第六节 失重和超重
［学习目标］ 1.知道失重、超重和完全失重现象。2.会根据失重、超重产生的条件判断失重、超重现象。3.会利用失重、超重知识解释一些实际现象。
一、超重、失重现象及其产生的条件
1.如图，质量为m的人站在电梯内的体重计上，电梯上升过程中经历加速、匀速和减速的过程，在加速和减速上升的过程中，体重计的示数(反映了人对体重计的压力)会发生变化。设加速上升和减速上升时加速度的大小均为a，重力加速度为g，试分析判断：
(1)电梯加速上升时，体重计对人的支持力与人的重力的大小关系；
(2)电梯减速上升时，体重计对人的支持力与人的重力的大小关系。
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2.电梯下降过程中经历加速、匀速、减速的过程，哪个过程中支持力大于重力，哪个过程中支持力小于重力？
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1.失重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。
(2)产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
2.超重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。
(2)产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
3.完全失重状态
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 的状态。
(2)产生条件：a=g，方向 。
1.物体的超重或失重与物体的运动方向有关吗？请举例说明。
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2.有人说：“超重就是物体的重力增加了，失重就是物体的重力减小了”。此说法对吗？为什么？
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(1)物体处于完全失重状态时，物体的重力就消失了。( )
(2)物体处于超重状态时，物体一定在上升。( )
(3)物体处于失重状态时，物体可能在上升。( )
(4)举重运动员高举杠铃静止时处于超重状态。( )
(5)跳高运动员上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态。( )
(6)不计空气阻力，抛向空中的矿泉水瓶中的水，对侧壁和底部的压力都为零。( )
例1 (多选)在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图像如图乙所示，下列根据图像分析得出的结论中正确的是( )
A.从时刻t1到t2，物块处于失重状态
B.从时刻t3到t4，物块处于失重状态
C.电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层
D.电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层
例2 (多选)某同学站在电梯底板上，如图所示的v-t图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)。根据图像提供的信息，可以判断下列说法正确的是( )
A.在0~20 s内，电梯向上运动，该同学始终处于超重状态
B.在0~5 s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态
C.在5~10 s内，电梯在匀速上升，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力
D.在10~20 s内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态
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。
例3 如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D.在上升和下降过程中A对B的压力均等于A物体受到的重力
1.完全失重状态的说明：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失，比如物体对支持物无压力、液柱不再产生向下的压强等，靠重力才能使用的仪器将失效，不能再使用(如天平)。
2.完全失重时重力本身并没有变化。
二、超重、失重的有关计算
例4 升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘上放一个质量为20 kg的物体(重力加速度g=10 m/s2)，则：
(1)当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？
(2)当升降机以1 m/s2的加速度竖直加速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？
(3)当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？
(4)当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？
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解决超重和失重问题的一般思路
超重和失重现象的实质就是牛顿第二定律的应用，解答有关问题时：
(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。
三、超重和失重的综合应用
1.若加速度方向向上(或斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向向下(或斜向下)，物体处于失重状态。
2.若系统中某一部分有向上或向下的加速度，则系统整体也处于超重或失重状态。
例5 如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有( )
A.地面对斜面体的支持力大于(M+m)g
B.地面对斜面体的支持力等于(M+m)g
C.地面对斜面体的支持力小于(M+m)g
D.由于不知道a的具体数值，无法判断地面对斜面体的支持力的大小与(M+m)g的关系
答案精析
一、
1.(1)电梯加速上升时，对人受力分析如图甲所示
由牛顿第二定律得FN-mg=ma
得FN=mg+ma>mg
(2)电梯减速上升时，对人受力分析如图乙所示
由牛顿第二定律得mg-FN=ma
得FN=mg-ma2.减速下降过程中支持力大于重力，加速下降过程中支持力小于重力。
梳理与总结
1.(1)小于 (2)竖直向下
2.(1)大于 (2)竖直向上
3.(1)等于零 (2)竖直向下
讨论与交流
1.物体超重、失重与物体的运动方向无关。举例：电梯向上运动，若为加速运动，电梯内的物体超重，若为减速运动，电梯内的物体失重。
2.不对。超重和失重只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)增大或减小了，物体本身的重力并没有变化。
易错辨析
(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
(6)√
例1 BC ［从F-t图像可以看出，0~t1内，F=mg，电梯可能处于静止状态或匀速直线运动状态；t1~t2内，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，电梯可能加速向上运动或减速向下运动；t2~t3内，F=mg，电梯可能静止或做匀速直线运动；t3~t4内，F例2 CD ［在v-t图像中，图像的斜率表示加速度，0~5 s内斜率为正，加速度为正，方向竖直向上，速度为正，即电梯向上做加速运动，该同学处于超重状态；在5~10 s过程中，电梯匀速运动，该同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于平衡状态；10~20 s过程中，斜率为负，加速度竖直向下，速度为正，即电梯向上做减速运动，该同学处于失重状态，C、D正确。］
例3 A ［A、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A对B均无压力，只有A选项正确。］
二、
例4 (1)200 N (2)超重状态 220 N
(3)失重状态 100 N (4)0
解析 (1)当升降机匀速上升时，
FN=mg=200 N
根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为200 N。
(2)当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，
根据牛顿第二定律得FN'-mg=ma1
解得FN'=220 N，
由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为220 N。
(3)当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，
加速度方向向下，物体处于失重状态，
根据牛顿第二定律得mg-FN″=ma2
解得FN″=100 N，
由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为100 N。
(4)当升降机自由下落时，
加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，
则物体对台秤的压力为0。
三、
例5 C ［对M和m组成的系统，当m具有向下的加速度而M保持平衡时，可以认为系统的重心向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统的重力。］(共61张PPT)
DISIZHANG
第四章
第六节 失重和超重
1.知道失重、超重和完全失重现象。
2.会根据失重、超重产生的条件判断失重、超重现象。
3.会利用失重、超重知识解释一些实际现象。
学习目标
一、超重、失重现象及其产生的条件
二、超重、失重的有关计算
课时对点练
内容索引
三、超重和失重的综合应用
超重、失重现象及其产生的条件
一
1.如图，质量为m的人站在电梯内的体重计上，电梯上升过程中经历加速、匀速和减速的过程，在加速和减速上升的过程中，体重计的示数(反映了人对体重计的压力)会发生变化。设加速上升和减速上升时加速度的大小均为a，重力加速度为g，试分析判断：
(1)电梯加速上升时，体重计对人的支持力与人的重力的大小关系；
答案 电梯加速上升时，对人受力分析如图甲所示
由牛顿第二定律得FN-mg=ma
得FN=mg+ma>mg
(2)电梯减速上升时，体重计对人的支持力与人的重力的大小关系。
答案 电梯减速上升时，对人受力分析如图乙所示
由牛顿第二定律得mg-FN=ma
得FN=mg-ma2.电梯下降过程中经历加速、匀速、减速的过程，哪个过程中支持力大于重力，哪个过程中支持力小于重力？
答案 减速下降过程中支持力大于重力，加速下降过程中支持力小于重力。
1.失重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。
(2)产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
梳理与总结
小于
竖直向下
2.超重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。
(2)产生条件：物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
3.完全失重状态
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 的状态。
(2)产生条件：a=g，方向 。
大于
竖直向上
等于零
竖直向下
1.物体的超重或失重与物体的运动方向有关吗？请举例说明。
讨论与交流
答案 物体超重、失重与物体的运动方向无关。举例：电梯向上运动，若为加速运动，电梯内的物体超重，若为减速运动，电梯内的物体失重。
2.有人说：“超重就是物体的重力增加了，失重就是物体的重力减小了”。此说法对吗？为什么？
答案 不对。超重和失重只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)增大或减小了，物体本身的重力并没有变化。
(1)物体处于完全失重状态时，物体的重力就消失了。( )
(2)物体处于超重状态时，物体一定在上升。( )
(3)物体处于失重状态时，物体可能在上升。( )
(4)举重运动员高举杠铃静止时处于超重状态。( )
(5)跳高运动员上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态。( )
(6)不计空气阻力，抛向空中的矿泉水瓶中的水，对侧壁和底部的压力都为零。( )
×
√
×
×
×
√
(多选)在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图像如图乙所示，下列根据图像分析得出的结论中正确的是
A.从时刻t1到t2，物块处于失重状态
B.从时刻t3到t4，物块处于失重状态
C.电梯可能开始停在低楼层，先加速向
上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层
D.电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，
最后停在低楼层
例1
√
√
从F-t图像可以看出，0~t1内，F=mg，电梯可能处于静止状态或匀速直线运动状态；t1~t2内，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，
电梯可能加速向上运动或减速向下运动；t2~t3内，F=mg，电梯可能静止或做匀速直线运动；t3~t4内，F (多选)某同学站在电梯底板上，如图所示的v-t图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)。根据图像提供的信息，可以判断下列说法正确的是
A.在0~20 s内，电梯向上运动，该同学始终处
于超重状态
B.在0~5 s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态
C.在5~10 s内，电梯在匀速上升，该同学对电梯底板的压力等于他所受
的重力
D.在10~20 s内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态
例2
√
√
在v-t图像中，图像的斜率表示加速度，0~5 s内斜率为正，加速度为正，方向竖直向上，速度为正，即电梯向上做加速运动，该同学处于超重状态；在5~10 s过程中，电梯匀速运动，该
同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于平衡状态；10~20 s过程中，斜率为负，加速度竖直向下，速度为正，即电梯向上做减速运动，该同学处于失重状态，C、D正确。
总结提升
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。
如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是
A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D.在上升和下降过程中A对B的压力均等于A物体受到的重力
例3
√
A、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A对B均无压力，只有A选项正确。
总结提升
1.完全失重状态的说明：在完全失重状态下，平时一切由重力产生的物理现象都将完全消失，比如物体对支持物无压力、液柱不再产生向下的压强等，靠重力才能使用的仪器将失效，不能再使用(如天平)。
2.完全失重时重力本身并没有变化。
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超重、失重的有关计算
二
升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘上放一个质量为20 kg的物体(重力加速度g=10 m/s2)，则：
(1)当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？
例4
答案 200 N
当升降机匀速上升时，
FN=mg=200 N
根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为200 N。
(2)当升降机以1 m/s2的加速度竖直加速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？
答案 超重状态 220 N
当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，
根据牛顿第二定律得FN'-mg=ma1
解得FN'=220 N，
由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为220 N。
(3)当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？
答案 失重状态 100 N
当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，
加速度方向向下，物体处于失重状态，
根据牛顿第二定律得mg-FN″=ma2
解得FN″=100 N，
由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为100 N。
(4)当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？
答案 0
当升降机自由下落时，
加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，
则物体对台秤的压力为0。
总结提升
解决超重和失重问题的一般思路
超重和失重现象的实质就是牛顿第二定律的应用，解答有关问题时：
(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。
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超重和失重的综合应用
三
1.若加速度方向向上(或斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向向下(或斜向下)，物体处于失重状态。
2.若系统中某一部分有向上或向下的加速度，则系统整体也处于超重或失重状态。
如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有
A.地面对斜面体的支持力大于(M+m)g
B.地面对斜面体的支持力等于(M+m)g
C.地面对斜面体的支持力小于(M+m)g
D.由于不知道a的具体数值，无法判断地面对斜面体的支持力的大小与
(M+m)g的关系
例5
√
对M和m组成的系统，当m具有向下的加速度而M保持平衡时，可以认为系统的重心向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统的重力。
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课时对点练
四
考点一 超重和失重的分析和判断
1.(2023·揭阳市高一期末)下列关于失重的说法中，正确的是
A.失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化
B.失重就是物体所受重力变小
C.物体加速上升时处于失重状态
D.物体自由下落时不会产生失重现象
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基础对点练
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失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化，物体重力不变，只是对支持物的压力变了，A正确，B错误；
物体加速上升时加速度的方向向上，处于超重状态，C错误；
物体自由下落时加速度的方向向下，产生失重现象，D错误。
2.某药房门口有称量体重的台秤，小峰在水平的台秤上完成下蹲动作时，下列说法正确的是
A.小峰下蹲过程中始终处于超重状态
B.小峰下蹲过程中始终处于失重状态
C.小峰下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态
D.小峰下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
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小峰在下蹲过程中，先向下做加速运动后做减速运动，加速度方向先向下后向上，因此小峰下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态。故选C。
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3.(2023·珠海市高一月考)如图所示，A、B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，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
作用力一定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的
作用力大于B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B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B的重力
√
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降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运
动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的
作用力为0，A正确，B、C错误；
降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有：T-mg=ma，即T=mg+ma>mg，故D错误。
考点二 超重、失重的有关计算
4.(多选)质量为m的人站在电梯中，电梯减速下降，加速度大小为g(g为重力加速度)，则
A.人对电梯的压力大小为mg
B.人对电梯的压力大小为mg
C.人处于超重状态
D.人处于失重状态
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由于电梯减速下降，所以加速度方向竖直向上，则人处于超重状态，对人进行受力分析，受到重力mg、电梯底部的支持力FN，由牛顿第二定律得FN-mg=ma，解得FN=mg，根据牛顿第三定律知，人对电梯的压力大小为mg，故A、D错误，B、C正确。
5.(多选)电梯的顶部挂一个弹簧测力计，弹簧测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物，电梯在做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N。关于电梯的运动，以下说法正确的是
A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2，处于超重状态
B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2，处于失重状态
C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2，处于失重状态
D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2，处于超重状态
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电梯在做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，即质量为1 kg的重物重力G为10 N，某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N，属于超重现象，超重时，加速度向上，向上加速和向下减速的加速度都是向上的，由牛顿第二定律可得F-G=ma，解得a=2 m/s2，A、D正确。
6.如图，质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，求人对体重计的压力大小。
(1)以5 m/s2的加速度减速上升；
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答案 300 N
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规定初速度方向为正方向，以5 m/s2的加速度减速
上升时，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律
得FN1-mg=ma1
解得体重计对人的支持力为
FN1=mg+ma1=60×10 N+60×(-5) N=300 N
由牛顿第三定律得：人对体重计的压力大小为300 N
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(2)以5 m/s2的加速度减速下降；
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答案 900 N
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11
以5 m/s2的加速度减速下降时，加速度方向竖直向上，
由牛顿第二定律得
FN2-mg=ma2
解得体重计对人的支持力为
FN2=mg+ma2=60×10 N+60×5 N=900 N
由牛顿第三定律得：人对体重计的压力大小为900 N。
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(3)自由下落时。
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答案 0
升降机自由下落时，加速度等于重力加速度，则人处于完全失重状态，人对体重计的压力为0。
7.(多选)(2023·汕尾市高一期末)蹦极是常见的一项挑战运动。参加体验的人绑着一条长长的弹性绳，当人从台上跳下后弹性绳逐渐被拉长到最长又向上弹回的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是
A.人刚跳下时，做匀加速运动，处于失重状态
B.当弹性绳被拉直时，人开始做匀减速运动
C.当弹性绳拉到最长时，人的速度为零，处于超重状态
D.人往回弹的过程中，人先做匀加速运动，再做匀减速运动
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能力综合练
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人刚跳下时，弹性绳的弹力为零，人做匀加速运动，处于失重状态，故A正确；
当弹性绳被拉直时，弹性绳弹力小于人的重力，人继续向下做加速度减小的加速运动，故B错误；
当弹性绳被拉到最长时，人的速度为零，弹力大于人的重力，则人具有向上的加速度，处于超重状态，故C正确；
人往回弹的过程中，开始弹力大于人的重力，人向上加速，弹力减小，人的加速度减小，则人先做加速度减小的加速运动，故D错误。
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8.人站在力传感器上完成“下蹲”和“起立”动作，如图呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况，由此可以判断
A.此人先“起立”后“下蹲”
B.此人一直处于“下蹲”过程
C.a→b为“下蹲”的超重过程，
b→c为“下蹲”的失重过程
D.a→b为“起立”的超重过程，b→c为“起立”的失重过程
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根据题图可知，1 s时刻开始，力传感器的示数小于人的重力，加速度方向竖直向下，可知此时人开始“下蹲”，“下蹲”过程人的速度先增大，之后力传感器的示数大于人的重力，人开始向下减速运动，在2 s
时完成“下蹲”过程，而“起立”过程人先向上加速后向上减速，加速度方向先竖直向上后竖直向下，人先处于超重状态后处于失重状态，即力传感器的示数先大于人的重力后小于人的重力，可知从a点开始，人处于“起立”状态，即此人先“下蹲”后“起立”，故A、B错误；
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结合上述，a→b过程为 “起立”的超重过程，b→c过程为 “起立”的失重过程，故C错误，D正确。
9.(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。当此车减速上坡时(此时乘客没有靠在靠背上)，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.乘客受到的摩擦力的方向水平向左
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车减速上坡，其加速度沿斜面向下，故乘客的加速度也斜向下，所以乘客处于失重状态，C错误；
乘客在水平方向有向左的分加速度，故有摩擦力存在，方向水平向左，乘客受三个力作用，故A错误，B、D正确。
12
10.(多选)智能手机内置了多种传感器，可利用其中的加速度传感器记录手机在竖直方向加速度随时间的变化情况。甲、乙分别为手机记录的两种竖直方向运动的a-t图像，并已设置竖直向上为正方向。下列说法正确的是
A.图甲可能是小明拿着手机从7楼
乘坐电梯到1楼过程的a-t图像
B.图甲可能是小明拿着手机从1楼乘坐电梯到7楼过程的a-t图像
C.图乙可能是小明托着手机一次“起立—下蹲”过程的a-t图像
D.图乙可能是小明托着手机一次“下蹲—起立”过程的a-t图像
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竖直向上为加速度的正方向，题图甲中加速度从零开始先为负值(加速度方向竖直向下，表示向
下加速)，中途变为零(向下匀速)，最后变为正值(向下减速)，故题图甲可能是小明拿着手机从7楼乘坐电梯到1楼过程的a-t图像，故A正确，B错误；
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题图乙中加速度从零开始先为负值后为正值(先向下加速后向下减速)，第二阶段加速度先为正
值后为负值(先向上加速后向上减速)，故题图乙可能是小明托着手机一次“下蹲—起立”过程的a-t图像，故C错误，D正确。
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11.神舟十七号在2023年10月26日成功发射，汤洪波、唐胜杰、江新林三名航天员在太空中进行为期6个月的在轨驻留。火箭在发射时向上的加速度很大，有一段时间的加速度a将达到3.5g。(g为重力加速度，取g= 10 m/s2)
(1)火箭加速向上时，航天员将承受超重考验还是失重考验？
答案 超重
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。
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(2)平时重力G=10 N的体内脏器，在该过程中需要的支持力F多大？
答案 45 N
由题意可知，体内脏器的质量m脏==1 kg，
对体内脏器，由牛顿第二定律得
F-m脏g=m脏a
解得在该过程中体内脏器需要支持力
F=45 N
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(3)假设神舟十七号归来时，返回舱距地面一定高度时开始启动降落伞装置，在距地面高度h=1.25 m时，速度为v=10 m/s，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，则最后减速阶段中质量m=60 kg的航天员对座椅的压力为多大？
答案 3 000 N
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返回舱在减速阶段，由运动学知识可得0-v2=-2a1h
故返回舱的加速度大小为a1=40 m/s2
对航天员，由牛顿第二定律得FN-mg=ma1
解得航天员在该过程受到座椅的支持力大小为FN=3 000 N
由牛顿第三定律得，航天员对座椅的压力大小为FN'=3 000 N。
12.(多选)如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的棱长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是
A.若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上
的支持力
B.若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向上
C.若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向下
D.若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力
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尖子生选练
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将容器以初速度v0竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度为g，再以容器A为研究对象，上升和下落过程其所受合力等于其重力，则B对A没有压力，A对B也没有支持力，故A错误，D正确；
若考虑空气阻力，上升过程，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律知：加速度大于g；再以球B为研究对象，根据牛顿第二定律得：B受到的合力大于重力，B除受到重力外，还应受到向下的压力，A对B的压力向下，故B错误；
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返回
若考虑空气阻力，下落过程，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律知：加速度小于g，再以B为研究对象，根据牛顿第二定律得：B受到的合力小于重力，B除受到重力外，还应受到向上的力，即A对B的支持力向上，根据牛顿第三定律，B对A的压力向下，故C正确。
BENKEJIESHU
本课结束
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(分值：100分)
1~5题每题6分，6题12分，共42分
考点一 超重和失重的分析和判断
1.（2023·揭阳市高一期末）下列关于失重的说法中，正确的是 （ ）
A.失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化
B.失重就是物体所受重力变小
C.物体加速上升时处于失重状态
D.物体自由下落时不会产生失重现象
2.某药房门口有称量体重的台秤，小峰在水平的台秤上完成下蹲动作时，下列说法正确的是 （ ）
A.小峰下蹲过程中始终处于超重状态
B.小峰下蹲过程中始终处于失重状态
C.小峰下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态
D.小峰下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
3.（2023·珠海市高一月考）如图所示，A、B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，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零
B.在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B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B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B的重力
考点二 超重、失重的有关计算
4.（多选）质量为m的人站在电梯中，电梯减速下降，加速度大小为g（g为重力加速度），则 （ ）
A.人对电梯的压力大小为mg
B.人对电梯的压力大小为mg
C.人处于超重状态
D.人处于失重状态
5.（多选）电梯的顶部挂一个弹簧测力计，弹簧测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物，电梯在做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N。关于电梯的运动，以下说法正确的是 （ ）
A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2，处于超重状态
B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2，处于失重状态
C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2，处于失重状态
D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2，处于超重状态
6.（12分）如图，质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，重力加速度g取10 m/s2，当升降机做下列各种运动时，求人对体重计的压力大小。
（1）（4分）以5 m/s2的加速度减速上升；
（2）（6分）以5 m/s2的加速度减速下降；
（3）（2分）自由下落时。
7~10题每题8分，11题16分，共48分
7.（多选）（2023·汕尾市高一期末）蹦极是常见的一项挑战运动。参加体验的人绑着一条长长的弹性绳，当人从台上跳下后弹性绳逐渐被拉长到最长又向上弹回的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是 （ ）
A.人刚跳下时，做匀加速运动，处于失重状态
B.当弹性绳被拉直时，人开始做匀减速运动
C.当弹性绳拉到最长时，人的速度为零，处于超重状态
D.人往回弹的过程中，人先做匀加速运动，再做匀减速运动
8.人站在力传感器上完成“下蹲”和“起立”动作，如图呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况，由此可以判断 （ ）
A.此人先“起立”后“下蹲”
B.此人一直处于“下蹲”过程
C.a→b为“下蹲”的超重过程，b→c为“下蹲”的失重过程
D.a→b为“起立”的超重过程，b→c为“起立”的失重过程
9.（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。当此车减速上坡时（此时乘客没有靠在靠背上），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.乘客受到的摩擦力的方向水平向左
10.（多选）智能手机内置了多种传感器，可利用其中的加速度传感器记录手机在竖直方向加速度随时间的变化情况。甲、乙分别为手机记录的两种竖直方向运动的a-t图像，并已设置竖直向上为正方向。下列说法正确的是 （ ）
A.图甲可能是小明拿着手机从7楼乘坐电梯到1楼过程的a-t图像
B.图甲可能是小明拿着手机从1楼乘坐电梯到7楼过程的a-t图像
C.图乙可能是小明托着手机一次“起立—下蹲”过程的a-t图像
D.图乙可能是小明托着手机一次“下蹲—起立”过程的a-t图像
11.（16分）神舟十七号在2023年10月26日成功发射，汤洪波、唐胜杰、江新林三名航天员在太空中进行为期6个月的在轨驻留。火箭在发射时向上的加速度很大，有一段时间的加速度a将达到3.5g。（g为重力加速度，取g=10 m/s2）
（1）（3分）火箭加速向上时，航天员将承受超重考验还是失重考验？
（2）（6分）平时重力G=10 N的体内脏器，在该过程中需要的支持力F多大？
（3）（7分）假设神舟十七号归来时，返回舱距地面一定高度时开始启动降落伞装置，在距地面高度h=1.25 m时，速度为v=10 m/s，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，则最后减速阶段中质量m=60 kg的航天员对座椅的压力为多大？
（10分）
12.（多选）如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的棱长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是 （ ）
A.若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向上
C.若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向下
D.若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力
答案精析
1.A ［失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化，物体重力不变，只是对支持物的压力变了，A正确，B错误；物体加速上升时加速度的方向向上，处于超重状态，C错误；物体自由下落时加速度的方向向下，产生失重现象，D错误。］
2.C ［小峰在下蹲过程中，先向下做加速运动后做减速运动，加速度方向先向下后向上，因此小峰下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态。故选C。］
3.A ［降落伞未打开时，A、B两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B之间安全带的作用力为0，A正确，B、C错误；降落伞打开后，A、B减速下降，加速度向上，则A、B处于超重状态，对B有：T-mg=ma，即T=mg+ma>mg，故D错误。］
4.BC ［由于电梯减速下降，所以加速度方向竖直向上，则人处于超重状态，对人进行受力分析，受到重力mg、电梯底部的支持力FN，由牛顿第二定律得FN-mg=ma，解得FN=mg，根据牛顿第三定律知，人对电梯的压力大小为mg，故A、D错误，B、C正确。］
5.AD ［电梯在做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，即质量为1 kg的重物重力G为10 N，某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N，属于超重现象，超重时，加速度向上，向上加速和向下减速的加速度都是向上的，由牛顿第二定律可得F-G=ma，解得a=2 m/s2，A、D正确。］
6.(1)300 N (2)900 N (3)0
解析 (1)规定初速度方向为正方向，以5 m/s2的加速度减速上升时，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律得FN1-mg=ma1
解得体重计对人的支持力为
FN1=mg+ma1=60×10 N+60×(-5) N=300 N
由牛顿第三定律得：人对体重计的压力大小为300 N
(2)以5 m/s2的加速度减速下降时，加速度方向竖直向上，由牛顿第二定律得
FN2-mg=ma2
解得体重计对人的支持力为
FN2=mg+ma2=60×10 N+60×5 N=900 N
由牛顿第三定律得：人对体重计的压力大小为900 N。
(3)升降机自由下落时，加速度等于重力加速度，则人处于完全失重状态，人对体重计的压力为0。
7.AC ［人刚跳下时，弹性绳的弹力为零，人做匀加速运动，处于失重状态，故A正确；当弹性绳被拉直时，弹性绳弹力小于人的重力，人继续向下做加速度减小的加速运动，故B错误；当弹性绳被拉到最长时，人的速度为零，弹力大于人的重力，则人具有向上的加速度，处于超重状态，故C正确；人往回弹的过程中，开始弹力大于人的重力，人向上加速，弹力减小，人的加速度减小，则人先做加速度减小的加速运动，故D错误。］
8.D ［根据题图可知，1 s时刻开始，力传感器的示数小于人的重力，加速度方向竖直向下，可知此时人开始“下蹲”，“下蹲”过程人的速度先增大，之后力传感器的示数大于人的重力，人开始向下减速运动，在2 s时完成“下蹲”过程，而“起立”过程人先向上加速后向上减速，加速度方向先竖直向上后竖直向下，人先处于超重状态后处于失重状态，即力传感器的示数先大于人的重力后小于人的重力，可知从a点开始，人处于“起立”状态，即此人先“下蹲”后“起立”，故A、B错误；结合上述，a→b过程为 “起立”的超重过程，b→c过程为 “起立”的失重过程，故C错误，D正确。］
9.BD ［车减速上坡，其加速度沿斜面向下，故乘客的加速度也斜向下，所以乘客处于失重状态，C错误；乘客在水平方向有向左的分加速度，故有摩擦力存在，方向水平向左，乘客受三个力作用，故A错误，B、D正确。］
10.AD ［竖直向上为加速度的正方向，题图甲中加速度从零开始先为负值(加速度方向竖直向下，表示向下加速)，中途变为零(向下匀速)，最后变为正值(向下减速)，故题图甲可能是小明拿着手机从7楼乘坐电梯到1楼过程的a-t图像，故A正确，B错误；题图乙中加速度从零开始先为负值后为正值(先向下加速后向下减速)，第二阶段加速度先为正值后为负值(先向上加速后向上减速)，故题图乙可能是小明托着手机一次“下蹲—起立”过程的a-t图像，故C错误，D正确。］
11.(1)超重 (2)45 N (3)3 000 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m脏==1 kg，
对体内脏器，由牛顿第二定律得
F-m脏g=m脏a
解得在该过程中体内脏器需要支持力
F=45 N
(3)返回舱在减速阶段，由运动学知识可得
0-v2=-2a1h
故返回舱的加速度大小为
a1=40 m/s2
对航天员，由牛顿第二定律得
FN-mg=ma1
解得航天员在该过程受到座椅的支持力大小为
FN=3 000 N
由牛顿第三定律得，航天员对座椅的压力大小为
FN'=3 000 N。
12.CD ［将容器以初速度v0竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度为g，再以容器A为研究对象，上升和下落过程其所受合力等于其重力，则B对A没有压力，A对B也没有支持力，故A错误，D正确；若考虑空气阻力，上升过程，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律知：加速度大于g；再以球B为研究对象，根据牛顿第二定律得：B受到的合力大于重力，B除受到重力外，还应受到向下的压力，A对B的压力向下，故B错误；若考虑空气阻力，下落过程，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律知：加速度小于g，再以B为研究对象，根据牛顿第二定律得：B受到的合力小于重力，B除受到重力外，还应受到向上的力，即A对B的支持力向上，根据牛顿第三定律，B对A的压力向下，故C正确。］
