均速度大小相等方向相反 C．空降兵在整个运动过程中的平均速度大小为7.5m/s D．落地前瞬间降落伞的每根绳对空降兵的拉力大小为85.25N 【答案】C 【解析】A．由图可知，前10s内伞兵向下做加速运动，加速度的方向向下，则伞兵处于失重状态，故A错误； B．由图可知，空降兵在第一个10s内和最后一个10s内竖直方向均做匀变速运动，平均速度均为，方向均竖直向下，故B错误； C．v-t图像的面积大小等于位移大小，由图甲可知空降兵在整个运动过位移大小为 平均速度大小为，故C正确； D．根据牛顿运动定律可知 根据图像，空降兵落地前加速度的大小为 解得，故D错误。 故选C。 2．（25-26高一上·重庆九龙坡·阶段检测）（多选）某同学体重50kg，乘电梯上行时，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度如下图所示。竖直向上为正方向。关于该段时间下列说法正确的是（　　） A．电梯向上减速运动 B．该同学处于失重状态 C．该同学受到的最小支持力约为470N D．该同学受到的最大支持力约为520N 【答案】BC 【解析】A．由图可知，的加速度为正，电梯运动方向是竖直向上，做加速运动，故A错误； B．由图可知，的加速度为负，方向是竖直向下，处于失重状态，故B正确； C．由图可知，处于时，加速度，同学受到的支持力最小，由牛顿第二定律可知 支持力，故C正确； D．由图可知，处于时，加速度，同学受到的支持力最大，由牛顿第二定律可知 支持力，故D错误。 故选BC。 3．（25-26高一下·黑龙江大庆·阶段检测）（多选）如图是张家界天门山索道的抽象物理模型，已知体重为的游客站立于轿厢底面，始终相对轿厢保持相对静止状态，倾斜索道与水平面的夹角为，轿厢底面始终保持水平状态，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小的匀加速直线运动时，取，人与轿厢底面的动摩擦因数、则下列说法正确的是（　　） A．游客处于失重状态 B．轿厢对游客的支持力为 C．游客受到的摩擦力大小为，方向水平向右 D．游客对轿厢的作用力斜向左下方 【答案】BD 【解析】AB．由题可知，游客相对轿厢静止，故游客的加速度与轿厢的加速度相同，即为 将游客的加速度分解到水平方向和竖直方向，则有， 竖直方向上，根据牛顿第二定律可得 解得轿厢对游客的支持力为 比重力600N更大，因此游客处于超重状态，故A错误，B正确； C．由于游客水平方向加速度向右，可知游客受到水平向右的摩擦力，大小为，故C错误； D．对游客受力分析，可知游客受轿厢竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力作用，根据牛顿第三定律，可知游客对轿厢的压力竖直向下，摩擦力水平向左，根据平行四边形定则，可知游客对轿厢的作用力斜向左下方，故D正确。 故选BD。 题型03 超失重图像综合 F-t图像看弹力与重力大小关系，v-t图像看斜率正负，结合超失重规律分段判断运动状态，联立公式计算物理量。 【例3】（25-26高一上·福建泉州·阶段检测）图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．从传感器的示数可知该同学0~1s内处于匀加速上升阶段 B．1~2s内，该同学经历了先失重、后超重的状态 C．0~8s内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作 D．该同学拉起身体过程中人对单杠压力大于单杠对人的支持力 【答案】B 【解析】A．从传感器的示数可知，该同学0～1s内处于静止状态，即平衡状态，支持力等于重力，故A错误； B．1s～2s内，从传感器示数可知，支持力先小于重力，加速度方向向下，处于失重状态，之后支持力大于重力，加速度方向向上，处于超重状态，所以该同学经历了先失重后超重现象，故B正确； C．由图像可以看出，1~2s内，支持力先小于重力，后大于重力，先失重后超重，对应放下身体的过程；5~6s为拉起身体，先超重后失重的过程，故C错误； D．根据牛顿第三定律可知，该同学拉起身体过程中人对单杠压力和单杠对人的支持力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故D错误。 故选B。 【小试牛刀】 1．（辽宁省鞍山市海城高中2025-2026学年高一下学期3月物理月考试题）2024年6月，中国无人机成功飞越了“世界之巅”。如图甲，某次无人机从地面静止开始竖直向上飞行，图乙为它运动的图像，图像中的段和段均为直线。下列说法正确的是（　　） A．无人机在过程中做向下减速运动 B．无人机在过程中处于失重状态 C．无人机在过程中受到的合外力越来越大 D．无人机在过程中受到的合外力越来越小 【答案】B 【解析】A．v-t图像中，速度正负表示运动方向，斜率表示加速度，过程中速度始终为正，说明无人机一直向上运动，速度减小，是向上减速运动，不是向下运动，故A错误； B．过程中v-t图像斜率为负，说明加速度方向向下，加速度向下时物体处于失重状态，故B正确； C．过程中段是直线，斜率恒定，即加速度恒定，根据牛顿第二定律，合外力不变，故C错误； D．过程中段是直线，斜率恒定，即加速度恒定，根据牛顿第二定律，合外力不变，故D错误。 故选B。 2．（25-26高三上·重庆·开学考试）某同学利用手机上自带的加速度传感器，记录了他下蹲、起立过程中，加速度随时间的变化。规定竖直向上为加速度正方向，a-t图如图所示。关于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A．该同学完成一次下蹲和起立的时间大约为2s B．在下蹲过程中，与b点对应的时刻，该同学速度最大 C．在下蹲过程中，与c点对应的时刻，该同学对地面的压力最小 D．与f点对应的时刻，该同学处于超重状态 【答案】D 【解析】A．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，先处于失重后处于超重；起立过程先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，先处于超重后处于失重；由图可知，6s内该同学做了1次下蹲和起立的动作，故A错误； B．下蹲时，速度由零开始向下增大；b点加速度仍为负，说明此时速度尚在继续增大（负方向），并非速度达到最大值的时刻，故B错误； C．下蹲过程中，根据牛顿第二定律有 结合牛顿第三定律可知，人体对地面的压力N＝mg＋ma c点处加速度为正且较大，此时压力最大，故C错误； D．f点处加速度为正，则方向向上，为超重状态，故D正确。 故选D。 3．（25-26高三上·天津红桥·阶段检测）（多选）小胡用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度，得到图甲所示图线（规定竖直向上为正方向），为简化问题，将图线简化为图乙。已知时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（　　） A．时电梯处于失重状态 B．8~9s内电梯在做加速运动 C．10~15s内电梯静止 D．16~17s内电梯在上行 【答案】BD 【解析】A．当电梯具有向上的加速度时，处于超重状态，当电梯具有向下的加速度时，处于失重状态，题图乙为加速度随时间变化的图像，时，加速度为零，电梯不处于失重状态，故A错误； BCD．由题图可知，电梯先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，然后匀速，之后做加速度增大的减速运动，再做加速度减小的减速运动，8~9s电梯在做加速运动，由图像与时间轴所围图形的面积表示速度变化量可知，电梯的末速度为零，整个过程电梯一直向上运动，故BD正确，C错误。 故选BD。 基础过关 1．（25-26高二下·云南昭通·期中）如图为运动员跳高时的精彩瞬间，则运动员（　　） A．在最高点时处于超重状态 B．在最高点时不受重力 C．蹬地起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力 D．蹬地起跳时地面对他的支持力等于他对地面的压力 【答案】D 【解析】AB．运动员在最高点时受到重力作用，加速度向下，处于失重状态，AB错误； CD．地面对他的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，C错误，D正确。 故选D。 2．（25-26高二下·浙江温州·期中）2025年在广州举行的第十五届全运会女子铅球决赛中，中国运动员巩立姣以19.68米的成绩获得女子铅球比赛冠军，下列有关说法正确的是（　　） A．19.68米是比赛中铅球发生的位移大小 B．19.68米是比赛中铅球经过的路程 C．在研究铅球的运动轨迹时，可将铅球看成质点 D．巩立姣推铅球的过程，铅球处于失重状态 【答案】C 【解析】A．铅球比赛成绩是从投掷圈内沿到落地点的水平距离，位移是铅球抛出点到落地点的有向线段的长度，其大小大于19.68米，故A错误； B．路程是铅球运动轨迹的长度，为曲线长度；而19.68米是投掷圈内沿到落地点的水平距离，故B错误； C．研究铅球运动轨迹时，铅球的大小和形状可忽略，可将其视为质点，故C正确； D．推铅球过程中，铅球的加速度存在向上分量，故铅球处于超重状态，只有铅球离开手在空中运动时才是失重状态，故D错误。 故选 C。 3．（25-26高二下·浙江温州·期中）2025年11月14日16时40分，神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在下降至离地1米高度时，返回舱底部的4台反推发动机同时点火，以强大推力最后使返回舱以2m/s左右的速度接触地面。下列说法正确的是（　　） A．16时40分指的是时间间隔 B．研究载人飞船返回过程的运动轨迹时，可将飞船视为质点 C．反推发动机点火时，产生的推力是空气施加的 D．返回舱落地前，反推发动机点火减速，宇航员处于失重状态 【答案】B 【解析】A．16时40分对应时间轴上的一个点，属于时刻，不是时间间隔，故A错误； B．研究返回舱运动轨迹时，返回舱的大小、形状对轨迹研究的影响可忽略，可将其视为质点，故B正确； C．反推发动机的推力是发动机向下喷出的高温燃气对发动机的反作用力，由燃气施加，不是空气施加，故C错误； D．反推发动机点火后返回舱减速下降，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，不是失重状态，故D错误。 故选B。 4．（2026·河南南阳·三模）在中国传统土木工程中，有一种由石头制成的圆盘状工具叫石硪，由十几位工人通过拉绳将其抛起后自由下坠，以此来实现夯实土质的集体劳动方式，这便是打石硪。石硪原来静止在地面，被拉起后在竖直方向加速上升、拉绳疏松后石硪竖直上抛到最高点，之后迅速下落打在地面，则（　　） A．石硪离开地面后始终处于失重状态 B．石硪上升的整个过程加速度方向一直向上 C．石硪离开地面加速上升过程，绳子对它的作用力大于它对绳子的作用力 D．石硪上升的整个过程，绳子对它的作用力大小等于重力时速度最大 【答案】D 【解析】A．根据题意可知石硪先加速上升，拉力大于重力，加速度向上处于超重状态，拉绳疏松后石硪做竖直上抛运动，加速度向下且为g，处于失重状态，故A错误； B．石硪上升全程分为两个阶段，拉绳作用下的加速上升阶段加速度向上；拉绳疏松后竖直上抛的上升阶段，石硪只受重力，加速度向下，因此加速度不是一直向上，故B错误； C．绳子对石硪的作用力与石硪对绳子的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二者大小始终相等，故C错误； D．石硪上升过程中，拉力大于重力时，加速度向上，速度持续增大；当拉力减小到等于重力时，加速度为0，速度达到最大值；之后拉力小于重力，加速度向下，速度开始减小，因此绳子作用力等于重力时速度最大，故D正确。 故选D。 5．（25-26高一下·浙江舟山·期中）某城市“智慧停车楼”的简化模型如图。质量为的汽车静止在升降机的水平托盘上，先以加速度竖直加速上升一段距离，再匀速上升，最后以加速度减速上升至目标楼层。已知重力加速度为，则托盘对汽车的支持力大小（　　） A．在匀速上升阶段为0 B．在加速上升阶段为 C．在减速上升阶段为 D．先小于，再等于，最后大于 【答案】B 【解析】A．在匀速上升阶段汽车受力平衡，则托盘对汽车的支持力大小等于汽车重力大小，A错误； B．在加速上升阶段，根据 可得，B正确； C．在减速上升阶段，根据 可得为，C错误； D．由以上分析可知整个过程中托盘对汽车的支持力大小先大于，再等于，最后小于，D错误。 故选B。 6．（2026·陕西西安·模拟预测）小明到餐馆就餐，先点了一碟小吃（三个小蛋糕），送餐的是一个可爱的智能机器人，如图甲所示。当机器人沿一倾角为θ的斜坡向前运动时，小明发现智能机器人能调节端着的盘子保持水平，简化截面示意图如图乙所示，水平碟子放在盘子上，小蛋糕并排放在碟子上。下列关于机器人沿斜坡向前运动的说法，正确的是（　　） A．机器人匀速向前时，小蛋糕受向前的静摩擦力 B．机器人匀速向前时，小蛋糕处于超重状态 C．机器人沿斜坡加速向前时，小蛋糕处于失重状态 D．机器人沿斜坡加速度大小为a时，质量为m的小蛋糕受摩擦力大小可能为 【答案】D 【解析】AB．机器人匀速向前时，小蛋糕受力平衡，不受摩擦力，故AB错误； C．机器人加速向前时，加速度斜向上，有向上的分加速度，小蛋糕处于超重状态，故C错误； D．机器人沿斜坡加速度大小为a时，如果小蛋糕与盘子保持相对静止，则，故D正确。 故选D。 7．（25-26高一上·湖北孝感·期末）如图所示，甲、乙两位同学利用一把1m长的直尺测量“反应时间”。甲用一只手在直尺下方做捏尺的准备，从他看到乙同学放开直尺开始，到他捏住直尺为止，测出直尺在这段时间内下落的高度为45cm。不计空气阻力，g取，则下列说法正确的是（　　） A．甲同学本次测得的“反应时间”约为0.2s B．甲同学抓住直尺前的瞬间，直尺的速度约为3m/s C．甲同学捏住直尺使直尺减速的过程中，直尺处于失重状态 D．乙同学放开直尺到甲同学碰到直尺之前，直尺都处于超重状态 【答案】B 【解析】AB．直尺做自由落体运动，根据得出该同学反应时间为 此时速度，故A错误，B正确； CD．放手后尺子自由落体，处于失重状态，甲捏住尺子减速过程尺子是超重状态，故CD错误。 故选B。 8．（25-26高三上·宁夏银川·阶段检测）（多选）中国运动员以121kg的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越大 B．地面对人的作用力等于杠铃的重力 C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 【答案】AD 【解析】A．双臂所受的合力等于杠铃的重力，则根据，双臂夹角θ越大，则受力T越大，A正确； B．地面对人的作用力等于杠铃和人的重力之和，B错误； C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C错误； D．在加速举起杠铃过程中，杠铃处于超重状态，则地面对人的支持力大于人与杠铃总重力，D正确。 故选AD。 9．（25-26高一上·云南普洱·期末）（多选）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（图像）如图所示，重力加速度g大小取，下列说法正确的是（　　） A．人的体重为50kg B．人在下蹲过程中，先失重再超重 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】AB 【解析】A．在最开始时人静止不动，可知人的重力为500N，则人的质量为，故A正确； B．人在下蹲过程中，先向下加速，再向下减速，故人先失重再超重，故B正确； C．人在站起过程中，先向上加速，再向上减速，故人先超重再失重，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，可知人在8s内完成了一次下蹲和一次站起动作，故D错误。 