第4章 6 超重和失重（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 分层清晰，从概念辨析到综合应用再到拓广计算，适配新授课知识巩固与科学思维培养 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|超重失重概念及简单情境判断|以选择题为主，如第1题辨析失重本质，强化物理观念| |综合运用|多情境综合应用（实验/图像/模型）|结合实验（第9题矿泉水瓶）和图像分析（第10题压力传感器），培养科学推理| |拓广探索|复杂实际问题计算|联系航天实际（第13题火箭发射），考查模型建构与科学论证|

6. 超重和失重 基础巩固 1. 下列关于失重的说法正确的是 ( ) A. 失重就是物体所受重力变小 B. 物体加速上升时处于失重状态 C. 物体自由下落时不会产生失重现象 D. 失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化 【答案】 D 【解析】当物体处于超重或失重状态时,物体的重力并没变, 只是对支持物的压力或者对悬挂物的拉力变了, A 错误; 物体加速上升时加速度的方向向上，处于超重状态，B 错误； 物体自由下落时加速度的方向向下，产生失重现象，C 错误； 失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化，只是物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力变了，D 正确. 故选 D. 2. 跳水运动员在空中自由下落的过程中, 运动员 ( ) A. 所受的重力消失了 B. 处于平衡状态 C. 处于超重状态 D. 处于失重状态 【答案】 D 【解析】跳水运动员在空中自由下落的过程中仍受重力作用，具有向下的加速度，不处于平衡状态，A、B错误；由于跳水运动员加速度方向向下，因此处于失重状态，C 错误，D 正确. 故选 D. 3. 神舟二十一号返回舱载着三名航天员于 2025 年 11 月 14 日返回地面, 如图所示为返回舱降落的场景. 主伞打开后返回舱减速下降，此时航天员感觉 ( ) 第 3 题 A. 超重 B. 失重 C. 完全失重 D. 既不超重也不失重 【答案】A 【解析】主伞打开后返回舱减速下降，加速度方向向上， 合力方向向上，拉力大于重力，此时航天员感觉超重. 故选 A. 4. 常见的超重与失重案例中, 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, 加速度方向向下，处于失重状态; 火箭点火加速升空过程中，加速度方向向上，处于超重状态; 小明站在减速上升的电梯中，加速度方向向下, 处于失重状态; 跳水运动员离开跳板向上运动过程中, 加速度方向向下, 处于完全失重状态. 故选 B. 5. 甲、乙两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，甲在上乙在下，不计空气对人的作用力，下列说法正确的是 ( ) A. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为 0 B. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于乙的重力 C. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于乙的重力 D. 在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于乙的重力 【答案】A 【解析】降落伞未打开时, 甲、乙两人一起做自由落体运动, 处于完全失重状态, 则甲、乙之间安全带的作用力为 0, A 正确，B、C错误；降落伞打开后，甲、乙减速下降，加速度方向向上,则甲、乙处于超重状态,对乙有 ,即 错误. 故选 A. 6. 几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从 1 层直接到 10 层,之后又从 10 层直接回到 1 层. 用照相机进行了相关记录，如图所示. 图甲为电梯静止时体重计的照片，图乙、图丙、图丁和图戊分别为电梯运动过程中体重计的照片.根据照片推断正确的是 ( ) 第 6 题 A. 根据图乙推断电梯一定处于加速上升过程, 电梯内同学可能处于超重状态 B. 根据图丙推断电梯一定处于减速下降过程, 电梯内同学可能处于失重状态 C. 根据图丁推断电梯可能处于减速上升过程, 电梯内同学一定处于失重状态 D. 根据图戊推断电梯可能处于加速下降过程, 电梯内同学一定处于超重状态 【答案】 C 【解析】题图乙和题图戊中体重计示数大于题图甲, 说明电梯内同学处于超重状态, 电梯可能处于加速上升或减速下降过程; 题图丙和题图丁中体重计示数小于题图甲, 说明电梯内同学处于失重状态, 电梯可能处于减速上升或加速下降过程.故选 C. 7. 2024 年 9 月, 我国的“朱雀三号”可重复使用火箭进行了可回收运载火箭的试验，为将来降低航天发射成本奠定了坚实基础.有关火箭的运动，下列说法正确的是 ( ) A. 火箭向上飞行，处于超重状态 B. 火箭向下飞行，处于失重状态 C. 火箭加速向上飞行时，处于失重状态 D. 火箭减速下降时，处于超重状态 【答案】 D 【解析】火箭加速向上飞行时, 加速度方向向上, 处于超重状态, 火箭向上匀速飞行时, 则处于平衡状态, A、C 错误; 火箭减速下降时，加速度方向向上，处于超重状态，火箭向下加速飞行时，加速度方向向下，处于失重状态，火箭向下匀速运动时, 则处于平衡状态, B 错误, D 正确. 故选 D. 8. 体重为 的某同学在乘坐电梯时，手里拿着一个由轻质弹性细绳和质量为 的小球构成的玩具, 此时他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的 ，重力加速度大小 取 . 下列说法正确的是( ) A. 该同学处于超重状态 B. 该同学对电梯地板的压力大小为 C. 电梯可能加速下降，加速度大小为 D. 电梯可能减速上升，加速度大小为 【答案】 【解析】电梯静止不动时,小球受力平衡,有 ,电梯运行时,轻质弹性细绳的伸长量比电梯静止时小,说明弹力变小了,由牛顿第二定律有 ,解得加速度大小为 ,方向竖直向下,所以电梯可能加速下降或减速上升，该同学处于失重状态， 、 错误， 正确； 对该同学和玩具组成的系统进行受力分析，由牛顿第二定律有 ,电梯地板对该同学的支持力大小为 ,由牛顿第三定律可知，该同学对电梯地板的压力大小为 ， 错误. 故选 D. 综合运用 9. 一学习小组在教室里取一个旧矿泉水瓶，在其底部侧面开一个小孔，如图所示，用手指按住小孔并装满水， 放开按住的手指后，立即释放瓶子让其自由下落，不计空气阻力. 关于瓶子中的水，下列说法正确的是( ) 第 9 题 A. 下落的加速度变大 B. 处于完全失重状态，不会喷出来 C. 仍会从小孔喷出来，且喷射的速度与释放前一样大 D. 仍会从小孔喷出来，但喷射的速度比释放前的小些 【答案】 B 【解析】瓶子和水在空中做自由落体运动,都具有同样的加速度 ，都处于完全失重状态，此时瓶子和水之间没有作用力，所以水不会喷出来. 故选 B. 10. 如图所示是某同学站在压力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中压力传感器的示数随时间的变化情况. 下列说法正确的是( ) 第 10 题 A. 下蹲过程中该同学一直处于失重状态 B. 站起过程中该同学一直处于超重状态 C. 下蹲过程中的最大速度出现在 时刻 D. 在 内该同学完成了一次“下蹲”和 “站起” 【答案】 C 【解析】下蹲过程中, 该同学先向下加速, 处于失重状态, 后向下减速，处于超重状态， 错误；站起过程中该同学先向上加速，处于超重状态，后向上减速，处于失重状态，B 错误； 下蹲过程中先向下加速，当加速度为 0 时速度最大，此时出现在 时刻， 正确；由题图可知，在 内该同学只完成了一次“下蹲”过程，D 错误. 故选 C. 11. 原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体静止在地板上，如图所示，现发现物体突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机做的运动可能是( ) 第 11 题 A. 加速上升 B. 匀速上升 C. 加速下降 D. 减速下降 【答案】 C 【解析】当升降机匀速运动时, 地板对物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡, 且该静摩擦力小于或等于最大静摩擦力, 当升降机有向下的加速度时, 物体对地板的正压力会减小, 最大静摩擦力也就减小，而弹簧的弹力又未改变，故只有在这种情况下物体才可能被拉向右方，只有 中升降机的加速度是向下的, 正确. 故选 . 12. “反向蹦极”示意图如图所示, 弹性轻绳的上端固定在 点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为 1400 N. 打开扣环，从 点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经 点上升到最高位置 点， 在 点时速度最大. 人与装备的总质量为 (可视为质点). 不计空气阻力,重力加速度 取 ，则下列说法正确的是 ( ) 第 12 题 A. 在 点，人处于静止状态 B. 在 点，人处于超重状态 C. 打开扣环瞬间，人的加速度大小为 D. 从 点到 点上升过程中,人的加速度不断减小 【答案】D 【解析】在 点时人的速度为 0 ,有向下的加速度,合力不为 0 , 受力不平衡, 人处于失重状态, 不是静止状态, A 错误; 在 点时人的速度最大,此时人所受合力为 0,加速度为 0, B 错误; 固定在地面时传感器示数 ,设此时弹性绳的弹力为 ,由平衡条件有 ,打开扣环瞬间, 对人，由牛顿第二定律有 ，代入数据解得 ，C错误；人从 点到 点上升过程中，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，弹性绳的弹力减小，人所受合力减小，加速度减小，D 正确. 故选 D. 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 拓广探索 13. 火箭在发射时向上的加速度很大, 有一段时间的加速度 将达到 . (重力加速度 取 ) (1) 火箭加速向上时，航天员将承受超重考验还是失重考验？ (2)平时重力 的体内脏器，在该过程中需要支持力 多大? (3)假设返回舱归来时，距地面一定高度处开始启动降落伞装置，在距地面高度 处，速度 ，返回舱的缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速. 设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为 0 ，求最后减速阶段中质量 的航天员对座椅的压力为多大. 【答案】 ( 1 )超重( 2 )45 N( 3 )3000 N 【解析】( 1 )火箭加速向上时, 加速度方向竖直向上, 航天员将承受超重考验. ( 2 )由题意可知，体内脏器的质量 ，对体内脏器,由牛顿第二定律有 ,解得在该过程中体内脏器需要支持力 . (3)返回舱在减速阶段，由运动学知识可得 ,故返回舱的加速度大小为 . 对航天员,由牛顿第二定律有 ,解得航天员在该过程受到座椅的支持力 . 由牛顿第三定律可得,航天员对座椅的压力为 . 学科网（北京）股份有限公司 $ 6. 超重和失重 基础巩固 1. 下列关于失重的说法正确的是 ( ) A. 失重就是物体所受重力变小 B. 物体加速上升时处于失重状态 C. 物体自由下落时不会产生失重现象 D. 失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化 2. 跳水运动员在空中自由下落的过程中, 运动员 ( ) A. 所受的重力消失了 B. 处于平衡状态 C. 处于超重状态 D. 处于失重状态 3. 神舟二十一号返回舱载着三名航天员于 2025 年 11 月 14 日返回地面, 如图所示为返回舱降落的场景. 主伞打开后返回舱减速下降，此时航天员感觉 ( ) 第 3 题 A. 超重 B. 失重 C. 完全失重 D. 既不超重也不失重 4. 常见的超重与失重案例中, 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 5. 甲、乙两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，甲在上乙在下，不计空气对人的作用力，下列说法正确的是 ( ) A. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为 0 B. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于乙的重力 C. 在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于乙的重力 D. 在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于乙的重力 6. 几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从 1 层直接到 10 层,之后又从 10 层直接回到 1 层. 用照相机进行了相关记录，如图所示. 图甲为电梯静止时体重计的照片，图乙、图丙、图丁和图戊分别为电梯运动过程中体重计的照片.根据照片推断正确的是 ( ) 第 6 题 A. 根据图乙推断电梯一定处于加速上升过程, 电梯内同学可能处于超重状态 B. 根据图丙推断电梯一定处于减速下降过程, 电梯内同学可能处于失重状态 C. 根据图丁推断电梯可能处于减速上升过程, 电梯内同学一定处于失重状态 D. 根据图戊推断电梯可能处于加速下降过程, 电梯内同学一定处于超重状态 7. 2024 年 9 月, 我国的“朱雀三号”可重复使用火箭进行了可回收运载火箭的试验，为将来降低航天发射成本奠定了坚实基础.有关火箭的运动，下列说法正确的是 ( ) A. 火箭向上飞行，处于超重状态 B. 火箭向下飞行，处于失重状态 C. 火箭加速向上飞行时，处于失重状态 D. 火箭减速下降时，处于超重状态 8. 体重为 的某同学在乘坐电梯时，手里拿着一个由轻质弹性细绳和质量为 的小球构成的玩具, 此时他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的 ，重力加速度大小 取 . 下列说法正确的是( ) A. 该同学处于超重状态 B. 该同学对电梯地板的压力大小为 C. 电梯可能加速下降，加速度大小为 D. 电梯可能减速上升，加速度大小为 综合运用 9. 一学习小组在教室里取一个旧矿泉水瓶，在其底部侧面开一个小孔，如图所示，用手指按住小孔并装满水， 放开按住的手指后，立即释放瓶子让其自由下落，不计空气阻力. 关于瓶子中的水，下列说法正确的是( ) 第 9 题 A. 下落的加速度变大 B. 处于完全失重状态，不会喷出来 C. 仍会从小孔喷出来，且喷射的速度与释放前一样大 D. 仍会从小孔喷出来，但喷射的速度比释放前的小些 10. 如图所示是某同学站在压力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中压力传感器的示数随时间的变化情况. 下列说法正确的是( ) 第 10 题 A. 下蹲过程中该同学一直处于失重状态 B. 站起过程中该同学一直处于超重状态 C. 下蹲过程中的最大速度出现在 时刻 D. 在 内该同学完成了一次“下蹲”和 “站起” 11. 原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体静止在地板上，如图所示，现发现物体突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机做的运动可能是( ) 第 11 题 A. 加速上升 B. 匀速上升 C. 加速下降 D. 减速下降 12. “反向蹦极”示意图如图所示, 弹性轻绳的上端固定在 点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为 1400 N. 打开扣环，从 点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经 点上升到最高位置 点， 在 点时速度最大. 人与装备的总质量为 (可视为质点). 不计空气阻力,重力加速度 取 ，则下列说法正确的是 ( ) 第 12 题 A. 在 点，人处于静止状态 B. 在 点，人处于超重状态 C. 打开扣环瞬间，人的加速度大小为 D. 从 点到 点上升过程中,人的加速度不断减小 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 拓广探索 13. 火箭在发射时向上的加速度很大, 有一段时间的加速度 将达到 . (重力加速度 取 ) (1) 火箭加速向上时，航天员将承受超重考验还是失重考验？ (2)平时重力 的体内脏器，在该过程中需要支持力 多大? (3)假设返回舱归来时，距地面一定高度处开始启动降落伞装置，在距地面高度 处，速度 ，返回舱的缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速. 设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为 0 ，求最后减速阶段中质量 的航天员对座椅的压力为多大. 学科网（北京）股份有限公司 $