第4.6节 超重和失重（高效培优·讲义）物理人教版必修第一册

本讲义聚焦高中物理“超重和失重”核心知识点，系统梳理实重与视重的区别，超重、失重及完全失重的概念与特点，通过加速度方向判断状态的方法，构建从基础概念到图像分析、现象应用的递进式学习支架。 资料以知识导图直观呈现知识脉络，结合神舟飞船发射、蹦极等实例深化理解，避坑指南强化科学思维，分阶练习兼顾课中教学与课后查漏，助力学生形成运动与相互作用观念，培养科学探究与问题解决能力。

第4.6节 超重和失重 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 超重与失重的概念、特点和判断 考点02 根据超重或失重图像或状态计算物体的运动情况 03 避坑指南·解题通法 角度01 超重和失重的概念 角度02 超重和失重现象分析 角度03 完全失重 角度04 超重和失重的图像问题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.理解超重、失重、完全失重的物理含义 2.会根据加速度方向判断超重、失重状态 3.分清实际重力和视重的区别 1.超重失重只看加速度方向，与物体运动速度方向无关 2.加速上升、减速下降为超重；加速下降、减速上升为失重 3.发生超重失重时，物体本身重力不变，变化的是支持力或拉力 知识导图 考点01 超重与失重的概念、特点和判断 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、失重和完全失重的比较 现象 实质 超重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体重力的现象 系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量 失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体重力的现象 系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量 完全失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零的现象 系统具有竖直向下的加速度，且a=g 【深化点拨】 解答超重、失重问题时，关键在于从以下几方面来理解超重、失重现象： （1）不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是“视重”改变。 （2）物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是有竖直向上的加速度还是有竖直向下的加速度。 （3）当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a=g的加速度的效果，不再产生其他效果。平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失。 （4）物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma。 1．2026年5月24日，搭载“神舟二十三号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，宇航员在火箭发射的过程中要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（     ） A．宇航员处于超重是因为其重力变大了 B．宇航员处于失重是因为其重力变小了 C．火箭加速上升时，宇航员自身重力大于座椅对其的支持力 D．火箭加速上升时，宇航员自身重力小于座椅对其的支持力 【答案】D 【详解】A．超重现象是指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，在此过程中宇航员真实的重力保持不变，并没有变大，故A错误； B．失重现象是指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，在此过程中宇航员真实的重力保持不变，并没有变小，故B错误； C．火箭加速上升时，宇航员具有竖直向上的加速度，设宇航员的质量为，加速度大小为，座椅对宇航员的支持力大小为，根据牛顿第二定律有 解得 可知，即宇航员自身重力小于座椅对其的支持力，故C错误； D．由对C选项的分析可知，火箭加速上升时具有竖直向上的加速度，宇航员自身重力小于座椅对其的支持力，处于超重状态，故D正确。 故选D。 2．（多选）中国无人潜水器海斗一号，最大下潜深度达到10908m，创造了世界纪录。某次潜水器模拟下潜过程的速度v随时间t变化的规律如图所示，潜水器内水平地板上放着质量为m的物块。下列说法正确的是（   ） A．0~15s内，潜水器向下运动了200m B．0~5s内，潜水器加速下降，物块处于失重状态 C．5~10s内，潜水器匀速下降，物块对地板的压力为零 D．10~15s内，潜水器减速下降，物块处于超重状态 【答案】BD 【详解】A．v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移，0~15s内，潜水器向下运动的深度为，故A错误； B．0~5s内，潜水器加速下降，加速度向下，物块处于失重状态，故B正确； C．5~10s内，潜水器匀速下降，物块处于平衡状态，物块对地板的压力为mg，故C错误； D．10~15s内，潜水器减速下降，加速度向上，物块处于超重状态，故D正确。 故选BD。 考点02 根据超重或失重图像或状态计算物体的运动情况 1、根据超重或失重状态计算物体的运动情况 （1）超重、失重的性质：物体的加速度向上，则物体处于超重状态；物体的加速度向下，则物体处于失重状态。 （2）已知物体的重力及视重就可以计算出物体的加速度情况。 3、超重与失重的图像问题分类 （1）F-t图像：将物体的视重随时间变化的情况作成F-t图像，就可以轻松的判断物体的超、失重状态。进而可以求解相关的运动参数。 （2）v-t（或x-t等运动学图像）：通过运动学图像的物理意义间接分析出物体的超、失重状态，并求解相关的运动参数。 【深化点拨】 1．根据超重或失重状态计算物体的运动情况步骤 （1）确定物体处于超重或失重状态，进而确定加速度的方向。 （2）根据牛顿第二定律F合=ma求出加速度的大小。 2．超重与失重的图像问题解决步骤 （1）明确图像类型。 （2）根据图像得到的信息分析物体的超、失重状态。 （3）根据牛顿第二定律F=ma计算相关物理参数。 1．在学习了超重和失重后，小明将一力学传感器固定在电梯轿厢顶部，并在传感器下方悬挂一重物。此后，小明观察到重物对传感器的拉力随时间变化的图像如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A．时间内，电梯先静止，后向下运动 B．时间内，小明处于失重状态 C．时刻，小明的速度为0 D．时间内，小明处于超重状态 【答案】C 【详解】A．时间内，拉力先保持稳定（对应静止），后小于重力（可知加速度向下），因此电梯先静止，后向下运动，故A正确，不符合题意； B．时间内，拉力小于重力（可知加速度向下），说明小明处于失重状态，故B正确，不符合题意； C．时间内，电梯向下加速，时刻是加速阶段的结束点，此时速度不为0，故C错误，符合题意； D．时间内，拉力大于重力，说明小明处于超重状态，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．（多选）纵跳是体育运动的基本动作之一，可以分为原地纵跳和助跑纵跳。如图甲所示，人光脚在原地纵跳时，快速下蹲后立即蹬伸，在起跳过程中，人受到地面的支持力随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．地面对人的支持力是由于地面发生微小形变引起的 B．人能够原地纵跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力 C．在点人达到最大速度 D．曲线上的A点表示人下蹲至最低点 【答案】AC 【详解】A．地面对人的支持力是由于地面发生微小形变引起的，A正确； B．根据牛顿第三定律知，地面对人的支持力大小等于人对地面的压力大小，B错误； C．人处于C点时，加速起立结束，加速度为零，速度最大，C正确； D．人处于A点时，仍处于加速下蹲阶段，没有下蹲到最低点，D错误。 故选AC。 3．2025年11月25日12时11分，神舟二十二号飞船发射，携带舷窗裂纹处置装置上行；12月1日，神舟二十号航天员出舱作业，对神舟二十号舷窗裂纹进行处理，历时约5小时。下列说法正确的是（     ） A．“约5小时”指的是时刻 B．“12时11分”指的是时间间隔 C．探究太空舱绕地球运动的周期时，太空舱可视为质点 D．航天员出舱后处于完全失重状态，故航天员不受地球的引力 【答案】C 【详解】A．“约”描述的是航天员出舱处理舷窗裂纹过程所经历的时间长度，属于时间间隔，不是时刻，故A错误； B．“12时11分”对应飞船发射这一瞬间，是时刻，不是时间间隔，故B错误； C．研究太空舱绕地球运动的周期时，太空舱自身的大小和形状相对于轨道半径可以忽略，其各部分运动状态的差异对研究结果没有影响，因此可将太空舱视为质点，故C正确； D．航天员出舱后与飞船一起绕地球运动，地球对航天员的万有引力提供其做圆周运动所需的向心力，有 完全失重表示航天员受到的支持力为零，即，并非航天员不受地球引力，故D错误。 故选C。 超重和失重的综合应用及解题步骤 1.核心概念辨析：必须“分清”视重与实重 这是理解超重失重的基础，也是考试中最容易混淆的概念。 （1）实重（真实重力）：物体实际受到的地球引力，G=mg。无论物体处于什么状态（静止、运动、超重、失重），只要位置不变，实重永远不变。 （2）视重（支持力/拉力）：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力。也就是弹簧测力计或体重秤的读数。 本质定义： 超重：视重>实重（FN>mg）。 失重：视重<实重（FN<mg）。 完全失重：视重= 0（FN=0）。 避坑点：超重不是物体变重了，失重也不是物体变轻了，更不是重力消失了，而是“称”出来的数值变了。 2.判断依据：必须“只看”加速度方向 判断物体是超重还是失重，与速度方向无关，只取决于加速度a的方向。这是解题最快的方法。 （1）超重状态：加速度a向上。 两种情况：① 向上加速运动；② 向下减速运动。 （2）失重状态：加速度a向下。 两种情况：① 向下加速运动；② 向上减速运动。 （3）完全失重：加速度a向下且大小等于g。 典型例子：自由落体运动、抛体运动（不计阻力）、绕地球飞行的卫星。 口诀记忆：“上超下失”（加速度向上即超重，加速度向下即失重）。 3.完全失重的特殊现象：必须“了解”力学失效 当物体处于完全失重状态（a=g，方向向下）时，由重力产生的一切物理现象都会消失。这在选择题中常作为考点。 仪器失效：天平无法使用（两边都没压力了）；体重秤读数为零；水银气压计失效。 液体现象：装水的瓶子底部有小孔，水不会流出（因为水和瓶子都以g加速下落，水对瓶底无压力）；浮力消失（阿基米德原理不再适用）。 单摆停止：单摆摆动时若进入完全失重状态，摆球将做匀速圆周运动或静止，不再往复摆动。 角度01 超重和失重的概念 1．2024国际篮联三人篮球挑战赛雄安站，中国的球队夺得冠军。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．斜向上抛出的篮球，研究篮球的空中运动时间不能把篮球看作为质点 B．篮球被抛出后，篮球的惯性减小 C．篮球在空中运动时处于超重现象 D．运动员弹跳投篮时在空中下落的过程处于失重现象 【答案】D 【详解】A．研究篮球的空中运动时间时，只需关注其质心的运动轨迹，无需考虑篮球的大小和形状，因此可以视为质点。故A错误。 B．惯性仅由质量决定，篮球抛出后质量不变，惯性不变。故B错误。 C．篮球在空中仅受重力，加速度为重力加速度，方向向下，处于完全失重状态。故C错误。 D．运动员下落时加速度为重力加速度，方向向下，处于失重现象。故D正确。 故选D。 2．（多选）蹦极是极具挑战的运动，参加体验的人身体绑着一条弹性绳，从平台上跳下，弹性绳由松弛逐渐被拉直，再被拉至最长，而后又向上弹回。人的整个运动过程认为是在同一竖直方向上，不考虑空气阻力作用。下列说法正确的是（　　） A．弹性绳刚被拉直时，人速度最快 B．弹性绳未被拉直之前，人处于失重状态 C．弹性绳被拉到最长时，人的速度为零，加速度不为零 D．人向上弹回的过程中，人先做匀加速运动，再做匀减速运动 【答案】BC 【详解】A．弹性绳刚被拉直时，弹性绳拉力为0，人仍受向下的重力，加速度向下，还会继续加速，直到拉力等于重力时加速度为0，速度才达到最大值，A错误； B．弹性绳未被拉直前，人只受重力，加速度等于重力加速度、方向向下，人处于失重状态，B正确； C．弹性绳被拉到最长时，人下降到最低点，速度减为0；此时弹性绳拉力大于重力，合力向上，加速度向上，C正确； D．人向上弹回的过程中，弹性绳的拉力随伸长量变化，人的合力一直在变化，加速度也一直在变化，不可能做匀加速、匀变速运动，D错误。 故选 BC。 角度02 超重和失重现象分析 3．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50kg，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，在这段时间内下列说法中正确的是（　　） A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏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．电梯的加速度方向一定竖直向下 【答案】D 【详解】A．体重计示数是40kg，示数小于体重，说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小，体重应该不变，故A错误； B．晓敏对体重计的压力和体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B错误； CD．因为人处于失重状态，则加速度向下，电梯可能向下加速，也可能向上减速，故C错误，D正确。 故选D。 4．超重、失重现象在各领域都很常见，以下描述正确的是（　　） A．宇航员王亚平在“天宫一号空间实验室”展示水球的实验，其中水球处于完全失重状态 B．蹦极运动员从高处跳下，在弹性绳被拉直前，运动员处于超重状态 C．人站在电梯内的水平地板上，当电梯加速上升时，人处于失重状态 D．站在体重计上的人，在向下蹲的过程中，由于体重计示数反映人的体重，故示数不变 【答案】A 【详解】A．“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力全部提供向心力，内部所有物体加速度大小为、方向向下，水球受到的支持力为0，处于完全失重状态，故A正确； B．弹性绳被拉直前，运动员只受重力，加速度大小为、方向向下，处于失重状态，故B错误； C．人在电梯加速上升时，人的加速度向上， 处于超重状态，故C错误； D．人下蹲过程分为两个阶段：先加速向下，，失重，体重计示数小于重力；后减速向下，，超重，体重计示数大于重力，最终静止时示数等于重力，因此示数会发生变化，故D错误。 故选A。 5．（多选）为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车加速上坡时，下列说法正确的是（     ） A．乘客受重力、支持力两个力的作用 B．乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用 C．乘客处于超重状态 D．乘客受到摩擦力的方向水平向左 【答案】BC 【详解】ABD．座椅始终水平，乘客首先受竖直向下的重力、座椅竖直向上的支持力；由于加速度存在水平向右的分量，则乘客还受到水平向右的静摩擦力，故AD错误，B正确； C．当此车加速上坡时，由于乘客的加速度有竖直向上的分量，因此乘客处于超重状态，故C正确。 