故选AB。 10．（25-26高三上·福建龙岩·阶段检测）智能手机内置运动传感器，让手机沿任意方向移动一下，便可显示三个维度的运动随时间的变化情况。 乙同学手持手机，在竖直方向做连续的下蹲−起立动作，得到右图所示的ay−t图像（向上为正）。 (1)在图示过程中，乙同学共完成了___________次下蹲−起立的完整动作。 (2)a、b、c、d四个时刻中，乙同学处于最低点的时刻是___________。 (3)c时刻，乙同学处于（　　） A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 【答案】(1)一 (2)d (3)A 【解析】（1）由图可知，加速度先向下后向上，然后向上再向下，说明人先向下加速后向下减速，然后向上加速再向上减速，即人完成一次下蹲起立的动作。 （2）由以上分析可知，乙同学处于最低点的时刻是d。 （3）c时刻，乙同学处于减速下蹲阶段，加速度向上，处于超重状态。 故选A。 11．（25-26高一上·贵州安顺·阶段检测）如图所示，一同学在坐电梯时，利用传感器记录了某次电梯运行过程中的图像（向上为正方向），已知时，电梯静止不动，当电梯启动后，加速度向下的最大值为，加速度向上的最大值为，，重力加速度大小g取。则： (1)电梯加速起动过程中，该同学处于超重状态还是失重状态，简单说明一下理由； (2)若该同学质量为53kg，此次电梯运动过程中，电梯对该同学的最大支持力是多少？ (3)根据图估算一下电梯稳定运行的速度大小。（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)处于失重状态，理由见解析 (2)574.52N (3)2.1m/s 【解析】（1）当电梯启动后，加速度向下，该同学处于失重状态，设电梯对其支持力为，由牛顿第二定律有 得 即处于失重状态； （2）当加速度向上的最大值为 由牛顿第二定律有 得电梯对该同学的最大支持力为 （3）在图中，面积表示速度的变化量，故图中下凹或上凸出部分的面积即为稳定的速度大小，约为 12．（23-24高一上·全国·课后作业）一名质量为60kg的工人，站在竖直向上运动着的升降机底板上。他看到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40N，已知该重物的质量为5kg。 弹簧测力计的质量忽略不计。（g取） （1）先根据受力情况判断重物的加速度的方向，并指出重物是处于超重状态还是失重状态。，再求出重物的加速度的大小。 （2）这时该工人对升降机底板的压力是多大？ （3）如果悬挂测力计的悬线突然从A点断开，则此时重物的加速度有何变化？ 【答案】（1）向下；失重状态；；（2）480N；（3）重物的加速度立即变为，方向竖直向下 【解析】（1）以重物为研究对象，重物受向下的重力，向上的拉力F，由于重物的重力大于弹簧的拉力F，因此重物所受合力方向向下，即重物的加速度方向应向下，重物处于失重状态。 由牛顿第二定律有 所以 （2）以人为研究对象，人受到重力，底板的支持力，由牛顿第二定律有 得 由牛顿第三定律知，人对升降机底板的压力大小为480N。 （3）悬线突然断开，则此时重物的加速度立即变为重力加速度，即大小是，方向竖直向下。 能力提升 13.（25-26高二下·浙江宁波·期末）phyphox是一款功能强大的软件，现用某款智能手机进行以下实验：在phyphox里面打开加速度传感器，用手掌平托智能手机，将其竖直向上抛出，然后在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（     ） A．在时间内手机先加速后减速 B．在时刻手机到达最高点 C．在时间内，手机处于失重状态 D．在时间内手机受到的支持力逐渐减小 【答案】D 【解析】A．由题图可知，时间内手机没有离开手掌，速度向上，加速度向上，手机一直在向上加速，故A错误； B．时刻手机的加速度为0，此时手机向上的速度达到最大，由于惯性手机会继续向上运动，所以在时刻手机还没有到达最高点，故B错误； C．在时间内加速度先向上再向下，手机应处于先超重再失重状态，故C错误； D．由题图可知，在时间内加速度的方向竖直向上且大小在逐渐减小，根据牛顿第二定律有 解得此过程手机受到的支持力为 所以随着加速度a的逐渐减小，手机受到的支持力逐渐减小； 在时间内加速度方向竖直向下且大小在逐渐增大，根据牛顿第二定律有 解得此过程手机受到的支持力为 所以随着a的逐渐增大，手机受到支持力继续逐渐减小。 因此在时间内手机受到的支持力逐渐减小，故D正确。 故选D。 14．（25-26高二下·江苏镇江·期末）如图所示，物块A放在木箱B中，并保持相对静止，一起做匀速直线运动，轻弹簧处于拉伸状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列哪种情形可能会导致A被弹簧向右拉动（     ） A．原来沿竖直方向运动，现向上加速 B．原来沿竖直方向运动，现向下加速 C．原来沿水平方向运动，现向右加速 D．原来沿水平方向运动，现向左减速 【答案】B 【解析】初始状态下，物块A和木箱B一起做匀速直线运动，物块A在水平方向上受到弹簧向右的拉力和木箱B对A向左的静摩擦力。根据平衡条件有。由于弹簧处于拉伸状态，拉力，故静摩擦力，且满足，其中为木箱B对物块A的支持力。在匀速运动时，竖直方向受力平衡，支持力，因此有。 要使物块A被弹簧向右拉动，即物块A相对于木箱B向右滑动，需要弹簧的拉力大于此时的最大静摩擦力，即，这就要求支持力，即物块A处于失重状态，具有向下的加速度。 A．原来沿竖直方向运动，现向上加速，物块A具有向上的加速度，处于超重状态，支持力，最大静摩擦力增大，物块A不会相对滑动，故A错误； B．原来沿竖直方向运动，现向下加速，物块A具有向下的加速度，处于失重状态，支持力，最大静摩擦力减小。当最大静摩擦力减小到小于弹簧拉力时，物块A会被弹簧向右拉动，故B正确； C．原来沿水平方向运动，现向右加速，物块A具有向右的加速度，有相对于木箱B向左滑动的趋势，不会被弹簧向右拉动，故C错误； D．原来沿水平方向运动，现向左减速，即物块A具有向右的加速度，同样有相对于木箱B向左滑动的趋势，不会被弹簧向右拉动，故D错误。 故选B。 15．（2026·云南红河·三模）某大型商场智能化电动扶梯的简化图如图所示，当乘客站上扶梯后，先随扶梯逐渐加速再匀速向上运动，则乘客（     ） A．在加速过程中处于超重状态 B．在匀速向上运动过程中受到的合力竖直向下 C．在加速过程中所受摩擦力方向与运动方向相反 D．在匀速向上运动过程中受到的支持力大于重力 【答案】A 【解析】A．乘客站上扶梯，电动扶梯缓慢加速阶段，乘客的加速度斜向上，有竖直向上的分加速度和水平向右的分加速度，根据牛顿第二定律，在竖直方向上，扶梯对乘客的支持力大于其重力，乘客处于超重状态，A正确； B．扶梯匀速向上运动时，乘客受到的合力为0，B错误； C．在水平方向上，乘客受到水平向右的摩擦力，C错误； D．扶梯匀速向上运动时，乘客受到的合力为0，故支持力等于重力，D错误。 故选A。 16．（2026·山东淄博·二模）一质量为的乘客乘坐竖直电梯下楼，其高度与时间的关系图像如图所示，时间内和时间内图线为曲线，时间内图线为直线。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用表示，重力加速度大小为。则（　　） A．时间内，增大， B．时间内，减小， C．时间内，增大， D．时间内，减小， 【答案】D 【解析】A．图像的斜率表示速度，时间内， 图像斜率的绝对值逐渐增大，说明向下的速度增大，电梯加速向下，加速度方向向下，乘客处于失重状态，因此，A错误； BC．时间内， 图像是直线，斜率不变，说明向下的速度不变，电梯匀速向下，加速度为0，因此，BC错误； D．时间内，图像斜率的绝对值逐渐减小，说明向下的速度减小，电梯减速向下，加速度方向向上，乘客处于超重状态，因此，D正确。 故选D。 17．（2026·山东济南·三模）质量为的某同学站在竖直升降电梯中的体重计上，用照相机记录了体重计在电梯运行过程中的示数（单位：kg）。如图所示，图中标注的箭头及旁边的数字分别表示电梯运行的方向和到达的楼层。已知重力加速度，关于图示时刻电梯的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．以的加速度向下减速 B．以的加速度向下加速 C．以的加速度向下减速 D．以的加速度向下加速 【答案】C 【解析】由图可知，体重计的示数为50kg，大于40kg，说明该同学处于超重状态，则加速度竖直向上，则电梯的运动状态为向下减速，根据牛顿第二定律可得 其中 解得 即该同学以的加速度向下减速。 故选C。 18．（2026·陕西咸阳·一模）（多选）某中学物理实验小组利用DIS系统（数字化信息实验室系统），观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验。在电梯天花板上固定一个力传感器，测量时挂钩向下。并在钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动的过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线。根据图线分析可知，下列说法中正确的是（     ） A．t1到t2时间内，钩码处于超重状态，t3到t4时间内，钩码处于失重状态 B．t1到t2时间内，电梯一定正在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动 C．t1到t4时间内，电梯可能先加速向下。接着匀速向下，再减速向下 D．t1到t4时间内，电梯可能先减速向上，接着匀速向上，再加速向上 【答案】CD 【解析】A. t1到t2时间内，拉力小于重力，钩码处于失重状态；t3到t4时间内，拉力大于重力，钩码处于超重状态，故A错误； B.从时刻t1到t2，钩码受到的拉力小于重力时，加速度向下，可能加速下降，也可能减速上升，故B错误； CD. t1到t4时间内，钩码先失重，再处于平衡状态，最后处于超重状态，先有竖直向下的加速度，再加速度等于零，最后有竖直向上的加速度，故可能先加速下降或者减速上升，再匀速下降或者匀速上升，最后可能减速下降或者加速上升，故CD正确 故选CD。 19．（2026·江西南昌·二模）（多选）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图所示，轻弹簧上端固定，沿弹簧长度方向固定一把刻度尺。弹簧自然伸长时，指针所指刻度记为C点；在弹簧下端悬挂一个质量为的小钢球，静止时指针所指刻度记为点，并将该处标记为加速度0刻度值。现将这个装置用来测量电梯竖直上下运行时的加速度。已知、间的距离均为，为中点，取，取加速度方向向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A．该弹簧的劲度系数为 B．指针在B位置时，小钢球处于超重状态 C．指针指在A位置时，“竖直加速度测量仪”的示数为 D．若在刻度尺上标注加速度值，则刻度对应的数值是不均匀分布的 【答案】BC 【解析】A．小钢球静止在点，重力与弹簧弹力平衡，弹簧伸长量，由平衡条件 代入得 ，故A错误； B．在点下方，指针在时弹簧伸长量大于点的伸长量，因此弹簧弹力，合力方向向上，加速度向上，小钢球处于超重状态，故B正确； CD．是中点，在点上方，距点的距离，此时弹簧伸长量为，对小钢球由牛顿第二定律 化简得 由上可得对任意相对于点的位移，加速度满足，因此与成线性关系，刻度对应的加速度是均匀分布的，故C正确，D错误。 故选BC。 20．（2026·贵州·模拟预测）某兴趣小组利用电子秤、手机软件和一个糖果盒子，在电梯的水平地板上验证牛顿第二定律。电梯静止时，电子秤显示的糖果盒子质量为m，手机软件显示的加速度为当地的重力加速度g，如图（a）所示。电梯运行时，电子秤示数为，手机软件示数为，某时刻示数如图（b）所示。基于电子秤的示数，糖果盒子受到的合力为：（Ⅰ）或（Ⅱ） 其中是糖果盒子受到的支持力。 基于手机软件的示数，糖果盒子受到的合力为：（Ⅲ）或（Ⅳ） 其中是糖果盒子的加速度。 完成下列填空： （1）电梯静止时，电子秤与手机软件数据显示如图（a）所示，则该糖果盒子的质量________kg（保留两位有效数字），当地的重力加速度。 （2）当电梯运行时，通过数据采集并计算得到合力F随时间t变化的图像，如图（c）所示，其中，用“●”标记的图线是根据公式（Ⅱ）处理电子秤示数得到的，用“▲”标记的图线是根据公式（Ⅳ）处理手机软件示数得到的。 ①由图（b）电子秤示数可知，此时糖果盒子处于________（填“超重”或“失重”）状态。 ②图（c）“▲”标记的图线中A点的纵坐标值是0.77N，由（1）中读出的质量得到对应手机软件示数为________。（保留四位有效数字） （3）通过分析图（c）可知，由电子秤示数算出的合力F与手机软件示数算出的合力ma变化趋势一致。若忽略时间延迟带来的影响，即可验证牛顿第二定律。 【答案】0.77 超重 10.72 【解析】[1]图（a）中，电子秤显示的糖果盒子的质量 [2]图（b）电子秤示数为，大于，即视重大于实重，则此时糖果盒子处于超重状态。 [3]“▲”标记的图线中 其中，， 解得 21．（24-25高一上·云南昭通·期末）在升降电梯的水平地板上放一电子秤，如图甲所示，某同学站在电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为。时刻电梯由静止开始下降，时间内电子秤示数随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，求： (1)内该同学速度的最大值； (2)内加速下降的位移大小和匀速下降的位移大小； (3)内电梯运动的距离。 【答案】(1)1.25m/s (2)0.625m，2.5m (3)3.75m 【解析】（1）内对该同学由牛顿第二定律 解得加速度大小 1s末的速度 内匀速下降；内减速下降，加速度大小 则4s末速度为 则该同学速度的最大值1.25m/s。 （2）内加速下降的位移大小 匀速下降的位移大小 （3）电梯减速运动的位移 可得内电梯运动的距离 挑战一刻 22．（24-25高一上·全国·课后作业）（多选）如图，物块A通过细绳悬挂于电梯侧壁的O点，A与侧壁间夹有薄木板B，绳与侧壁夹角为θ，已知A、B质量分别为M、m，A、B间摩擦忽略不计。当电梯静止时，B恰好不滑落，重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．电梯竖直加速上升时，木板B会滑落 B．电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，木板B会滑落 C．当电梯以加速度a竖直加速上升时，绳子拉力 D．当电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，A对B的压力 【答案】CD 【解析】A．电梯静止不动时，先分析A，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示 根据平衡条件，有 再分析物体B，受重力、A对B的压力N、电梯侧壁对B支持力N2和静摩擦力，根据牛顿第三定律，有 根据平衡条件有 其中 联立解得 当电梯加速上升时，等效重力加速度变化为 则电梯侧壁对B的支持力变为 最大静摩擦力变为 故木板B保持静止，故A错误； BD．电梯以加速度a（a<g）竖直下降时，等效重力加速度变化为 则电梯侧壁对B的支持力变为 最大静摩擦力变为 故木板B保持静止，故B错误，D正确； C．当电梯以加速度a竖直加速上升时，等效重力加速度变化为 故绳子拉力变为 故C正确。 故选CD。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第19讲 超重和失重 预习目标 知识回顾 1. 区分实重与视重的概念，明确超重、失重、完全失重的定义与本质特点。 2. 掌握超重、失重现象的判断方法，牢记核心判定依据：由加速度方向决定，与物体运动方向无关。 3. 熟悉电梯、蹦床、拱桥、抛体运动等常见场景的超失重规律，能结合牛顿第二定律定量计算视重、加速度。 4. 掌握超失重相关图像问题的分析方法，能结合F-t、v-t图像判断物体运动状态与受力特点。 5. 规避超失重常见解题误区，规范解题步骤，熟练解决超失重定性判断与定量计算综合题型。 1. 牛顿第二定律：，合外力方向与加速度方向始终一致，是分析超失重现象的核心公式。 2. 受力平衡条件：物体静止或做匀速直线运动时，合外力为零，支持力、拉力与重力大小相等。 3. 牛顿第三定律：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）与支持物对物体的支持力（或悬挂物的拉力）是一对相互作用力，大小相等、方向相反。 4. 竖直方向运动规律：竖直加速、竖直减速运动中，物体存在竖直方向加速度，受力不再平衡。 新知导图 预习精讲 想一想 我们乘坐电梯上楼时，电梯启动上升的瞬间，会感觉身体变沉；电梯减速停靠时，又会感觉身体变轻。蹦极运动员下落过程、跳高选手起跳落地瞬间、航天器在轨运行时，都会出现身体“变重”或“变轻”的奇妙现象。 但我们自身的体重并没有发生变化，为什么会产生轻重不同的体感？这种现象背后蕴含着怎样的力学规律？如何快速判断物体的超重、失重状态？本节课将彻底破解竖直变速运动中的超失重难题，建立标准化的分析与解题思维。 知识点01 实重、视重与超失重 1. 实重与视重 （1）实重：物体实际受到的重力，大小为。实重由物体质量和重力加速度决定， ，任何运动状态下物体实重都保持不变。 （2）视重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力的大小，对应体重计、弹簧测力计的示数。视重随物体运动状态改变而变化，是我们直观感受到的“体重”。 ★特别提醒 物体静止或匀速直线运动时，受力平衡，视重=实重；物体竖直方向有加速度时，视重≠实重，出现超重或失重现象 2. 超重、失重、完全失重对比 （1）超重现象 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 自身重力的现象。 本质：物体具有 （或加速度有竖直向上的分量）。 定量公式：由牛顿第二定律得，视重。 对应运动状态：向上加速运动、向下减速运动。 （2）失重现象 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 自身重力的现象。 本质：物体具有 （或加速度有竖直向下的分量）。 定量公式：由牛顿第二定律得，视重。 对应运动状态：向下加速运动、向上减速运动。 （3）完全失重现象 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 的现象，是失重的极端状态。 本质：物体竖直向下的加速度 。 定量公式：，视重。 对应运动状态：自由落体运动、竖直上抛、平抛、卫星在轨运行等只受重力的运动。 ★特别提醒 1. 超失重现象中，物体实重始终不变，仅视重发生变化，不存在物体重力增大或减小的情况。 2. 超失重的唯一判定依据是加速度方向，与物体的运动方向、速度大小无关。向上运动不一定超重，向下运动不一定失重。 3. 完全失重状态下，重力不再产生压力、拉力效果，仅提供加速度，由重力引发的浮力、液体压强、天平测量、单摆摆动等现象全部消失。 4. 物体超重、失重的程度由质量和竖直加速度共同决定，差值大小恒为 【即学即练】 1．（25-26高二下·浙江丽水·期末）2026年央视春节联欢晚会上，人形机器人与小朋友进行同台集群武术表演，惊艳了春晚舞台，如图是表演“后空翻”的情景。则关于腾空后的人形机器人，下列说法正确的是（     ） A．落地前处于失重状态 B．腾空的高度越高，惯性越大 C．重心位置始终在人形机器人身上 D．观察人形机器人的动作时可以将其视为质点 2．（25-26高一上·河南安阳·期末）中国空间站“天宫”运行在距离地球表面约400km的近地轨道，航天员长期驻留期间会进行多项科学实验。下列说法正确的是（     ） A．空间站中的航天员处于完全失重状态，完全失重即重力消失 B．空间站中的航天员可以在舱内用弹簧测力计测量物体重力 C．航天员在乘坐神舟飞船从地面加速上升时，处于超重状态 D．航天员漂浮在舱内时，其惯性比在地面上静止时更小 3．（25-26高一上·天津河东·期末）“蹦极”是一项体育运动。某人（视为质点）身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示。图中a点是弹性绳的原长位置，b点是人悬吊着静止时的平衡位置，c是人所到达的最低点，人在从P点落下到最低点c的过程中（　　） A．在ab段，加速度在增大 B．在a点人的速度最大 C．在bc段，人处于超重状态 D．在c点，人的速度为零，加速度也为零 知识点02 常见场景分析 1. 电梯升降场景 电梯运动状态 速度方向 加速度方向 运动现象 加速上升 竖直向上 竖直向上 超重 减速上升 竖直向上 竖直向下 失重 加速下降 竖直向下 竖直向下 失重 减速下降 竖直向下 竖直向上 超重 匀速升降/静止 无/恒定 a=0 平衡，无超失重 2.人体下蹲、起立动作 （1）下蹲全过程：重心先向下加速（a↓→失重，体重计示数偏小）→重心向下减速（a↑→超重，体重计示数偏大）→静止平衡；整体： ； （2）起立全过程：重心先向上加速（a↑→超重，体重计示数偏大）→重心向上减速（a↓→失重，体重计示数偏小）→静止平衡；整体： 。 ★特别提醒 整个动作结束静止后，示数恢复人体真实重力；超重失重只是瞬时状态，不是全程状态。 3. 抛体运动与空中腾空 不计空气阻力，物体在空中只受重力，合加速度竖直向下， ： （1）包含：竖直上抛、平抛、斜抛运动全过程；跳高/跳远运动员空中腾空阶段；投篮后飞行的篮球 （2）特殊说明：物体运动到最高点速度为0，加速度仍然等于g，依旧处于完全失重状态 （3）现象特点：空中物体无压力、无拉力，一切重力支撑类现象全部消失 4. 弹性运动 分阶段判定，考试分段设问高频考点： （1）蹦极下落阶段：弹性绳未绷直→只受重力，完全失重；绳绷直后，弹力＜重力，合力向下→失重；弹力＞重力，合力向上→超重 （2）蹦床运动：离开蹦床腾空上升、下落阶段→完全失重；接触蹦床向下压缩床面→先失重后超重；床面反弹上升离开前→先超重后失重 （3）弹簧弹起物体：离开支撑面后空中运动阶段，全部处于失重状态 5. 航天与特殊完全失重场景 （1）在轨运行卫星、空间站、航天器：竖直加速度a=g → ； （2）火箭发射升空：加速爬升，加速度斜向上，存在竖直向上加速度分量→ ； （3）航天器返回大气层减速降落：竖直加速度向上→超重。 ★特别提醒 1.缓慢运动、匀速运动、静止物体绝不会出现超重和失重，必须存在竖直方向加速度； 2.斜向加速度：只要加速度存在竖直向上分量就超重；存在竖直向下分量就失重，不需要加速度完全沿竖直方向； 3.完全失重不是不受重力！重力恒定存在，只是重力全部用来提供加速度，不产生压力、拉力。 【即学即练】 1．（25-26高一下·江苏盐城·期末）如图所示，电梯中的人处于超重状态，电梯做的运动是（     ） A．减速上升 B．加速上升 C．匀速下降 D．加速下降 2．（24-25高一下·湖北荆州·阶段检测）生命的旅途遍布挑战，下列选项中关于超重与失重说法正确的是（　　） A．汽车匀速通过凸形拱桥，爬坡费力，汽车处于超重状态 B．袋鼠跳跃落地时，腿部骨骼和肌肉承受数倍于体重的冲击力，此时袋鼠处于超重状态 C．战斗机从俯冲中急速拉起时，飞行员身体血液被“拉”向下半身，导致脑部供血不足而短暂失明，飞行员处于失重状态 D．蜂鸟悬停于空气中时，翅膀每秒扇动50次以上，蜂鸟一直处于失重状态 3．（2026·浙江嘉兴·二模）如图所示，2026年2月中国体育代表团参加了多项冬奥会项目，下列说法正确的是（　　） A．短道速滑运动员过弯时惯性变大 B．花样滑冰女运动员被抛跳至空中时处于失重状态 C．滑雪运动员完成10公里追逐赛时位移为10km D．研究单板滑雪运动员抓板动作时可将其看成质点 4．（24-25高三上·黑龙江齐齐哈尔·阶段检测）如图所示为一名跑步爱好者穿着弹跳鞋在跑步，穿着弹跳鞋可以进行跳跃式跑步，人从高处落下压弹跳鞋使其发生形变，弹跳鞋恢复形变过程将人弹起实现跳跃，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．人下落过程中处于失重状态 B．人向上弹起的过程，速度先增大后减小 C．人落下压弹跳鞋的过程，加速度不断减小 D．人向上弹起的过程，弹跳鞋对人的作用力大于人对弹跳鞋的作用力 5．（25-26高三上·海南海口·期末）2025年11月10日，我国在海南商业航天发射场使用长征十二号运载火箭，成功将卫星互联网低轨13组卫星发射升空。下列说法正确的是（　　） A．发射前，发射塔对火箭的支持力是由发射塔的形变引起的 B．点火时，喷出的燃气对火箭的作用力与火箭重力是一对平衡力 C．点火时，喷出燃气对火箭的作用力大于火箭对喷出燃气的作用力 D．从开始点火至离开发射塔，运载火箭处于失重状态 6．（24-25高一上·新疆喀什·期末）（多选）某同学站立在体重计上，突然下蹲到静止的过程中，根据超重和失重现象的分析方法，以下说法对的是（　　） A．下蹲过程只有失重现象 B．下蹲过程既有超重，也有失重现象 C．这个过程体重计示数先小于真实体重，后大于真实体重，最后等于真实体重 D．这个过程体重计示数先大于真实体重，后小于真实体重，最后等于真实体重 知识点03 超失重定量计算 1. 解题步骤 （1）确定研究对象，明确物体质量与重力； （2）分析物体运动状态，判断加速度方向，确定超失重类型； （3）竖直方向受力分析，列出牛顿第二定律方程：超重、失重； （4）代入数据求解视重、加速度等未知物理量。 2. 结论 超重视重：；失重视重：；完全失重：。 【即学即练】 1．（25-26高一上·福建南平·期末）一质量为的人站在电梯中，电梯正在竖直向下做减速运动，加速度大小为，此过程人处于________状态（选填“超重”或“失重”），人的惯性________（选填“变大”、“不变”或“变小”），电梯对人的作用力大小为________N（重力加速度大小取）。 2．（25-26高一上·上海宝山·期末）某军事机器人最多可以举起的物体，如果在稳定运行的升降机中，当升降机以的加速度匀加速上升，，则机器人此时最多可以举起_____kg的物体（答案保留2位小数）。 3．（25-26高三上·福建厦门·阶段检测）舞蹈表演《弄潮涛头立》飘逸而唯美。飞行过程中，质量为50kg演员身上有数根绳索控制速度大小和方向。假设表演中最大飞行速度为4m/s，最大加速度为0.5m/s2： 若演员在竖直方向加速上升的加速度为0.2m/s2，此时她处于_______（选填：A．超重 B．失重）；绳索中拉力为______N。 知识点04 超失重图像 1. 常见图像 （1）F-t图像（拉力/支持力-时间图像）：对比瞬时弹力与重力大小，为超重，为失重，为完全失重； （2）v-t图像（速度-时间图像）：通过图像斜率判断加速度方向，斜率为正（加速上升/减速下降）超重，斜率为负（减速上升/加速下降）失重； （3）a-t 图像（加速度 — 时间图像）规定竖直向上为加速度正方向，图像在t 轴上方，(a>0)，加速度竖直向上→超重；图像在t 轴下方，(a<0)，加速度竖直向下→失重；图像与 t 轴重合，(a=0) →平衡，无超重失重；图像纵坐标(a=-g)→完全失重。 2. 解题步骤 （1）读图像：提取横纵坐标物理量、特殊点、斜率、面积信息； （2）判状态：由图像信息确定加速度方向，判断超失重； （3）列方程：结合牛顿第二定律定量计算加速度、视重等物理量。 【即学即练】 1．（25-26高一上·江苏常州·阶段检测）做某一动作时，力传感器的示数随时间变化的情况。下面判断正确的是（　　） A．这是站起过程，先失重后超重 B．这是站起过程，先超重后失重 C．这是蹲下过程，先失重后超重 D．这是蹲下过程，先超重后失重 2．（25-26高一上·山东枣庄·阶段检测）2025年4月24日17点17分，载有陈冬、陈中瑞、王杰三位航天员的神舟二十号飞船成功发射，如图甲，火箭发射过程中某段的速度—时间关系可简化为图乙的图像，取竖直向上为正方向，由图像可知（   ） A．时刻，火箭速度达到最大 B．时刻，火箭距离地面最远 C．时间内，航天员处于失重状态 D．时间内，航天员处于超重状态 3．（25-26高一上·浙江嘉兴·期末）小明同学保持竖直手持手机，打开加速度传感器，完成一次“下蹲”动作。传感器以竖直向上为正方向，采集到的加速度（a）-时间（t）图线如图所示。该同学在下蹲过程中处于________状态（选填字母A．“先超重后失重”或B．“先失重后超重”）；若该同学质量为60kg，则在图像中B点时，地面对他的支持力约为________N。 题型速练 题型01 超失重状态定性判断 摒弃“上升超重、下降失重”的错误认知，唯一依据：加速度向上超重，加速度向下失重。快速分析运动过程的加速度方向，即可精准判定状态。 【例1】（2026·云南·高考真题）云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升，用时，则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为（     ） A．，超重 B．，超重 C．，失重 D．，失重 【小试牛刀】 1．（25-26高二下·浙江舟山·期末）2026年5月24日23时08分，搭载神舟二十三号飞船的长征二号F遥二十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，飞船与火箭成功分离并进入预定轨道。入轨后与空间站进行交会对接，之后每分钟在轨飞行约460.8km。下列说法正确的是（　　） A．23时08分指的是时间间隔 B．460.8km指的是位移的大小 C．火箭加速升空过程中，处于失重状态 D．研究飞船对接后在轨飞行轨迹时，可将其视为质点 2．（25-26高一下·湖南邵阳·阶段检测）如图，小球自由下落一段时间后与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，以下说法正确的是（     ） A．小球先处于超重状态，后处于失重状态 B．小球的加速度先增大后减小 C．小球的速度一直减小 D．小球速度为零时加速度方向竖直向上 3．（2026·浙江温州·二模）如图所示为舰载机从航空母舰“福建”舰甲板上起飞时的情景，下列说法正确的是（　　） A．在弹射过程中，舰载机惯性逐渐增大 B．研究舰载机起飞姿态时，舰载机可视为质点 C．飞行员看到甲板向后运动，是以海面为参考系 D．舰载机离舰加速上升过程，飞行员处于超重状态 题型02 超失重定量计算 先判超失重状态→确定加速度方向→列牛顿第二定律方程→代入数据求解，注意区分速度方向与加速度方向，避免公式套用错误。 【例2】（25-26高一上·河南郑州·期末）某人在地面上最多可举起60kg的物体，在竖直运动的电梯中某时刻可举起80kg的物体，则此电梯的加速度方向和大小是（）（　　） A．竖直向上 B．竖直向下 C．竖直向下 D．竖直向上 【小试牛刀】 1．（25-26高一上·四川攀枝花·阶段检测）在军事演习中，质量为62kg的空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下，沿竖直方向运动的v-t图像如图甲所示，当速度减为零时空降兵恰好落到地面。降落伞用8根对称的绳悬挂空降兵，每根绳与中轴线的夹角均为，如图乙所示。不计空降兵所受的阻力，，，重力加速度g取，则（　　） A．空降兵在第一个10s内处于超重状态 B．空降兵在第一个10s内和最后一个10s内的平均速度大小相等方向相反 C．空降兵在整个运动过程中的平均速度大小为7.5m/s D．落地前瞬间降落伞的每根绳对空降兵的拉力大小为85.25N 2．（25-26高一上·重庆九龙坡·阶段检测）（多选）某同学体重50kg，乘电梯上行时，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度如下图所示。竖直向上为正方向。关于该段时间下列说法正确的是（　　） A．电梯向上减速运动 B．该同学处于失重状态 C．该同学受到的最小支持力约为470N D．该同学受到的最大支持力约为520N 3．（25-26高一下·黑龙江大庆·阶段检测）（多选）如图是张家界天门山索道的抽象物理模型，已知体重为的游客站立于轿厢底面，始终相对轿厢保持相对静止状态，倾斜索道与水平面的夹角为，轿厢底面始终保持水平状态，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小的匀加速直线运动时，取，人与轿厢底面的动摩擦因数、则下列说法正确的是（　　） A．游客处于失重状态 B．轿厢对游客的支持力为 C．游客受到的摩擦力大小为，方向水平向右 D．游客对轿厢的作用力斜向左下方 题型03 超失重图像综合 F-t图像看弹力与重力大小关系，v-t图像看斜率正负，结合超失重规律分段判断运动状态，联立公式计算物理量。 【例3】（25-26高一上·福建泉州·阶段检测）图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．从传感器的示数可知该同学0~1s内处于匀加速上升阶段 B．1~2s内，该同学经历了先失重、后超重的状态 C．0~8s内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作 D．该同学拉起身体过程中人对单杠压力大于单杠对人的支持力 【小试牛刀】 1．（辽宁省鞍山市海城高中2025-2026学年高一下学期3月物理月考试题）2024年6月，中国无人机成功飞越了“世界之巅”。如图甲，某次无人机从地面静止开始竖直向上飞行，图乙为它运动的图像，图像中的段和段均为直线。下列说法正确的是（　　） A．无人机在过程中做向下减速运动 B．无人机在过程中处于失重状态 C．无人机在过程中受到的合外力越来越大 D．无人机在过程中受到的合外力越来越小 2．（25-26高三上·重庆·开学考试）某同学利用手机上自带的加速度传感器，记录了他下蹲、起立过程中，加速度随时间的变化。规定竖直向上为加速度正方向，a-t图如图所示。关于该运动过程，下列说法正确的是（　　） A．该同学完成一次下蹲和起立的时间大约为2s B．在下蹲过程中，与b点对应的时刻，该同学速度最大 C．在下蹲过程中，与c点对应的时刻，该同学对地面的压力最小 D．与f点对应的时刻，该同学处于超重状态 3．（25-26高三上·天津红桥·阶段检测）（多选）小胡用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度，得到图甲所示图线（规定竖直向上为正方向），为简化问题，将图线简化为图乙。已知时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（　　） A．时电梯处于失重状态 B．8~9s内电梯在做加速运动 C．10~15s内电梯静止 D．16~17s内电梯在上行 基础过关 1．（25-26高二下·云南昭通·期中）如图为运动员跳高时的精彩瞬间，则运动员（　　） A．在最高点时处于超重状态 B．在最高点时不受重力 C．蹬地起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力 D．蹬地起跳时地面对他的支持力等于他对地面的压力 2．（25-26高二下·浙江温州·期中）2025年在广州举行的第十五届全运会女子铅球决赛中，中国运动员巩立姣以19.68米的成绩获得女子铅球比赛冠军，下列有关说法正确的是（　　） A．19.68米是比赛中铅球发生的位移大小 B．19.68米是比赛中铅球经过的路程 C．在研究铅球的运动轨迹时，可将铅球看成质点 D．巩立姣推铅球的过程，铅球处于失重状态 3．（25-26高二下·浙江温州·期中）2025年11月14日16时40分，神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在下降至离地1米高度时，返回舱底部的4台反推发动机同时点火，以强大推力最后使返回舱以2m/s左右的速度接触地面。下列说法正确的是（　　） A．16时40分指的是时间间隔 B．研究载人飞船返回过程的运动轨迹时，可将飞船视为质点 C．反推发动机点火时，产生的推力是空气施加的 D．返回舱落地前，反推发动机点火减速，宇航员处于失重状态 4．（2026·河南南阳·三模）在中国传统土木工程中，有一种由石头制成的圆盘状工具叫石硪，由十几位工人通过拉绳将其抛起后自由下坠，以此来实现夯实土质的集体劳动方式，这便是打石硪。石硪原来静止在地面，被拉起后在竖直方向加速上升、拉绳疏松后石硪竖直上抛到最高点，之后迅速下落打在地面，则（　　） A．石硪离开地面后始终处于失重状态 B．石硪上升的整个过程加速度方向一直向上 C．石硪离开地面加速上升过程，绳子对它的作用力大于它对绳子的作用力 D．石硪上升的整个过程，绳子对它的作用力大小等于重力时速度最大 5．（25-26高一下·浙江舟山·期中）某城市“智慧停车楼”的简化模型如图。质量为的汽车静止在升降机的水平托盘上，先以加速度竖直加速上升一段距离，再匀速上升，最后以加速度减速上升至目标楼层。已知重力加速度为，则托盘对汽车的支持力大小（　　） A．在匀速上升阶段为0 B．在加速上升阶段为 C．在减速上升阶段为 D．先小于，再等于，最后大于 6．（2026·陕西西安·模拟预测）小明到餐馆就餐，先点了一碟小吃（三个小蛋糕），送餐的是一个可爱的智能机器人，如图甲所示。当机器人沿一倾角为θ的斜坡向前运动时，小明发现智能机器人能调节端着的盘子保持水平，简化截面示意图如图乙所示，水平碟子放在盘子上，小蛋糕并排放在碟子上。下列关于机器人沿斜坡向前运动的说法，正确的是（　　） A．机器人匀速向前时，小蛋糕受向前的静摩擦力 B．机器人匀速向前时，小蛋糕处于超重状态 C．机器人沿斜坡加速向前时，小蛋糕处于失重状态 D．机器人沿斜坡加速度大小为a时，质量为m的小蛋糕受摩擦力大小可能为 7．（25-26高一上·湖北孝感·期末）如图所示，甲、乙两位同学利用一把1m长的直尺测量“反应时间”。甲用一只手在直尺下方做捏尺的准备，从他看到乙同学放开直尺开始，到他捏住直尺为止，测出直尺在这段时间内下落的高度为45cm。不计空气阻力，g取，则下列说法正确的是（　　） A．甲同学本次测得的“反应时间”约为0.2s B．甲同学抓住直尺前的瞬间，直尺的速度约为3m/s C．甲同学捏住直尺使直尺减速的过程中，直尺处于失重状态 D．乙同学放开直尺到甲同学碰到直尺之前，直尺都处于超重状态 8．（25-26高三上·宁夏银川·阶段检测）（多选）中国运动员以121kg的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越大 B．地面对人的作用力等于杠铃的重力 C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 9．（25-26高一上·云南普洱·期末）（多选）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（图像）如图所示，重力加速度g大小取，下列说法正确的是（　　） A．人的体重为50kg B．人在下蹲过程中，先失重再超重 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 10．（25-26高三上·福建龙岩·阶段检测）智能手机内置运动传感器，让手机沿任意方向移动一下，便可显示三个维度的运动随时间的变化情况。 乙同学手持手机，在竖直方向做连续的下蹲−起立动作，得到右图所示的ay−t图像（向上为正）。 (1)在图示过程中，乙同学共完成了___________次下蹲−起立的完整动作。 (2)a、b、c、d四个时刻中，乙同学处于最低点的时刻是___________。 (3)c时刻，乙同学处于（　　） A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 11．（25-26高一上·贵州安顺·阶段检测）如图所示，一同学在坐电梯时，利用传感器记录了某次电梯运行过程中的图像（向上为正方向），已知时，电梯静止不动，当电梯启动后，加速度向下的最大值为，加速度向上的最大值为，，重力加速度大小g取。则： (1)电梯加速起动过程中，该同学处于超重状态还是失重状态，简单说明一下理由； (2)若该同学质量为53kg，此次电梯运动过程中，电梯对该同学的最大支持力是多少？ (3)根据图估算一下电梯稳定运行的速度大小。（结果保留2位有效数字） 12．（23-24高一上·全国·课后作业）一名质量为60kg的工人，站在竖直向上运动着的升降机底板上。他看到升降机上挂着一个重物的弹簧测力计的示数为40N，已知该重物的质量为5kg。 弹簧测力计的质量忽略不计。（g取） （1）先根据受力情况判断重物的加速度的方向，并指出重物是处于超重状态还是失重状态。，再求出重物的加速度的大小。 （2）这时该工人对升降机底板的压力是多大？ （3）如果悬挂测力计的悬线突然从A点断开，则此时重物的加速度有何变化？ 能力提升 13.（25-26高二下·浙江宁波·期末）phyphox是一款功能强大的软件，现用某款智能手机进行以下实验：在phyphox里面打开加速度传感器，用手掌平托智能手机，将其竖直向上抛出，然后在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（     ） A．在时间内手机先加速后减速 B．在时刻手机到达最高点 C．在时间内，手机处于失重状态 D．在时间内手机受到的支持力逐渐减小 14．（25-26高二下·江苏镇江·期末）如图所示，物块A放在木箱B中，并保持相对静止，一起做匀速直线运动，轻弹簧处于拉伸状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列哪种情形可能会导致A被弹簧向右拉动（     ） A．原来沿竖直方向运动，现向上加速 B．原来沿竖直方向运动，现向下加速 C．原来沿水平方向运动，现向右加速 D．原来沿水平方向运动，现向左减速 15．（2026·云南红河·三模）某大型商场智能化电动扶梯的简化图如图所示，当乘客站上扶梯后，先随扶梯逐渐加速再匀速向上运动，则乘客（     ） A．在加速过程中处于超重状态 B．在匀速向上运动过程中受到的合力竖直向下 C．在加速过程中所受摩擦力方向与运动方向相反 D．在匀速向上运动过程中受到的支持力大于重力 16．（2026·山东淄博·二模）一质量为的乘客乘坐竖直电梯下楼，其高度与时间的关系图像如图所示，时间内和时间内图线为曲线，时间内图线为直线。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用表示，重力加速度大小为。则（　　） A．时间内，增大， B．时间内，减小， C．时间内，增大， D．时间内，减小， 17．（2026·山东济南·三模）质量为的某同学站在竖直升降电梯中的体重计上，用照相机记录了体重计在电梯运行过程中的示数（单位：kg）。如图所示，图中标注的箭头及旁边的数字分别表示电梯运行的方向和到达的楼层。已知重力加速度，关于图示时刻电梯的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．以的加速度向下减速 B．以的加速度向下加速 C．以的加速度向下减速 D．以的加速度向下加速 18．（2026·陕西咸阳·一模）（多选）某中学物理实验小组利用DIS系统（数字化信息实验室系统），观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验。在电梯天花板上固定一个力传感器，测量时挂钩向下。并在钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动的过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线。根据图线分析可知，下列说法中正确的是（     ） A．t1到t2时间内，钩码处于超重状态，t3到t4时间内，钩码处于失重状态 B．t1到t2时间内，电梯一定正在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动 C．t1到t4时间内，电梯可能先加速向下。接着匀速向下，再减速向下 D．t1到t4时间内，电梯可能先减速向上，接着匀速向上，再加速向上 19．（2026·江西南昌·二模）（多选）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图所示，轻弹簧上端固定，沿弹簧长度方向固定一把刻度尺。弹簧自然伸长时，指针所指刻度记为C点；在弹簧下端悬挂一个质量为的小钢球，静止时指针所指刻度记为点，并将该处标记为加速度0刻度值。现将这个装置用来测量电梯竖直上下运行时的加速度。已知、间的距离均为，为中点，取，取加速度方向向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A．该弹簧的劲度系数为 B．指针在B位置时，小钢球处于超重状态 C．指针指在A位置时，“竖直加速度测量仪”的示数为 D．若在刻度尺上标注加速度值，则刻度对应的数值是不均匀分布的 20．（2026·贵州·模拟预测）某兴趣小组利用电子秤、手机软件和一个糖果盒子，在电梯的水平地板上验证牛顿第二定律。电梯静止时，电子秤显示的糖果盒子质量为m，手机软件显示的加速度为当地的重力加速度g，如图（a）所示。电梯运行时，电子秤示数为，手机软件示数为，某时刻示数如图（b）所示。基于电子秤的示数，糖果盒子受到的合力为：（Ⅰ）或（Ⅱ） 其中是糖果盒子受到的支持力。 基于手机软件的示数，糖果盒子受到的合力为：（Ⅲ）或（Ⅳ） 其中是糖果盒子的加速度。 完成下列填空： （1）电梯静止时，电子秤与手机软件数据显示如图（a）所示，则该糖果盒子的质量________kg（保留两位有效数字），当地的重力加速度。 （2）当电梯运行时，通过数据采集并计算得到合力F随时间t变化的图像，如图（c）所示，其中，用“●”标记的图线是根据公式（Ⅱ）处理电子秤示数得到的，用“▲”标记的图线是根据公式（Ⅳ）处理手机软件示数得到的。 ①由图（b）电子秤示数可知，此时糖果盒子处于________（填“超重”或“失重”）状态。 ②图（c）“▲”标记的图线中A点的纵坐标值是0.77N，由（1）中读出的质量得到对应手机软件示数为________。（保留四位有效数字） （3）通过分析图（c）可知，由电子秤示数算出的合力F与手机软件示数算出的合力ma变化趋势一致。若忽略时间延迟带来的影响，即可验证牛顿第二定律。 21．（24-25高一上·云南昭通·期末）在升降电梯的水平地板上放一电子秤，如图甲所示，某同学站在电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为。时刻电梯由静止开始下降，时间内电子秤示数随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，求： (1)内该同学速度的最大值； (2)内加速下降的位移大小和匀速下降的位移大小； (3)内电梯运动的距离。 挑战一刻 22．（24-25高一上·全国·课后作业）（多选）如图，物块A通过细绳悬挂于电梯侧壁的O点，A与侧壁间夹有薄木板B，绳与侧壁夹角为θ，已知A、B质量分别为M、m，A、B间摩擦忽略不计。当电梯静止时，B恰好不滑落，重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A．电梯竖直加速上升时，木板B会滑落 B．电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，木板B会滑落 C．当电梯以加速度a竖直加速上升时，绳子拉力 D．当电梯以加速度a（a<g）竖直加速下降时，A对B的压力 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $