中小学教育资源及组卷应用平台
4.6超重与失重
1、知道常用的测量重力的方法。
2、了解超重和失重的含义，认识超重和失重现象。
3、能运用牛顿运动定律分析求解超重、失重问题。
一、基本概念
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
(1)定义：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
(2)产生条件：物体具有向上的加速度.
3、失重
(1)定义：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
(2)产生条件：物体具有向下的加速度.
4、完全失重
(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象
(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下.
二、判断超重和失重的方法
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，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态.
2、从加速度的角度判断
当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态.
特征状态 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力示意图
平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动
超重 向上 由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg 向上加速或向下减速
失重 向下 由mg－F＝ma得F＝m(g－a)完全失重 向下且a＝g 由mg－F＝ma得F＝0 自由落体运动，抛体运动
三、对超重和失重现象的理解
1、发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了).
2、物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关，而与速度方向无关.
3、物体超重或失重多少由物体的质量 m 和竖直加速度 a 共同决定，其大小等于 ma.
4、在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等.
题型1、超重与失重的概念与现象
关于超重与失重，下列说法中正确的是（ ）
A．物体在水平桌面上，给物体一个向下的压力，物体对水平桌面的压力将大于重力，因此，物体处于超重状态
B．物体静止在倾角为的斜面上，物体对斜面的压力大小为，并小于物体的重力，所以物体处于失重状态
C．物体处于失重状态时，所受的重力仍然不变
D．物体在月球时受到的重力小于在地球时受到的重力，因此处于失重状态
春风和煦，义乌市民广场上有许多人在放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中。乙图是甲图的情境模型，OL代表风筝线，MN代表风筝截面，截面与水平面夹角θ保持不变。假设风向水平，风速稳定，保持筝线拉力大小保持不变，则下列同学的判断正确的是（ ）
A．若持线人在地上向左移动些许，风筝将呈现失重状态
B．若持线人在地上向右移动些许，风筝高度将下降
C．图示情境下，风筝不可能静止在空中
D．图示情境下，风筝受到四个力的作用
2025年3月30日，国产大飞机C919首次飞抵东北地区，开启“上海虹桥—沈阳”航线的商业运营，沈阳成为东航C919通航的第10座城市。飞机起飞过程主要包括地面滑行加速、离地和加速爬升三个阶段。下列说法正确的是（ ）
A．飞机静止时，座椅对乘客的作用力为零
B．飞机水平向右加速滑行时，座椅对乘客的作用力水平向右
C．飞机离地后在空中做斜向上加速直线运动时，乘客处于超重状态
D．飞机离地后在空中做斜向上加速直线运动时，座椅对乘客的作用力竖直向上
北京时间2024年7月27日，巴黎奥运会女子双人三米跳板决赛，陈艺文和昌雅妮夺得金牌，中国跳水梦之队迎来开门红。运动员站在跳板上下蹲起跳，跳板的形变示意图如图所示，其中位置为平衡位置，则运动员处于失重状态的过程是（ ）
A．由位置到位置 B．由位置到位置
C．由位置到位置 D．由位置到位置
在2025年央视春节联欢晚会上，一群高科技机器人进行了一场精彩绝伦的舞蹈表演。机器人表演过程中，关于受力及运动的说法正确的是（ ）
A．机器人向上抬腿的过程，其重心位置不变
B．机器人向上抬腿的过程，它对地面的压力小于地面对它的支持力
C．机器人挥动手帕向上加速的过程，手帕处于超重状态
D．机器人沿舞台加速运动时，其惯性变大
题型2、超重与失重的分析
小明拿着一个由轻质弹性细绳和一质量为的小球组成的玩具乘坐电梯，如图所示。某时刻他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的1.2倍，则该时刻（ ）
A．小明处于超重状态 B．小明处于失重状态
C．电梯可能加速下降 D．电梯可能减速上升
家用室内引体向上器通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与门框或墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，当质量为50kg的同学握住水平单杠保持静止，且只有双手接触单杠并双腿悬空，不计引体向上器的质量。则（ ）
A．双手间距离越小，人所受到单杠的作用力越小
B．单杠对每只手臂作用力大小一定为250N
C．双手间距离越大，橡胶垫与墙面间的摩擦力越大
D．同学由静止下降到最低点的过程中，橡胶垫与墙面间的摩擦力先小于同学的重力，后大于同学的重力
图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度。根据图像分析可知（ ）
A．c到d的过程中，人处于完全失重状态
B．人的重力可由b点读出，约为500N
C．f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D．人上升的最大高度约为0.3125m
在电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为。电梯运动过程中的某一段时间内该同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内，下列说法正确的是（取）（ ）
A．该同学失重，所受的重力变小
B．电梯可能竖直向上运动
C．该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力
D．电梯的加速度大小为，方向竖直向下
小明同学站在置于水平地面上的压力传感器上，进行蹲起动作，图中呈现的是在一段时间内力传感器的示数随时间变化的情况。由此可以判断小明在（ ）
A．过程中，加速度向上，处于失重状态
B．过程中，加速度向上，处于超重状态
C．过程中，加速度向下，处于失重状态
D．过程中，加速度向下，处于超重状态
题型3、超重与失重的图像
2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。若一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来如图所示。运动过程中不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．6.6s时运动员的运动方向向下
B．运动员在6～6.6s内处于超重状态
C．运动员在0～12s内的最大加速度大小为30m/s2
D．运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为3.2m
图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。图乙是根据力传感器采集到的数据画出的力—时间图像。两图中a~g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。根据图像可知（ ）
A．d点位置对应人处于跳起的最高点
B．c点位置对应人处于失重状态
C．b点位置对应人处于下蹲过程的最低点
D．b点位置对应人处于失重状态
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随时间变化的图像如图所示。已知升降电梯从时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速运动和匀减速运动，在时停止，。下列说法正确的是（ ）
A．小红在内重力增加了，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．小红在内匀速运动的速度为
D．小红在内位移为22m
近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O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，此时力传感器示数为1200N。打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知人与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为
B．从A到B过程，体验者做加速度增大的加速运动
C．在B点，体验者所受合力最大
D．在C点，体验者处于超重状态
如图所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时（不计空气阻力），则（ ）
A．A的加速度小于g
B．B的加速度大于g
C．A、B的加速度均为g
D．A、B间的弹力不为零
许多商场安装了智能化的自动扶梯，无人乘行时扶梯运转得很慢，乘客站上扶梯时，扶梯会和乘客一起先慢慢加速一段时间，再匀速运行，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在加速阶段，乘客对扶梯的压力小于乘客自己的重力
B．在加速阶段，乘客对扶梯的压力大于乘客自己的重力
C．在加速阶段，乘客对扶梯的压力等于乘客自己的重力
D．在加速阶段，乘客对扶梯的压力小于扶梯对乘客的支持力
奥运冠军全红婵在巴黎奥运会上再次上演“水花消失术”夺冠。在女子10 m跳台的决赛中（下面研究过程将全红婵视为质点），全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5 m/s，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为35 kg，重力加速度大小取g=10 m/s2，则（ ）
A．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态
B．入水后全红婵处于失重状态
C．全红婵在空中运动的时间为1.5s
D．入水后全红婵受到水的阻力为612.5 N
一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（段图像为直线）。乘客的速度大小用v表示，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A．乘客上升全过程中，v一直增大
B．时间内，v增大，乘客处于失重状态
C．时间内，v减小，乘客处于超重状态
D．时间内，v减小，乘客处于失重状态
如图所示，放在木箱内的物块A，其右端通过一根处于压缩状态的水平轻弹簧与木箱连接。木箱与物块A做匀速直线运动且保持相对静止。若发现物块A突然相对木箱底面向左移动，则木箱可能（ ）
A．突然向下加速运动 B．突然向下减速运动
C．突然向左加速运动 D．突然向右减速运动
自动扶梯是一种用于运送乘客的固定电力驱动设备，广泛应用于商场、车站等公共场所。如图甲所示，某乘客乘坐自动扶梯时双手没有接触扶梯，乘客与自动扶梯始终保持相对静止，乘客速度为v，乘客的位移x随时间t变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．若v方向斜向上，则0~时间内，乘客处于失重状态
B．若v方向斜向上，则时间内，乘客处于超重状态
C．若v方向斜向下，则0~时间内，乘客处于失重状态
D．若v方向斜向下，则时间内，乘客处于失重状态
《环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会数据，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最高速度达，位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中速度v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．内，电梯的平均速度大小为
B．内，电梯对乘客的支持力逐渐增大
C．内，电梯对乘客的支持力小于乘客的重力
D．末和末，电梯的速度大小相等，方向相反
如图甲所示是创造了中国载人深潜新纪录的“奋斗者号”潜水器，当前“奋斗者号”完成下潜任务后，要沿竖直方向上浮返回水面，其上浮的图像如图乙所示。已知“奋斗者号”在内的总质量为，下潜时通过吸入或排出海水改变自身总重，但艇身体积不变，且海水密度均匀，则下列说法正确的是（ ）
A．内，“奋斗者号”处于超重状态
B．内，“奋斗者号”的加速度大小为
C．内，“奋斗者号”的总质量大于
D．内，“奋斗者号”上浮的深度为
2025年1月17日下午2时，在建的花江峡谷大桥成功合龙，建成后该大桥主桥跨径和桥梁高度均居世界第一。在某次钢桁梁精准吊装过程中钢桁梁竖直向上运动的位移x与时间t的图像如图所示，其中时间内和时间内的图线为曲线，时间内的图线为一倾斜直线，时间内的图线为一平行于时间轴的直线，是时间内的某一时刻，则下列说法正确的是（ ）
A．时间内，钢桁梁的速度逐渐增大，处于失重状态
B．时间内，钢桁梁的速度逐渐增大，处于超重状态
C．钢桁梁时刻的速度小于时刻的速度
D．时刻钢桁梁刚好吊装到指定位置
某无人机研制单位测试无人机的试飞状态，他们测得无人机的加速度与时间的关系图像如图所示，竖直向上为正方向。已知时刻无人机从地面起飞，时刻无人机的速度为0.下列说法中正确的是（ ）
A．时间内，无人机先处于超重状态后处于失重状态
B．时间内，时刻无人机的动能最大
C．时间内，无人机始终向上运动
D．时刻无人机的升力一定是时刻无人机升力的2倍
如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．人处于失重状态，人对体重计的压力大小为）
B．人处于超重状态，人对体重计的压力大小为ma
C．人处于失重状态，人对体重计的压力大小为ma
D．人处于超重状态，人对体重计的压力大小为
现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，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
第1页（共1页）中小学教育资源及组卷应用平台
4.6超重与失重
1、知道常用的测量重力的方法。
2、了解超重和失重的含义，认识超重和失重现象。
3、能运用牛顿运动定律分析求解超重、失重问题。
一、基本概念
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
(1)定义：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
(2)产生条件：物体具有向上的加速度.
3、失重
(1)定义：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
(2)产生条件：物体具有向下的加速度.
4、完全失重
(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象
(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下.
二、判断超重和失重的方法
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，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态.
2、从加速度的角度判断
当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态.
特征状态 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力示意图
平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动
超重 向上 由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg 向上加速或向下减速
失重 向下 由mg－F＝ma得F＝m(g－a)完全失重 向下且a＝g 由mg－F＝ma得F＝0 自由落体运动，抛体运动
三、对超重和失重现象的理解
1、发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了).
2、物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关，而与速度方向无关.
3、物体超重或失重多少由物体的质量 m 和竖直加速度 a 共同决定，其大小等于 ma.
4、在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等.
题型1、超重与失重的概念与现象
关于超重与失重，下列说法中正确的是（ ）
A．物体在水平桌面上，给物体一个向下的压力，物体对水平桌面的压力将大于重力，因此，物体处于超重状态
B．物体静止在倾角为的斜面上，物体对斜面的压力大小为，并小于物体的重力，所以物体处于失重状态
C．物体处于失重状态时，所受的重力仍然不变
D．物体在月球时受到的重力小于在地球时受到的重力，因此处于失重状态
【答案】C
【详解】A．物体在水平桌面上，给物体一个向下的压力，物体对水平桌面的压力将大于重力，因此时物体处于平衡状态，加速度为零，物体不是处于超重状态，选项A错误；
B．物体静止在倾角为的斜面上，物体对斜面的压力大小为，并小于物体的重力，物体处于平衡状态，加速度为零，所以物体不是处于失重状态，选项B错误；
C．物体处于失重状态时，是指物体对水平面的压力或者对竖直悬线的拉力小于物体的重力，但是物体所受的重力仍然不变，选项C正确；
D．物体在月球时受到的重力小于在地球时受到的重力，这不属于处于失重状态，选项D错误。
故选C。
春风和煦，义乌市民广场上有许多人在放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中。乙图是甲图的情境模型，OL代表风筝线，MN代表风筝截面，截面与水平面夹角θ保持不变。假设风向水平，风速稳定，保持筝线拉力大小保持不变，则下列同学的判断正确的是（ ）
A．若持线人在地上向左移动些许，风筝将呈现失重状态
B．若持线人在地上向右移动些许，风筝高度将下降
C．图示情境下，风筝不可能静止在空中
D．图示情境下，风筝受到四个力的作用
【答案】A
【详解】A．对风筝受力分析，风筝受到竖直向下的重力G、风筝线的拉力T、风力F。若持线人在地上向左移动些许，风筝线拉力大小保持不变，风筝线与竖直方向的夹角减小，拉力的竖直分量增大，合力有竖直向下的分量，则风筝有竖直向下的分加速度，将呈现失重状态，故A正确；
B．若持线人在地上向右移动些许，风筝线与竖直方向的夹角增大，拉力的竖直向下的分量减小，风筝高度将上升，故B错误；
C．图示情境下，当风筝受到的向下的重力G、风筝线的拉力T、垂直风筝面的斜向上的风力F三力平衡时，风筝可以静止在空中，故C错误；
D．图示情境下，当风筝受到的重力G、风筝线的拉力T、风力F共三个力，故D错误。
故选A。
2025年3月30日，国产大飞机C919首次飞抵东北地区，开启“上海虹桥—沈阳”航线的商业运营，沈阳成为东航C919通航的第10座城市。飞机起飞过程主要包括地面滑行加速、离地和加速爬升三个阶段。下列说法正确的是（ ）
A．飞机静止时，座椅对乘客的作用力为零
B．飞机水平向右加速滑行时，座椅对乘客的作用力水平向右
C．飞机离地后在空中做斜向上加速直线运动时，乘客处于超重状态
D．飞机离地后在空中做斜向上加速直线运动时，座椅对乘客的作用力竖直向上
【答案】C
【详解】A．飞机静止时，座椅对乘客的作用力等于乘客的重力，故A错误；
B．飞机水平向右加速滑行时，座椅对乘客有向前的推力和竖直向上的支持力，所以座椅对乘客的作用力指向右上方，故B错误；
C．飞机离地后在空中做斜向上加速直线运动时，有向上的加速度，所以乘客处于超重状态，故C正确；
D．飞机离地后在空中做斜向上加速直线运动时，根据牛顿第二定律可知座椅对乘客的作用力斜向上方，故D错误。
故选C。
北京时间2024年7月27日，巴黎奥运会女子双人三米跳板决赛，陈艺文和昌雅妮夺得金牌，中国跳水梦之队迎来开门红。运动员站在跳板上下蹲起跳，跳板的形变示意图如图所示，其中位置为平衡位置，则运动员处于失重状态的过程是（ ）
A．由位置到位置 B．由位置到位置
C．由位置到位置 D．由位置到位置
【答案】B
【详解】对运动员受力分析可知，由位置到位置，运动员具有向下的加速度，处于失重状态，而其余过程运动员具有向上的加速度，处于超重状态。
故选B。
在2025年央视春节联欢晚会上，一群高科技机器人进行了一场精彩绝伦的舞蹈表演。机器人表演过程中，关于受力及运动的说法正确的是（ ）
A．机器人向上抬腿的过程，其重心位置不变
B．机器人向上抬腿的过程，它对地面的压力小于地面对它的支持力
C．机器人挥动手帕向上加速的过程，手帕处于超重状态
D．机器人沿舞台加速运动时，其惯性变大
【答案】C
【详解】A．机器人向上抬腿的过程，其重心位置升高，故A错误；
B．根据牛顿第三定律可知，机器人向上抬腿的过程，它对地面的压力等于地面对它的支持力，故B错误；
C．机器人挥动手帕向上加速的过程，加速度方向竖直向上，手帕处于超重状态，故C正确；
D．机器人沿舞台加速运动时，质量不变，其惯性不变，故D错误。
故选C。
题型2、超重与失重的分析
小明拿着一个由轻质弹性细绳和一质量为的小球组成的玩具乘坐电梯，如图所示。某时刻他发现轻质弹性细绳的伸长量为电梯静止时的1.2倍，则该时刻（ ）
A．小明处于超重状态 B．小明处于失重状态
C．电梯可能加速下降 D．电梯可能减速上升
【答案】A
【详解】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大，说明弹力变大了，由牛顿第二定律有
解得加速度大小为
方向竖直向上，故小明处于超重状态，所以电梯可能加速上升或减速下降。
故选A。
家用室内引体向上器通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与门框或墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，当质量为50kg的同学握住水平单杠保持静止，且只有双手接触单杠并双腿悬空，不计引体向上器的质量。则（ ）
A．双手间距离越小，人所受到单杠的作用力越小
B．单杠对每只手臂作用力大小一定为250N
C．双手间距离越大，橡胶垫与墙面间的摩擦力越大
D．同学由静止下降到最低点的过程中，橡胶垫与墙面间的摩擦力先小于同学的重力，后大于同学的重力
【答案】D
【详解】A．人所受到单杠的作用力和重力平衡，则人所受到单杠的作用力大小不变，为N
故A错误；
B．只有两手臂平行时，单杠对每只手臂作用力大小为N
两手臂有夹角时，单杠对每只手臂作用力都大于250N，故B错误；
C．不计引体向上器的质量，橡胶垫与墙面间的摩擦力等于人的重力不变，故C错误；
D．同学由静止下降到最低点的过程中，人先加速度先向下，再向上，先失重后超重，结合牛顿第二定律可知，橡胶垫与墙面间的摩擦力先小于同学的重力，后大于同学的重力，故D正确；
故选D。
图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度。根据图像分析可知（ ）
A．c到d的过程中，人处于完全失重状态
B．人的重力可由b点读出，约为500N
C．f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D．人上升的最大高度约为0.3125m
【答案】D
【详解】A．c到d的过程中，压力先大于重力后小于重力，所以人先处于超重状态再处于失重状态，故A错误；
B．人在a处于平衡状态，人所受支持力等于重力，根据牛顿第三定律，压力等于支持力，因此人的重力从a点读出为1000N，故B错误；
C．f点对应的压力最大，大于重力，则人处于超重状态，肯定不是上升到最高点，故C错误；
D．从d点到e点人在空中运动，人在空中运动的时间t=2.5s-2s=0.5s
人上升的最大高度约为
故D正确。
故选D。
在电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为。电梯运动过程中的某一段时间内该同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内，下列说法正确的是（取）（ ）
A．该同学失重，所受的重力变小
B．电梯可能竖直向上运动
C．该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力
D．电梯的加速度大小为，方向竖直向下
【答案】BD
【详解】D．由题意可知该同学的质量为，现在读数为，则可知此时该同学对体重计的压力大小为
根据牛顿第三定律可知体重计对该同学的支持力大小为，以竖直向下为正方向
根据牛顿第二定律有
解得，方向竖直向下，故D正确；
A．由于加速度方向竖直向下，则在这段时间内处于失重状态，但他的重力没有改变，故A错误；
B．由于加速度方向竖直向下，则运动方向可能向上减速，也可能向下加速，故B正确；
C．该同学对体重计的压力与体重计对该同学的支持力是作用力与反作用力的关系，大小相等，故C错误。
故选BD。
小明同学站在置于水平地面上的压力传感器上，进行蹲起动作，图中呈现的是在一段时间内力传感器的示数随时间变化的情况。由此可以判断小明在（ ）
A．过程中，加速度向上，处于失重状态
B．过程中，加速度向上，处于超重状态
C．过程中，加速度向下，处于失重状态
D．过程中，加速度向下，处于超重状态
【答案】B
【详解】AB．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，先处于失重状态，后处于超重状态，则题图中过程对应下蹲过程，其中过程中，加速度向下，处于失重状态；过程中，加速度向上，处于超重状态，故A错误，B正确；
CD．站起过程，先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，先处于超重状态，后处于失重状态，则题图中过程对应站起过程，其中过程中，加速度向上，处于超重状态；过程中，加速度向下，处于失重状态，故CD错误。
故选B。
题型3、超重与失重的图像
2024年3月25日国际体联蹦床世界杯科特布斯站比赛，中国蹦床队夺得3金2银的优异成绩。若一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来如图所示。运动过程中不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．6.6s时运动员的运动方向向下
B．运动员在6～6.6s内处于超重状态
C．运动员在0～12s内的最大加速度大小为30m/s2
D．运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为3.2m
【答案】BC
【详解】A．6.6秒到6.8秒传感器压力小于500N，6.8-8.4做竖直上抛运动，由此可知 6.6秒运动员运动方向向上，故A错误；
B．6秒到6.6秒内所受弹力大于500N大于自身重力处于超重状态，故B正确；
C．0到12秒内所受弹力最大为2000N，加速度最大
解得
a=30m/s2
故C正确；
D．由图可知从6.8秒到8.4秒做竖直上抛运动，即上升、下降的过程一共是1.6s，所以单程的时间为0.8s，根据位移-时间公式
根据对称性可得运动员在6.8～8.4s内离开蹦床运动的路程为6.4m，故D错误。
故选BC。
图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。图乙是根据力传感器采集到的数据画出的力—时间图像。两图中a~g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。根据图像可知（ ）
A．d点位置对应人处于跳起的最高点
B．c点位置对应人处于失重状态
C．b点位置对应人处于下蹲过程的最低点
D．b点位置对应人处于失重状态
【答案】D
【详解】AB．由题图乙可知，人的重力约为500 N，d、c点位置人所受支持力大于重力，尚未离地，且人的加速度向上，处于超重状态，A、B错误；
CD．b点位置人所受支持力小于重力，人的加速度向下，处于失重状态，且b点位置对应人处于下蹲过程，加速度方向向下，处于减速阶段，还没有到达最低点，C错误，D正确。
故选D。
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随时间变化的图像如图所示。已知升降电梯从时经历了三个阶段：由静止开始匀加速运动、匀速运动和匀减速运动，在时停止，。下列说法正确的是（ ）
A．小红在内重力增加了，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．小红在内匀速运动的速度为
D．小红在内位移为22m
【答案】C
【详解】A．由图像可知，小红在内处于超重状态，但小红的重力保持不变，故A错误；
B．由题意可知在内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；
C．小红在内的加速度大小为
可知小红在时的速度为
则小红在内匀速运动的速度为，故C正确；
D．小红在内的位移为
小红在内的位移为
小红在时停止，则的位移为
小红在内位移为
故D错误。
故选C。
近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型，弹性轻绳的上端固定在O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，此时力传感器示数为1200N。打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知人与装备（可视为质点）的总质量为60kg，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．打开扣环瞬间，体验者的加速度大小为
B．从A到B过程，体验者做加速度增大的加速运动
C．在B点，体验者所受合力最大
D．在C点，体验者处于超重状态
【答案】A
【详解】A．传感器示数，设此时弹性绳的弹力大小为F，由平衡条件有
解得
打开扣环瞬间，由牛顿第二定律有
解得
A正确；
B．体验者从A到B过程，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，到达B点时弹性绳的弹力与重力相等，合力为零，故人做加速度不断减小的加速运动，B错误；
C．在B点时速度最大，故体验者所受合力为零，C错误；
D．在B点时速度最大，C点速度为0，可知B到C过程人做减速运动，加速度向下，故人处于失重状态，D错误。
故选A。
如图所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时（不计空气阻力），则（ ）
A．A的加速度小于g
B．B的加速度大于g
C．A、B的加速度均为g
D．A、B间的弹力不为零
【答案】C
【详解】先整体，整体受到重力作用，加速度为g，然后隔离任一物块，可知物块只能受到重力作用加速度才是g，所以两物块间没有相互作用力，故C正确ABD错误。
故C正确。
许多商场安装了智能化的自动扶梯，无人乘行时扶梯运转得很慢，乘客站上扶梯时，扶梯会和乘客一起先慢慢加速一段时间，再匀速运行，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在加速阶段，乘客对扶梯的压力小于乘客自己的重力
B．在加速阶段，乘客对扶梯的压力大于乘客自己的重力
C．在加速阶段，乘客对扶梯的压力等于乘客自己的重力
D．在加速阶段，乘客对扶梯的压力小于扶梯对乘客的支持力
【答案】B
【详解】ABC．在加速阶段，加速度有向上的分量，可知乘客超重，即乘客对扶梯的压力大于乘客自己的重力，选项AC错误，B正确；
D．乘客对扶梯的压力与扶梯对乘客的支持力是相互作用力，总是等大反向，选项D错误。
故选B。
奥运冠军全红婵在巴黎奥运会上再次上演“水花消失术”夺冠。在女子10 m跳台的决赛中（下面研究过程将全红婵视为质点），全红婵竖直向上跳离跳台的速度为5 m/s，竖直入水后到速度减为零的运动时间与空中运动时间相等，假设所受水的阻力恒定，不计空气阻力，全红婵的体重为35 kg，重力加速度大小取g=10 m/s2，则（ ）
A．跳离跳台后上升阶段全红婵处于超重状态
B．入水后全红婵处于失重状态
C．全红婵在空中运动的时间为1.5s
D．入水后全红婵受到水的阻力为612.5 N
【答案】D
【详解】A．跳离跳台后上升阶段，加速度竖直向下，则全红婵处于失重状态，A错误；
B．入水后全红婵的加速度竖直向上，处于超重状态，B错误；
C．以竖直向上为正方向，则根据，可得t=2 s，即全红婵在空中运动的时间为2 s，C错误；
D．入水时的速度v1=v0-gt=-15 m/s，在水中的加速度大小，方向竖直向上，根据牛顿第二定律可知F阻=mg＋ma=35×10 N＋35×7.5 N=612.5 N，D正确。
故选D。
一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（段图像为直线）。乘客的速度大小用v表示，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A．乘客上升全过程中，v一直增大
B．时间内，v增大，乘客处于失重状态
C．时间内，v减小，乘客处于超重状态
D．时间内，v减小，乘客处于失重状态
【答案】D
【详解】A．根据x-t图像的斜率表示速度，乘客向上先加速，再匀速，最后减速，故A错误；
B．由图可知在时间内，v增大，该时间段内乘客加速上升，加速度方向向上，处于超重状态，故B错误；
C．在时间内，x-t图像的斜率保持不变，乘客的速度不变，乘客向上做匀速直线运动，处于平衡状态，故C错误；
D．在时间内，x-t图像的斜率变小，v减小，乘客向上做减速运动，加速度方向向下，处于失重状态，故D正确。
故选D。
如图所示，放在木箱内的物块A，其右端通过一根处于压缩状态的水平轻弹簧与木箱连接。木箱与物块A做匀速直线运动且保持相对静止。若发现物块A突然相对木箱底面向左移动，则木箱可能（ ）
A．突然向下加速运动 B．突然向下减速运动
C．突然向左加速运动 D．突然向右减速运动
【答案】A
【详解】A．开始木箱和物块A均保持静止，根据平衡条件知，弹簧向左的弹力等于向右的静摩擦力。
若木箱突然向下做加速运动，物块处于失重状态，对木箱底面的压力减小，最大静摩擦力减小，可能小于弹力，合力可能向左，物块A可能突然相对木箱底面向左移动，故A正确；
B．木箱突然向下做减速运动,物块处于超重状态，对木箱底面的压力增大，最大静摩擦力增大，故物块A不可能突然相对木箱底面向左移动，故B错误；
C．当木箱突然向左做加速运动，竖直方向受力平衡，正压力不变，最大静摩擦力不变，根据牛顿第二定律知，所需合力向左，若弹簧弹力与最大静摩擦力的合力不足以提供向左的加速度，则物块A相对木箱底面可能向右移动，故C错误；
D．木箱突然向右做减速运动，竖直方向受力平衡，正压力不变，最大静摩擦力不变，根据牛顿第二定律知，当弹簧弹力和最大静摩擦力的向左的合力不足以提供向左的加速度时，物块A相对木箱底面可能向右移动，故D错误。
故选A。
自动扶梯是一种用于运送乘客的固定电力驱动设备，广泛应用于商场、车站等公共场所。如图甲所示，某乘客乘坐自动扶梯时双手没有接触扶梯，乘客与自动扶梯始终保持相对静止，乘客速度为v，乘客的位移x随时间t变化的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．若v方向斜向上，则0~时间内，乘客处于失重状态
B．若v方向斜向上，则时间内，乘客处于超重状态
C．若v方向斜向下，则0~时间内，乘客处于失重状态
D．若v方向斜向下，则时间内，乘客处于失重状态
【答案】C
【详解】AB．x-t图像的斜率表示速度，0~时间内，乘客做加速运动，若v方向斜向上，则加速度方向斜向上，乘客处于超重状态；时间内，乘客做减速运动，若v方向斜向上，则加速度方向斜向下，乘客处于失重状态，AB项错误。
CD．若v方向斜向下，0~时间内，乘客做加速运动，则加速度方向斜向下，乘客处于失重状态；时间内，乘客做减速运动，则加速度方向斜向上，乘客处于超重状态，C项正确、D项错误。
故选C。
《环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会数据，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最高速度达，位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中速度v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．内，电梯的平均速度大小为
B．内，电梯对乘客的支持力逐渐增大
C．内，电梯对乘客的支持力小于乘客的重力
D．末和末，电梯的速度大小相等，方向相反
【答案】C
【详解】A．根据v-t图像的面积表示位移可知，0～60s内电梯的位移大小为
则平均速度大小为
故A错误；
B．根据v-t图像的斜率表示加速度可知，0～20s内图线的斜率不变，即电梯的加速度不变，根据牛顿第二定律可知，电梯对乘客的支持力不变，故B错误；
C．根据v-t图像的斜率表示加速度可知，40～60s内图线的斜率为负，即电梯的加速度为负，即加速度竖直向下，乘客失重，即电梯对乘客的支持力小于乘客的重力，故C正确；
D．由图可知，10s末和50s末，电梯的速度大小相等，方向相同，故D错误。
故选C。
如图甲所示是创造了中国载人深潜新纪录的“奋斗者号”潜水器，当前“奋斗者号”完成下潜任务后，要沿竖直方向上浮返回水面，其上浮的图像如图乙所示。已知“奋斗者号”在内的总质量为，下潜时通过吸入或排出海水改变自身总重，但艇身体积不变，且海水密度均匀，则下列说法正确的是（ ）
A．内，“奋斗者号”处于超重状态
B．内，“奋斗者号”的加速度大小为
C．内，“奋斗者号”的总质量大于
D．内，“奋斗者号”上浮的深度为
【答案】AC
【详解】A．内，“奋斗者号”加速向上运动，则处于超重状态，选项A正确；
B．内，“奋斗者号”的加速度大小为
选项B错误；
C．内加速上升，浮力大于重力；内，“奋斗者号”匀速运动，浮力等于重力；因浮力不变，可知内的总质量大于，选项C正确；
D．内，“奋斗者号”上浮的深度为
选项D错误。
故选AC。
2025年1月17日下午2时，在建的花江峡谷大桥成功合龙，建成后该大桥主桥跨径和桥梁高度均居世界第一。在某次钢桁梁精准吊装过程中钢桁梁竖直向上运动的位移x与时间t的图像如图所示，其中时间内和时间内的图线为曲线，时间内的图线为一倾斜直线，时间内的图线为一平行于时间轴的直线，是时间内的某一时刻，则下列说法正确的是（ ）
A．时间内，钢桁梁的速度逐渐增大，处于失重状态
B．时间内，钢桁梁的速度逐渐增大，处于超重状态
C．钢桁梁时刻的速度小于时刻的速度
D．时刻钢桁梁刚好吊装到指定位置
【答案】C
【详解】A．图像的斜率表示速度的大小，时间内，图像切线的斜率逐渐增大，则钢桁梁的速度逐渐增大，吊装过程速度方向向上，向上加速运动，加速度方向向上，则钢桁梁处于超重状态，故A错误；
B．时间内图线为直线，表示匀速直线运动，既不失重也不超重，故B错误；
C．从图像的斜率可知，时间内钢桁梁的速度逐渐增大，时间内钢桁梁的速度不变，时间内钢桁梁的速度逐渐减小，所以时刻钢桁梁的速度小于时刻的速度，故C正确；
D．时间内图线为一平行于时间轴的直线，则此段时间内速度为0，所以时刻钢桁梁刚好吊装到指定位置，故D错误。
故选C。
某无人机研制单位测试无人机的试飞状态，他们测得无人机的加速度与时间的关系图像如图所示，竖直向上为正方向。已知时刻无人机从地面起飞，时刻无人机的速度为0.下列说法中正确的是（ ）
A．时间内，无人机先处于超重状态后处于失重状态
B．时间内，时刻无人机的动能最大
C．时间内，无人机始终向上运动
D．时刻无人机的升力一定是时刻无人机升力的2倍
【答案】C
【详解】A．图像可知时间内加速度始终向上，故无人机一直处于超重状态，故A错误；
B．图像可知时间内无人机竖直向上做加速运动，无人机竖直向上做减速运动直至时刻无人机的速度为0，故时刻无人机速度最大，动能最大，故B错误；
C．由B选项可知无人机一直向上运动，时间内，无人机从速度0开始向上加速运动，故时间内，无人机始终向上运动，故C正确；
D．设无人机质量为m，时刻有
解得无人机升力
时刻有
解得无人机升力
数学关系可知，时刻无人机的升力不一定是时刻无人机升力的2倍，故D错误。
故选C。
如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．人处于失重状态，人对体重计的压力大小为）
B．人处于超重状态，人对体重计的压力大小为ma
C．人处于失重状态，人对体重计的压力大小为ma
D．人处于超重状态，人对体重计的压力大小为
【答案】D
【详解】由于人随电梯以大小为a的加速度加速上升，所以人处于超重状态；以人为对象，根据牛顿第二定律可得
解得人受到的支持力大小为
根据牛顿第三定律得，人对体重计的压力大小为。
故选D。
现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，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】BD
【详解】A．把手机向上抛出，手机初速度方向向上，以竖直向上为正方向，在时间内，加速度为正值，方向向上，加速度方向与速度方向相同，手机向上做加速运动，故A错误；
B．以竖直向上为正方向，可知，时刻手机加速度恰好等于重力加速度，即时刻手机开始脱离手掌，手机向上做竖直上抛运动，根据图示，时刻之后，时间加速度不等于重力加速度，即时刻手机被接住，即时间做竖直上抛维持的时间为，根据对称性可知，手机竖直上抛至最高点经历的时间为，则手机到达最高点的时刻为
故B正确；
C．结合图示可知，在时间内，手机的加速度方向先向上后向下，则在时间内，手机先处于超重状态后处于失重状态，故C错误；
D．时间内，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有
加速度减小，则手机受到的支持力减小，时间内，加速度方向向下，根据牛顿第二定律有
加速度大小增大，则手机受到的支持力减小，综合上述可知，在时间内手机受到的支持力逐渐减小，故D正确。
故选BD。
第1页（共1页）