故选BC。 6．某同学站在水平放置于电梯内的台秤上，电梯从时由静止开始运动，时速度恰好为零，台秤的示数随时间变化的图像如图所示。已知电梯静止时台秤的示数为，重力加速度取。求： (1)时台秤的示数； (2)电梯内运行的总位移大小。 【详解】（1）由题意得 内电梯向下加速运动，由牛顿第二定律可列 代入数据，解得 时的速度大小为 内电梯向下减速运动直至静止，根据运动学公式可得 解得加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 （2）内的位移大小为 内电梯向下匀速直线运动，通过的位移大小为 内，由 解得 则内电梯运行的总位移大小为 角度03 完全失重 7．下列说法正确的是（　　） A．要使一个物体运动，必须推它或拉它 B．牛顿第一定律对惯性参考系和非惯性参考系都是成立的 C．牛顿第一定律表明：物体只有在匀速直线运动状态或静止状态时才有惯性 D．做竖直上抛的物体，在最高点处于完全失重状态 【答案】D 【详解】A. 牛顿第一定律指出，物体在没有外力作用时，会保持静止或匀速直线运动状态。因此，物体运动不一定需要推或拉。故A错误。 B. 牛顿第一定律仅在惯性参考系中成立，它定义了惯性参考系的概念。在非惯性参考系中，牛顿第一定律不成立，因为会出现惯性力。故B错误。 C. 惯性是物体的固有属性，与运动状态无关。故C错误。 D. 竖直上抛的物体在最高点时，速度为零，加速度为重力加速度 。处于完全失重状态。故D正确。 故选D。 8．如图所示，在盛水的塑料瓶底上扎几个小孔，水会从小孔流出。塑料瓶底距地高度，现将其自由释放，不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（    ） A．塑料瓶的下落时间 B．塑料瓶落地时速度大小 C．下落过程中不会有水从小孔中流出 D．下落过程瓶中的水处于超重状态 【答案】C 【详解】A．塑料瓶做自由落体运动，则由自由落体运动的规律有 解得塑料瓶的下落时间为，故A错误； B．由自由落体运动速度与位移的关系式 解得塑料瓶落地时速度的大小为，故B错误； CD．当水瓶自由下落时，瓶和水的加速度均为，均处于完全失重状态，此时水对瓶底的压力为0，所以不会有水从小孔中流出，故C正确，D错误； 故选C。 9．（多选）在全盟中学生田径运动会跳高比赛中，小刚同学成功地跳过了1.80m的高度，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．小刚起跳时处于超重状态 B．小刚起跳以后在上升过程中处于失重状态 C．小刚下降过程中处于超重状态 D．小刚下降过程中与起跳时相比重力变小了 【答案】AB 【详解】A．在小刚起跳过程中，向上加速，加速度方向竖直向上，故支持力的大小大于重力的大小，所以小刚向上起跳时处于超重状态，故A正确； B．小刚起跳以后在上升过程中，只受重力的作用，有竖直向下的重力加速度，小刚处于完全失重状态，故B正确； C．小刚在下降过程中，只受重力的作用，有竖直向下的重力加速度，小刚处于完全失重状态，故C错误； D．小刚在下降过程中与在起跳过程中，相比重力没有发生变化，仍相等，只是支持力的大小发生了变化，故D错误。 故选AB。 角度04 超重和失重的图像问题 10．《GA环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会（CTBUH）数据，对当今世界最高十大摩天楼电梯最快运行速度做了排序，中国占据前三甲，其中上海中心大厦的电梯位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中加速度a随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．0~41s内，该图像描述了电梯上升、下降回到初位置的过程 B．1~10s内，人对电梯的压力是最大的；30~41s内，人对电梯的压力是最小的 C．第41s内，电梯对乘客的支持力随时间不断减小，并小于乘客自身重力 D．0~11s内，电梯先向上加速后向上减速，11s末位移最大 【答案】B 【详解】A． 图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，内正、负面积大小相等，若电梯初速度为零，则 末速度为零；在此之前速度方向始终向上，位移一直增大，不是下降回到初位置，故A错误； B．设竖直向上为正方向，对乘客有 则人对电梯的压力大小随 增大而增大、随 减小而减小。内 最大，压力最大；内出现负加速度，且内 最小，压力最小，故B正确； C．第 内，由增大到，由 可知电梯对乘客的支持力逐渐增大，且末时刻等于乘客自身重力，故C错误； D．内，电梯速度一直向上增大，不是向上减速； 末速度最大，位移并非最大，故D错误。 故选B。 11．（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 【详解】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。 【例1】（2025·浙江·高考真题）中国运动员以121公斤的成绩获得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小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 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】D 【详解】AB．杠铃的重力为 手臂与水平的杠铃之间有夹角，假设手臂与竖直方向夹角为，根据平衡条件可知 可知，双臂夹角越大，F越大；结合，解得杠铃对手臂的弹力，而杠铃对手臂的作用力是弹力和摩擦力的合力，可知杠铃对每只手臂作用力大小大于，AB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．加速举起杠铃，人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力，D正确。 故选D。 【深化点拨】 （1）考查合力与分力的动态变化规律，两分力合力固定不变时，两分力夹角越大，每个分力的数值就越大。 （2）考查平衡力与相互作用力的核心区分，平衡力作用在同一个物体上，相互作用力分别作用在两个不同物体上。 （3）考查超重现象的判定，物体具有向上的加速度时处于超重状态，整体受到的支持力会大于系统总重力。 （4）考查实际受力的合力辨析，手臂受到的是弹力与摩擦力的共同合力，不能直接对半拆分重力作为单臂受力。 【变式1-1】（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 【详解】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。 【变式1-2】（多选）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间的变化图像如图乙所示，忽略空气阻力，则（　　） A．时刻小球速度最大 B．时刻弹簧弹力等于小球重力 C．至时间内，小球速度先增大后减小 D．时刻小球处于完全失重状态 【答案】CD 【详解】A．小球落到弹簧表面后，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的合力减小，但方向仍然向下；当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，故时刻小球速度没有达到最大，故A错误； B．当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，之后弹力继续增大，弹力大于重力，小球向下做减速运动，最低点时弹力最大，由图可知时刻弹力最大，小球速度为0，故B错误； C．至这段时间内，小球受到的弹力逐渐变小，开始时弹力大于重力，小球向上做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大；当弹力小于重力时，小球向上做减速运动，故小球的速度先增大后减小，故C正确； D．时刻，弹簧的弹力为0，说明小球离开弹簧，只受重力作用，具有向下的加速度g，小球处于完全失重状态，故D正确。 故选CD。 【变式1-3】（2024·全国甲卷·高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为_____N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为_____ （结果保留1位小数）。 【答案】(1)5.0 (2) 失重 1.0 【详解】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N，则读数为5.0N。 （2）[1]电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状态； [2]根据 根据牛顿第二定律 代入数据联立解得电梯加速度大小 ⚡基础速刷 1．某同学手提一袋水果站在电梯内。在下列情形中，手受到的拉力最小的是（     ） A．电梯匀速上升 B．电梯加速上升 C．电梯匀速下降 D．电梯加速下降 【答案】D 【详解】A．对水果受力分析，取竖直向上为正方向，由牛顿第二定律得 即手对水果的拉力 根据牛顿第三定律，手受到的拉力大小等于。 电梯匀速上升时，加速度，代入得，故A不符合题意； B．电梯加速上升时，加速度方向向上，，代入得，故B不符合题意； C．电梯匀速下降时，加速度，代入得，故C不符合题意； D．电梯加速下降时，加速度方向向下，，代入得，为四种情形中拉力最小的情况，故D符合题意。 故选D。 2．如图所示，小张同学蹲在体重秤上处于静止状态，接下来她迅速站起来，最终静止站立在体重秤上，下列体重秤示数（F）随时间（t）的变化图线可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】体重秤示数等于秤对小张的支持力。小张开始和结束均静止，示数均为。迅速站起过程中，身体重心先向上加速、后向上减速。向上加速时有，示数大于重力；向上减速时加速度方向向下，有，示数小于重力，最后恢复为 故选C。 3．以下四幅图片中：图甲是减速下降的电梯；图乙是“漂浮”在空间站的宇航员；图丙是跳伞运动员在空中匀速下降；图丁是伽利略利用斜面研究落体运动规律。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，电梯中的人处于失重状态 B．图乙中，空间站中的宇航员惯性消失了 C．图丙中，运动员和伞没有受到外力作用 D．图丁中，利用斜面是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间 【答案】D 【详解】A．图甲中，当电梯减速下降时，加速度向上，所以电梯中的人处于超重状态，故A错误； B．图乙中，物体的惯性是由其质量决定的，与其运动状态无关，宇航员虽然处于失重状态，惯性仍然存在，故B错误； C．图丙中，因为跳伞运动做匀速直线运动，受到重力和阻力作用，并且二力平衡，是一对平衡力，合力为零，故C错误； D．图丁中，伽利略研究落体运动规律时利用斜面是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间，故D正确。 故选D。 4．（多选）如图所示，某同学在电梯里进行物理实验探究，他在电梯的水平天花板上固定一弹簧测力计，并在其下方竖直悬挂质量为的重物，他站立在电梯的水平地板上观测数据。当电梯运行后的某时刻，该同学观测到弹簧测力计的示数为。已知重力加速度，弹簧测力计自重不计。下列说法正确的是（　　） A．该电梯处于超重状态 B．该电梯处于失重状态 C．电梯此时的加速度大小为，方向竖直向上 D．该电梯一定向上做匀加速直线运动 【答案】AC 【详解】AB．由题意，可知该重物的视重为13.0N，大于其重力10N，重物处于超重状态，所以该电梯处于超重状态，故A正确，B错误； CD．对重物根据牛顿第二定律有 可求得该重物的加速度大小为 方向竖直向上，电梯与重物的加速度相同，所以电梯此时的加速度大小为，方向竖直向上，但电梯可能向上做匀加速直线运动，也可能向下做匀减速直线运动，故C正确，D错误。 故选AC。 5．（多选）某同学乘坐电梯从1楼前往10楼，经历了启动加速、匀速运行、制动减速三个阶段，下列说法正确的是（　　） A．电梯启动加速上升阶段，该同学处于失重状态 B．电梯匀速上升阶段，该同学对电梯地板压力的大小等于自身重力的大小 C．电梯制动减速上升阶段，该同学处于失重状态 D．电梯制动减速上升阶段，该同学的加速度竖直向上 【答案】BC 【详解】A．电梯启动加速上升阶段，该同学的加速度竖直向上，该同学处于超重状态，故A错误； B．电梯匀速上升阶段，该同学处于平衡状态，根据平衡条件可知，电梯地板对该同学支持力的大小等于该同学重力的大小，根据牛顿第三定律可知，该同学对电梯地板压力的大小等于自身重力的大小，故B正确； CD．电梯制动减速上升阶段，该同学的加速度竖直向下，该同学处于失重状态，故C正确，D错误。 故选BC。 6．质量为的小理站在升降机中的体重计上，升降机刚开始上行时，小理处于_____状态（选填：A．超重B．平衡C．失重）。上行过程中，小理观察到体重计示数为，g取，则此时升降机的加速度大小为______。 【答案】 A 0.8 【详解】[1]升降机刚开始上行时，加速度向上，小理处于超重状态，故填A。 [2]小理观察到体重计示数为，则 根据牛顿第二定律可得 🚀能力跃升 7．如图是某人站在力传感器上做下蹲起跳动作的数据图。图是根据传感器画出的F-t图线。图中a、c、e对应的纵坐标均为700N，取重力加速度g=10m/s2。请根据图像所给出的信息，判断下面说法中正确的是（　　） A．此人在b时刻处于超重状态 B．此人在c时刻的加速度大小大于在b点时的加速度大小 C．此人在e时刻的加速度大小大于在a点时的加速度大小 D．此人在f时刻时脚刚好离开传感器 【答案】D 【详解】ABC．刚开始，人站立在传感器上，重力大小等于支持力大小，传感器的示数为700N，即人的体重为700N，a、c、e点在同一水平线上，支持力相等，合力为零，加速度均为0，b点传感器的支持力小于重力700N，人处于失重状态，加速度大于零，则此人在c时刻的加速度大小小于在b点时的加速度大小，故ABC错误； D．f点时，传感器的示数为0，人与传感器脱离接触，故D正确。 故选D。 8．某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作：打开加速度传感器应用程序，将手机屏幕向上平放在手掌上，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌自由下落一段距离，再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度a随时间t的变化图线，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．t1时刻手机已脱离手掌 B．t1~t2时间内，手机做匀加速直线运动 C．t3时刻手机的速度达到最大值 D．t1~t3时间内，手机处于失重状态 【答案】D 【详解】A．手机完全脱离手掌后，只受重力，加速度大小等于重力加速度，t1时刻加速度小于g，说明手掌仍对手机有支持力，手机未脱离手掌，故A错误； B．t1~t2时间内，图像是曲线，加速度大小在变化，并非恒定加速度，因此不是匀加速直线运动，故B错误； C．t3之前手机加速度向下，速度增大；t3时刻之后加速度减小至零的过程中，加速度方向不变，手机仍在向下加速。速度最大值在t3之后，加速度由负转正之时，故C错误； D．加速度竖直向下手机失重，t1~t3时间段内，加速度a<0（图像在横轴下方），代表加速度方向竖直向下，手机处于失重状态，故D 正确。 故选D 。 9．如图，将质量为的重物用轻绳、挂于竖直方向运行的电梯内。其中处于水平方向，与竖直方向夹角为，且此时轻绳中的张力为。则此时站立在升降电梯中质量为的人（图中未画出），人对升降电梯的压力为（取重力加速度大小）（　　） A．100N B．200N C．300N D．400N 【答案】C 【详解】在竖直方向对物体受力分析 可得 加速度方向竖直向下，则说明此时升降电梯向下做匀加速直线运动 对人受力分析 由牛顿第三定律得人对升降电梯的压力 故选C。 10．（多选）自然灾害发生时，无人机可快速进入灾区进行灾情侦察和现场评估，甚至投放应急物资。在一次投放应急物资的过程中，无人机在时悬停在空中某处，以竖直向上为正方向，无人机的图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．无人机在时间内的运动方向与在时间内的相反 B．无人机在时间内的加速度小于在时间内的加速度 C．无人机在时间内的速度变化量小于在时间内的速度变化量 D．无人机在时间内一直处于超重状态 【答案】BD 【详解】A．由题图可知无人机在时间内的运动方向与在时间内的相同，均为正方向，故A错误； B．根据图像的斜率表示加速度，由题图可知，无人机在时间内的加速度小于在时间内的加速度，故B正确； C．由题图可知，无人机在时间内的速度变化量等于在时间内的速度变化量，故C错误； D．由题图可知，无人机在时间内一直向上加速运动，加速度方向一直向上，所以一直处于超重状态，故D正确。 故选BD。 11．（多选）如图所示，蹦床比赛中运动员从最高点下落的过程可简化为下述物理模型：运动员从点自由下落到弹簧床上位置，经过合力为零的虚线位置到达最低点实线位置，然后弹起。运动过程中运动员可视为质点，空气阻力不计，则（　　） A．运动员接触床面时速度最大 B．运动员接触床面后，先向下加速后向下减速到最低点速度为零 C．在运动员接触床面向下运动的整个过程中，运动员先超重后失重 D．在运动员接触床面向下运动的整个过程中，位置速度最大 【答案】BD 【详解】ABD．运动员接触床面后，根据牛顿第二定律有 则运动员会先向下加速，当弹簧床弹力大小等于重力大小时速度最大，即位置速度最大，然后运动员向下减速直到最低点速度为零，故A错误，BD正确； C．接触床面后，运动员会先向下加速，后向下减速直到速度为零，因此运动员是先失重后超重，故C错误。 故选BD。 12．如图所示，某人站在电梯内的水平地板上。 (1)若电梯静止，画出人的受力示意图，并证明：此时他对电子秤的压力的大小等于他所受的重力的大小，即；（证明时，请在图上标出所涉及的力） (2)若人的质量为，当电梯以的加速度匀加速上升时，求人对电梯地板的压力大小，并说明超重还是失重；（重力加速度取） (3)若你站在电梯中，需要“估测电梯在加速和减速过程中的加速度大小”，请你写出一种设计方案，并说明所需要的仪器、测量方法。 【详解】（1）对人受力分析如图所示 电梯静止，人受力平衡，有 由牛顿第三定律可知 联立可得 （2）人站在电梯内的水平地板上，随电梯上升过程中受到两个力的作用：重力和地板的支持力，受力分析如图所示： 设竖直向上方向为坐标轴正方向，根据牛顿第二定律，有 解得 根据牛顿第三定律，人对电梯地板的压力，方向竖直向下； 因加速度向上，人处于超重状态； （3）把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置，把悬吊重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”，如图所示。 在图中刻度线旁，标注加速度的大小，示数的单位用表示，加速度的方向向上为正、向下为负。 🌟思维挑战 13．为了追求更好的身材越来越多人使用“腹肌轮”进行身体锻炼，如图是使用腹肌轮进行锻炼的过程，通过腹部发力前后推拉腹肌轮可以达到锻炼腹肌的效果。人的质量为M，腹肌轮质量为m，且不计膝盖处垫子的质量，则关于锻炼过程中的受力分析，下列说法中正确的是（　　） A．人保持①状态静止时，地面对腹肌轮一定有摩擦力的作用 B．人从②状态变化到③状态的过程中地面提供的支持力始终大于（M+m）g C．膝盖处垫子提供的摩擦力与地面提供的摩擦力是一对平衡力 D．若腹肌轮对手的支持力沿着手臂方向，则人保持②状态时腹肌轮受到摩擦力大于人保持①状态腹肌轮受到的摩擦力 【答案】D 【详解】A．人保持状态①时可以通过手臂的肌肉作用来使得手对腹肌轮的压力竖直向下，此时腹肌轮不受摩擦力，可以想象腹肌轮从向前到向后的过程中地面提供的摩擦力方向发生了变化，因此中间一定存在一个状态没有摩擦力,选项A错误； B．从②状态到③状态人的重心上移，先加速后减速，加速度先向上后向下，人先超重后失重，因此支持力不会始终大于人和腹肌轮受到的总重力，选项B错误； C．垫子对人的摩擦力与地面对腹肌轮的摩擦力的受力物体不同，故不属于一对平衡力，选项C错误； D．当腹肌轮对手的支持力沿着手臂方向时，对人进行受力分析可知道手臂与竖直方向夹角越大手臂受到的支持力的水平分量就越大，因此腹肌轮受到的地面的摩擦力也越大，选项D正确。 故选D。 14．如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中各点均对应人的不同状态，根据图像可知（　　） A．图像中点至点过程对应人处于下蹲过程中 B．图像中点至点过程对应人处于起跳过程中 C．图像中点位置对应人处于运动过程的最高点 D．图像中点位置对应人处于失重状态 【答案】A 【详解】A．下蹲过程人先向下加速、后向下减速，加速度先向下后向上，支持力先减小后增大。过程支持力从降到以下，对应下蹲的向下加速（失重）阶段，属于下蹲过程，故A正确。 B．过程是下蹲的向下减速阶段（F从低于重力升高到高于重力，对应下蹲结束前的减速），不是起跳过程，故B错误。 C．点支持力最大，此时人仍接触力传感器，还未离开；人运动到最高点时已经离开传感器，传感器示数为0，故C错误。 D．点支持力约，大于重力，，加速度向上，对应超重状态，不是失重，故D错误。 故选A。 15．如图所示，一足够长的细线一端连接穿过水平细杆的滑块A，另一端通过光滑定滑轮连接重物B，此时两边细线竖直。某时刻，水平拉力F作用在滑块A上，使A向右移动。已知A、B的质量分别为m和2m，滑块A与细杆间的动摩擦因数为则（     ） A．若滑块A做匀速运动，则重物B处于超重状态 B．若重物B做匀速运动，则滑块A也做匀速运动 C．若滑块A缓慢向右运动，当细线与细杆间的夹角为30°时，拉力F有最小值 D．若滑块A缓慢向右运动到细线与细杆间的夹角为30°时，拉力F先增大再减小 【答案】A 【详解】AB．设细绳与水平细杆的夹角为，将滑块A的速度​沿绳、垂直绳分解，得到重物B的速度满足 若滑块A向右做匀速运动，不变，减小则增大，因此增大，重物B加速上升，处于超重状态 若重物B做匀速运动，不变，减小则增大，因此减小，则滑块A做减速运动，故A正确，B错误； CD．A缓慢运动时系统始终受力平衡，绳子拉力 对A列平衡方程，竖直方向有 水平方向 整理得 当时， 对求导得，拉力随的减小而增大 当时， 对求导得，拉力随的减小而增大 因此在A缓慢向右运动的过程中，拉力一直增大，最小值在处，故CD错误。 故选A。 16．（多选）如图所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，轻弹簧两端分别拴接在物块a和斜面底端挡板处，物块b、c用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳拴接，物块b与滑轮间的轻绳和弹簧均与斜面平行。用外力托住物块c，使物块b、c间轻绳伸直但无张力；撤去外力，物块c由静止开始运动。物块c运动过程中未触地，斜面足够长，弹簧始终处于弹性限度内。已知物块a、b、c的质量分别为、、，弹簧的劲度系数为，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．从开始运动到物块、分离，物块始终处于失重状态 B．物块、分离瞬间，物块的加速度大小为 C．物块、分离瞬间，物块、间绳子的拉力大小为 D．从开始运动到物块、分离瞬间，物块的位移大小为 【答案】ABD 【详解】A．从开始运动到分离，的加速度方向始终向下，故始终处于失重状态，A正确； B．、分离的条件是：、间弹力为，且此时三者加速度大小相等。 对、整体，根据牛顿第二定律 代入得 分离瞬间与加速度相同，故加速度大小为，B正确； C．单独列牛顿第二定律 代入得，C错误； D．初始时对列牛顿第二定律，设此时弹簧压缩量为，则有 代入得 分离瞬间对列牛顿第二定律，设此时弹簧压缩量为，则有 代入得 沿斜面向上的位移为初始压缩量减去末压缩量 ， D正确。 故选ABD。 17．如图所示，一块质量的木块放置在质量、倾角的光滑斜面体上，斜面足够长，斜面体置于光滑水平面上。（取，，） (1)对斜面体施加一个水平向左的作用力F，若要保证斜面体相对地面静止，求F的大小。 (2)对斜面体施加一个水平向左的作用力F，若要保证木块和斜面体相对静止，求F的大小。 (3)对斜面体施加一个水平向左的作用力F，若，分析地面对斜面体的支持力与80N的大小关系（请给出定性分析不需定量计算）。 【详解】（1）斜面体对木块的支持力大小 由牛顿第三定律木块对斜面体的压力大小 对M在水平方向受力平衡得 （2）对m分析得 解得加速度为 对和整体受力分析 （3），m相对斜面体向上加速运动，系统处于部分超重，地面对斜面体的支持力大于两物体总重力。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4.6节 超重和失重 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 超重与失重的概念、特点和判断 考点02 根据超重或失重图像或状态计算物体的运动情况 03 避坑指南·解题通法 角度01 超重和失重的概念 角度02 超重和失重现象分析 角度03 完全失重 角度04 超重和失重的图像问题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.理解超重、失重、完全失重的物理含义 2.会根据加速度方向判断超重、失重状态 3.分清实际重力和视重的区别 1.超重失重只看加速度方向，与物体运动速度方向无关 2.加速上升、减速下降为超重；加速下降、减速上升为失重 3.发生超重失重时，物体本身重力不变，变化的是支持力或拉力 知识导图 考点01 超重与失重的概念、特点和判断 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 。 （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 。 2、超重、失重和完全失重的比较 现象 实质 超重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体重力的现象 系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量 失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体重力的现象 系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量 完全失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零的现象 系统具有竖直向下的加速度，且a=g 【深化点拨】 解答超重、失重问题时，关键在于从以下几方面来理解超重、失重现象： （1）不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是“视重”改变。 （2）物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是有竖直向上的加速度还是有竖直向下的加速度。 （3）当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a=g的加速度的效果，不再产生其他效果。平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失。 （4）物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma。 1．2026年5月24日，搭载“神舟二十三号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，宇航员在火箭发射的过程中要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（     ） A．宇航员处于超重是因为其重力变大了 B．宇航员处于失重是因为其重力变小了 C．火箭加速上升时，宇航员自身重力大于座椅对其的支持力 D．火箭加速上升时，宇航员自身重力小于座椅对其的支持力 2．（多选）中国无人潜水器海斗一号，最大下潜深度达到10908m，创造了世界纪录。某次潜水器模拟下潜过程的速度v随时间t变化的规律如图所示，潜水器内水平地板上放着质量为m的物块。下列说法正确的是（   ） A．0~15s内，潜水器向下运动了200m B．0~5s内，潜水器加速下降，物块处于失重状态 C．5~10s内，潜水器匀速下降，物块对地板的压力为零 D．10~15s内，潜水器减速下降，物块处于超重状态 考点02 根据超重或失重图像或状态计算物体的运动情况 1、根据超重或失重状态计算物体的运动情况 （1）超重、失重的性质：物体的加速度向上，则物体处于超重状态；物体的加速度向下，则物体处于 。 （2）已知物体的重力及视重就可以计算出物体的加速度情况。 3、超重与失重的图像问题分类 （1）F-t图像：将物体的视重随时间变化的情况作成F-t图像，就可以轻松的判断物体的超、失重状态。进而可以求解相关的运动参数。 （2）v-t（或x-t等运动学图像）：通过运动学图像的物理意义间接分析出物体的超、失重状态，并求解相关的运动参数。 【深化点拨】 1．根据超重或失重状态计算物体的运动情况步骤 （1）确定物体处于超重或失重状态，进而确定加速度的方向。 （2）根据牛顿第二定律F合=ma求出加速度的大小。 2．超重与失重的图像问题解决步骤 （1）明确图像类型。 （2）根据图像得到的信息分析物体的超、失重状态。 （3）根据牛顿第二定律F=ma计算相关物理参数。 1．在学习了超重和失重后，小明将一力学传感器固定在电梯轿厢顶部，并在传感器下方悬挂一重物。此后，小明观察到重物对传感器的拉力随时间变化的图像如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A．时间内，电梯先静止，后向下运动 B．时间内，小明处于失重状态 C．时刻，小明的速度为0 D．时间内，小明处于超重状态 2．（多选）纵跳是体育运动的基本动作之一，可以分为原地纵跳和助跑纵跳。如图甲所示，人光脚在原地纵跳时，快速下蹲后立即蹬伸，在起跳过程中，人受到地面的支持力随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．地面对人的支持力是由于地面发生微小形变引起的 B．人能够原地纵跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力 C．在点人达到最大速度 D．曲线上的A点表示人下蹲至最低点 3．2025年11月25日12时11分，神舟二十二号飞船发射，携带舷窗裂纹处置装置上行；12月1日，神舟二十号航天员出舱作业，对神舟二十号舷窗裂纹进行处理，历时约5小时。下列说法正确的是（     ） A．“约5小时”指的是时刻 B．“12时11分”指的是时间间隔 C．探究太空舱绕地球运动的周期时，太空舱可视为质点 D．航天员出舱后处于完全失重状态，故航天员不受地球的引力 超重和失重的综合应用及解题步骤 1.核心概念辨析：必须“分清”视重与实重 这是理解超重失重的基础，也是考试中最容易混淆的概念。 （1）实重（真实重力）：物体实际受到的地球引力，G=mg。无论物体处于什么状态（静止、运动、超重、失重），只要位置不变，实重永远不变。 （2）视重（支持力/拉力）：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力。也就是弹簧测力计或体重秤的读数。 本质定义： 超重：视重>实重（FN>mg）。 失重：视重<实重（FN<mg）。 完全失重：视重= 0（FN=0）。 避坑点：超重不是物体变重了，失重也不是物体变轻了，更不是重力消失了，而是“称”出来的数值变了。 2.判断依据：必须“只看”加速度方向 判断物体是超重还是失重，与速度方向无关，只取决于加速度a的方向。这是解题最快的方法。 （1）超重状态：加速度a向上。 两种情况：① 向上加速运动；② 向下减速运动。 （2）失重状态：加速度a向下。 两种情况：① 向下加速运动；② 向上减速运动。 （3）完全失重：加速度a向下且大小等于g。 典型例子：自由落体运动、抛体运动（不计阻力）、绕地球飞行的卫星。 口诀记忆：“上超下失”（加速度向上即超重，加速度向下即失重）。 3.完全失重的特殊现象：必须“了解”力学失效 当物体处于完全失重状态（a=g，方向向下）时，由重力产生的一切物理现象都会消失。这在选择题中常作为考点。 仪器失效：天平无法使用（两边都没压力了）；体重秤读数为零；水银气压计失效。 液体现象：装水的瓶子底部有小孔，水不会流出（因为水和瓶子都以g加速下落，水对瓶底无压力）；浮力消失（阿基米德原理不再适用）。 单摆停止：单摆摆动时若进入完全失重状态，摆球将做匀速圆周运动或静止，不再往复摆动。 角度01 超重和失重的概念 1．2024国际篮联三人篮球挑战赛雄安站，中国的球队夺得冠军。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．斜向上抛出的篮球，研究篮球的空中运动时间不能把篮球看作为质点 B．篮球被抛出后，篮球的惯性减小 C．篮球在空中运动时处于超重现象 D．运动员弹跳投篮时在空中下落的过程处于失重现象 2．（多选）蹦极是极具挑战的运动，参加体验的人身体绑着一条弹性绳，从平台上跳下，弹性绳由松弛逐渐被拉直，再被拉至最长，而后又向上弹回。人的整个运动过程认为是在同一竖直方向上，不考虑空气阻力作用。下列说法正确的是（　　） A．弹性绳刚被拉直时，人速度最快 B．弹性绳未被拉直之前，人处于失重状态 C．弹性绳被拉到最长时，人的速度为零，加速度不为零 D．人向上弹回的过程中，人先做匀加速运动，再做匀减速运动 角度02 超重和失重现象分析 3．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50kg，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，在这段时间内下列说法中正确的是（　　） A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏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．电梯的加速度方向一定竖直向下 4．超重、失重现象在各领域都很常见，以下描述正确的是（　　） A．宇航员王亚平在“天宫一号空间实验室”展示水球的实验，其中水球处于完全失重状态 B．蹦极运动员从高处跳下，在弹性绳被拉直前，运动员处于超重状态 C．人站在电梯内的水平地板上，当电梯加速上升时，人处于失重状态 D．站在体重计上的人，在向下蹲的过程中，由于体重计示数反映人的体重，故示数不变 5．（多选）为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车加速上坡时，下列说法正确的是（     ） A．乘客受重力、支持力两个力的作用 B．乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用 C．乘客处于超重状态 D．乘客受到摩擦力的方向水平向左 6．某同学站在水平放置于电梯内的台秤上，电梯从时由静止开始运动，时速度恰好为零，台秤的示数随时间变化的图像如图所示。已知电梯静止时台秤的示数为，重力加速度取。求： (1)时台秤的示数； (2)电梯内运行的总位移大小。 角度03 完全失重 7．下列说法正确的是（　　） A．要使一个物体运动，必须推它或拉它 B．牛顿第一定律对惯性参考系和非惯性参考系都是成立的 C．牛顿第一定律表明：物体只有在匀速直线运动状态或静止状态时才有惯性 D．做竖直上抛的物体，在最高点处于完全失重状态 8．如图所示，在盛水的塑料瓶底上扎几个小孔，水会从小孔流出。塑料瓶底距地高度，现将其自由释放，不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（    ） A．塑料瓶的下落时间 B．塑料瓶落地时速度大小 C．下落过程中不会有水从小孔中流出 D．下落过程瓶中的水处于超重状态 9．（多选）在全盟中学生田径运动会跳高比赛中，小刚同学成功地跳过了1.80m的高度，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．小刚起跳时处于超重状态 B．小刚起跳以后在上升过程中处于失重状态 C．小刚下降过程中处于超重状态 D．小刚下降过程中与起跳时相比重力变小了 角度04 超重和失重的图像问题 10．《GA环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会（CTBUH）数据，对当今世界最高十大摩天楼电梯最快运行速度做了排序，中国占据前三甲，其中上海中心大厦的电梯位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中加速度a随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．0~41s内，该图像描述了电梯上升、下降回到初位置的过程 B．1~10s内，人对电梯的压力是最大的；30~41s内，人对电梯的压力是最小的 C．第41s内，电梯对乘客的支持力随时间不断减小，并小于乘客自身重力 D．0~11s内，电梯先向上加速后向上减速，11s末位移最大 11．（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 【例1】（2025·浙江·高考真题）中国运动员以121公斤的成绩获得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小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 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 【深化点拨】 （1）考查合力与分力的动态变化规律，两分力合力固定不变时，两分力夹角越大，每个分力的数值就越大。 （2）考查平衡力与相互作用力的核心区分，平衡力作用在同一个物体上，相互作用力分别作用在两个不同物体上。 （3）考查超重现象的判定，物体具有向上的加速度时处于超重状态，整体受到的支持力会大于系统总重力。 （4）考查实际受力的合力辨析，手臂受到的是弹力与摩擦力的共同合力，不能直接对半拆分重力作为单臂受力。 【变式1-1】（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 【变式1-2】（多选）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间的变化图像如图乙所示，忽略空气阻力，则（　　） A．时刻小球速度最大 B．时刻弹簧弹力等于小球重力 C．至时间内，小球速度先增大后减小 D．时刻小球处于完全失重状态 【变式1-3】（2024·全国甲卷·高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。 (1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为_____N（结果保留1位小数）； (2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为_____ （结果保留1位小数）。 ⚡基础速刷 1．某同学手提一袋水果站在电梯内。在下列情形中，手受到的拉力最小的是（     ） A．电梯匀速上升 B．电梯加速上升 C．电梯匀速下降 D．电梯加速下降 2．如图所示，小张同学蹲在体重秤上处于静止状态，接下来她迅速站起来，最终静止站立在体重秤上，下列体重秤示数（F）随时间（t）的变化图线可能正确的是（     ） A． B． C． D． 3．以下四幅图片中：图甲是减速下降的电梯；图乙是“漂浮”在空间站的宇航员；图丙是跳伞运动员在空中匀速下降；图丁是伽利略利用斜面研究落体运动规律。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，电梯中的人处于失重状态 B．图乙中，空间站中的宇航员惯性消失了 C．图丙中，运动员和伞没有受到外力作用 D．图丁中，利用斜面是为了“冲淡”重力，便于测量运动时间 4．（多选）如图所示，某同学在电梯里进行物理实验探究，他在电梯的水平天花板上固定一弹簧测力计，并在其下方竖直悬挂质量为的重物，他站立在电梯的水平地板上观测数据。当电梯运行后的某时刻，该同学观测到弹簧测力计的示数为。已知重力加速度，弹簧测力计自重不计。下列说法正确的是（　　） A．该电梯处于超重状态 B．该电梯处于失重状态 C．电梯此时的加速度大小为，方向竖直向上 D．该电梯一定向上做匀加速直线运动 5．（多选）某同学乘坐电梯从1楼前往10楼，经历了启动加速、匀速运行、制动减速三个阶段，下列说法正确的是（　　） A．电梯启动加速上升阶段，该同学处于失重状态 B．电梯匀速上升阶段，该同学对电梯地板压力的大小等于自身重力的大小 C．电梯制动减速上升阶段，该同学处于失重状态 D．电梯制动减速上升阶段，该同学的加速度竖直向上 6．质量为的小理站在升降机中的体重计上，升降机刚开始上行时，小理处于_____状态（选填：A．超重B．平衡C．失重）。上行过程中，小理观察到体重计示数为，g取，则此时升降机的加速度大小为______。 🚀能力跃升 7．如图是某人站在力传感器上做下蹲起跳动作的数据图。图是根据传感器画出的F-t图线。图中a、c、e对应的纵坐标均为700N，取重力加速度g=10m/s2。请根据图像所给出的信息，判断下面说法中正确的是（　　） A．此人在b时刻处于超重状态 B．此人在c时刻的加速度大小大于在b点时的加速度大小 C．此人在e时刻的加速度大小大于在a点时的加速度大小 D．此人在f时刻时脚刚好离开传感器 8．某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作：打开加速度传感器应用程序，将手机屏幕向上平放在手掌上，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌自由下落一段距离，再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度a随时间t的变化图线，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．t1时刻手机已脱离手掌 B．t1~t2时间内，手机做匀加速直线运动 C．t3时刻手机的速度达到最大值 D．t1~t3时间内，手机处于失重状态 9．如图，将质量为的重物用轻绳、挂于竖直方向运行的电梯内。其中处于水平方向，与竖直方向夹角为，且此时轻绳中的张力为。则此时站立在升降电梯中质量为的人（图中未画出），人对升降电梯的压力为（取重力加速度大小）（　　） A．100N B．200N C．300N D．400N 10．（多选）自然灾害发生时，无人机可快速进入灾区进行灾情侦察和现场评估，甚至投放应急物资。在一次投放应急物资的过程中，无人机在时悬停在空中某处，以竖直向上为正方向，无人机的图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．无人机在时间内的运动方向与在时间内的相反 B．无人机在时间内的加速度小于在时间内的加速度 C．无人机在时间内的速度变化量小于在时间内的速度变化量 D．无人机在时间内一直处于超重状态 11．（多选）如图所示，蹦床比赛中运动员从最高点下落的过程可简化为下述物理模型：运动员从点自由下落到弹簧床上位置，经过合力为零的虚线位置到达最低点实线位置，然后弹起。运动过程中运动员可视为质点，空气阻力不计，则（　　） A．运动员接触床面时速度最大 B．运动员接触床面后，先向下加速后向下减速到最低点速度为零 C．在运动员接触床面向下运动的整个过程中，运动员先超重后失重 D．在运动员接触床面向下运动的整个过程中，位置速度最大 12．如图所示，某人站在电梯内的水平地板上。 (1)若电梯静止，画出人的受力示意图，并证明：此时他对电子秤的压力的大小等于他所受的重力的大小，即；（证明时，请在图上标出所涉及的力） (2)若人的质量为，当电梯以的加速度匀加速上升时，求人对电梯地板的压力大小，并说明超重还是失重；（重力加速度取） (3)若你站在电梯中，需要“估测电梯在加速和减速过程中的加速度大小”，请你写出一种设计方案，并说明所需要的仪器、测量方法。 🌟思维挑战 13．为了追求更好的身材越来越多人使用“腹肌轮”进行身体锻炼，如图是使用腹肌轮进行锻炼的过程，通过腹部发力前后推拉腹肌轮可以达到锻炼腹肌的效果。人的质量为M，腹肌轮质量为m，且不计膝盖处垫子的质量，则关于锻炼过程中的受力分析，下列说法中正确的是（　　） A．人保持①状态静止时，地面对腹肌轮一定有摩擦力的作用 B．人从②状态变化到③状态的过程中地面提供的支持力始终大于（M+m）g C．膝盖处垫子提供的摩擦力与地面提供的摩擦力是一对平衡力 D．若腹肌轮对手的支持力沿着手臂方向，则人保持②状态时腹肌轮受到摩擦力大于人保持①状态腹肌轮受到的摩擦力 14．如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中各点均对应人的不同状态，根据图像可知（　　） A．图像中点至点过程对应人处于下蹲过程中 B．图像中点至点过程对应人处于起跳过程中 C．图像中点位置对应人处于运动过程的最高点 D．图像中点位置对应人处于失重状态 15．如图所示，一足够长的细线一端连接穿过水平细杆的滑块A，另一端通过光滑定滑轮连接重物B，此时两边细线竖直。某时刻，水平拉力F作用在滑块A上，使A向右移动。已知A、B的质量分别为m和2m，滑块A与细杆间的动摩擦因数为则（     ） A．若滑块A做匀速运动，则重物B处于超重状态 B．若重物B做匀速运动，则滑块A也做匀速运动 C．若滑块A缓慢向右运动，当细线与细杆间的夹角为30°时，拉力F有最小值 D．若滑块A缓慢向右运动到细线与细杆间的夹角为30°时，拉力F先增大再减小 16．（多选）如图所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，轻弹簧两端分别拴接在物块a和斜面底端挡板处，物块b、c用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳拴接，物块b与滑轮间的轻绳和弹簧均与斜面平行。用外力托住物块c，使物块b、c间轻绳伸直但无张力；撤去外力，物块c由静止开始运动。物块c运动过程中未触地，斜面足够长，弹簧始终处于弹性限度内。已知物块a、b、c的质量分别为、、，弹簧的劲度系数为，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．从开始运动到物块、分离，物块始终处于失重状态 B．物块、分离瞬间，物块的加速度大小为 C．物块、分离瞬间，物块、间绳子的拉力大小为 D．从开始运动到物块、分离瞬间，物块的位移大小为 17．如图所示，一块质量的木块放置在质量、倾角的光滑斜面体上，斜面足够长，斜面体置于光滑水平面上。（取，，） (1)对斜面体施加一个水平向左的作用力F，若要保证斜面体相对地面静止，求F的大小。 (2)对斜面体施加一个水平向左的作用力F，若要保证木块和斜面体相对静止，求F的大小。 (3)对斜面体施加一个水平向左的作用力F，若，分析地面对斜面体的支持力与80N的大小关系（请给出定性分析不需定量计算）。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $