第23講超重與失重

內(nèi)容導(dǎo)航——預(yù)習(xí)三步曲

第一步：學(xué)

析教材學(xué)知識：教材精講精析、全方位預(yù)習(xí)

練習(xí)題講典例：教材習(xí)題學(xué)解題、快速掌握解題方法

練考點(diǎn)強(qiáng)知識：2大核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練

第二步：記

串知識識框架：思維導(dǎo)圖助力掌握知識框架、學(xué)習(xí)目標(biāo)復(fù)核內(nèi)容掌握

第三步：測

過關(guān)測穩(wěn)提升：小試牛刀檢測預(yù)習(xí)效果、查漏補(bǔ)缺快速提升

知識點(diǎn)1重力的測量

1．方法一：利用牛頓第二定律

先測量物體做自由落體運(yùn)動的加速度g，再用天平測量物體的質(zhì)量，根據(jù)G＝mg算出重力大小。

2．方法二：利用力的平衡條件

將待測物體懸掛或放置在測力計(jì)上，使它處于靜止?fàn)顟B(tài)。這時物體所受的重力和測力計(jì)對物體的拉力或支

持力的大小相等。這是測量重力最常用的方法。

知識點(diǎn)2超重和失重的理解和分析

1．人站在體重計(jì)上向下蹲的過程中，體重計(jì)的示數(shù)會變化。體重計(jì)的示數(shù)反映了人對體重計(jì)的壓力。

2．超重

(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象。

(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度。

3．失重

(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象。

(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度。

(3)完全失重

①定義：物體對支持物(或懸掛物)完全沒有作用力的現(xiàn)象。

②產(chǎn)生條件：a＝g，方向豎直向下。

學(xué)霸思維：超重或失重時，物體的重力不變，只是視重發(fā)生變化。

1

洞悉1．視重與失重、超重

教材(1)視重：當(dāng)物體用彈簧測力計(jì)豎直懸掛或放在水平臺秤上時，彈簧測力計(jì)或臺秤的示數(shù)稱

為“視重”，其大小等于彈簧測力計(jì)所受的拉力或臺秤所受的壓力。

(2)失重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象。

(3)超重：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象。

2．超重、失重現(xiàn)象的分析

特征狀態(tài)加速度視重(F)與重力的關(guān)系運(yùn)動情況受力圖

靜止或勻速直

平衡a＝0F＝mg

線運(yùn)動

向上加速或向

超重向上F＝m(g＋a)>mg

下減速

向下加速或向

失重向下F＝m(g－a)<mg

上減速

拋體、正常運(yùn)行

完全失重a＝gF＝0

的衛(wèi)星

3.兩點(diǎn)說明

(1)處于完全失重狀態(tài)時，一切與重力有關(guān)的現(xiàn)象都消失，所有依據(jù)重力原理制作的儀器都

不能正常工作。比如液體對容器壁的壓力消失，浸在液體中的物體受到的浮力消失，天平、

水銀氣壓計(jì)等儀器都不能正常使用。

(2)無論物體沿哪個方向運(yùn)動，只要在豎直方向有向上的加速度，就處于超重狀態(tài)；有向下

的加速度，就處于失重狀態(tài)。

學(xué)霸思維：判斷超重、失重的方法

(1)從受力的角度判斷：當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小

于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)。

(2)從加速度的角度判斷：當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于

失重狀態(tài)，向下的加速度為g時處于完全失重狀態(tài)。

教材習(xí)題01解題方法

2

設(shè)某人的質(zhì)量為60kg，站在電梯內(nèi)的水平地板上，對人進(jìn)行受力分析，規(guī)定向上為正方

當(dāng)電梯以0.25m/s2的加速度勻加速上升時，求人對向，列牛頓第二定律方程，求解支持

電梯的壓力。g取9.8m/s2。力，再根據(jù)牛頓第三定律可得人對電

梯的壓力。

【答案】603N，方向豎直向下

教材習(xí)題02

當(dāng)在盛水的塑料瓶壁上扎一個小孔時，水會從小孔噴解題方法

水瓶自由下落處于完全失重狀態(tài)，水

出，但釋放水瓶，讓水瓶自由下落，水卻不會從小孔

之間沒有相互作用，水不能流出。

流出。這是為什么？

【答案】當(dāng)釋放水瓶后，水瓶自由下落，瓶和水均處于完全失重狀態(tài)，瓶中各處的水(包括

小孔處的水)的壓強(qiáng)都等于大氣壓，水之間沒有互相擠壓，故水不能從瓶中流出

教材習(xí)題03解題方法

一種巨型娛樂器械可以使人體驗(yàn)超重和失重狀態(tài)（如座艙以及人、手機(jī)都在自由下落，均

圖）。一個可乘坐二十多個人的環(huán)形座艙套裝在豎直處于完全失重狀態(tài)，因此人的手感覺

柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自不到手機(jī)的壓力，通過運(yùn)動學(xué)規(guī)律求

由落下。落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，到地面時解加速度，再通過牛頓第二定律求解

剛好停下。已知座艙開始下落時的高度為76m，當(dāng)落外力。

到離地面28m的位置時開始制動，座艙做勻減速運(yùn)

動。若座艙中某人用手托著質(zhì)量為0.2kg的手機(jī)，當(dāng)

座艙落到離地面50m的位置時，手的感覺如何？當(dāng)座

艙落到離地面15m的位置時，手要用多大的力才能托

住手機(jī)？

【答案】(1)人的手感覺不到手機(jī)的壓力；(2)5.4N

3

考點(diǎn)一超重和失重的理解

1．神舟十七號載人飛船返回艙于2024年4月30日在東風(fēng)著陸場成功著陸，在飛船返回至離地面十幾公里

時打開主傘飛船快速減速，返回艙速度大大減小，在減速過程中（）

A．返回艙受到的合力向下B．返回艙處于平衡狀態(tài)

C．返回艙處于失重狀態(tài)D．返回艙處于超重狀態(tài)

【答案】D

【詳解】返回艙減速下降，則加速度向上，合力向上，返回艙處于超重狀態(tài)。

故選D。

2．如圖所示，質(zhì)量為m的人站在體重計(jì)上，隨電梯以大小為a的加速度加速上升，重力加速度大小為g。

下列說法正確的是（）

A．人處于失重狀態(tài)，人對體重計(jì)的壓力大小為m(ga)）

B．人處于超重狀態(tài)，人對體重計(jì)的壓力大小為ma

C．人處于失重狀態(tài)，人對體重計(jì)的壓力大小為ma

D．人處于超重狀態(tài)，人對體重計(jì)的壓力大小為m(ga)

【答案】D

【詳解】由于人隨電梯以大小為a的加速度加速上升，所以人處于超重狀態(tài)；以人為對象，根據(jù)牛頓第二

定律可得Nmgma

解得人受到的支持力大小為Nm(ga)

根據(jù)牛頓第三定律得，人對體重計(jì)的壓力大小為m(ga)。

故選D。

3．將一彈簧測力計(jì)懸掛在升降機(jī)天花板下，彈簧下端連接一個小鋼球，如果彈簧測力計(jì)示數(shù)突然變大，則

此時升降機(jī)可能的運(yùn)動狀態(tài)是（）

A．減速上升B．加速下降C．減速下降D．勻速下降

【答案】C

4

【詳解】以小鋼球?yàn)檠芯繉ο螅艿街亓蛷椈傻膹椓?。靜止時，兩力平衡；當(dāng)彈簧測力計(jì)示數(shù)突然變大，

則彈力增大，根據(jù)牛頓第二定律可知，小鋼球的加速度豎直向上，故升降機(jī)可能的運(yùn)動狀態(tài)是加速上升或

減速下降。

故選C。

4．如圖，雪碧瓶在底部鉆幾個小孔，盛滿水后將瓶豎直上拋，上升過程中應(yīng)出現(xiàn)圖為（）

A．B．

C．D．

【答案】A

【詳解】盛滿水后將瓶豎直上拋，上升過程中處于完全失重狀態(tài)，水不會流出。

故選A。

5．（多選）巴黎奧運(yùn)會上，我國運(yùn)動員取得了優(yōu)異成績。下列關(guān)于圖中運(yùn)動員的描述，正確的是（）

A．圖甲中蹦床運(yùn)動員離開蹦床向上運(yùn)動的過程中處于失重狀態(tài)

B．圖乙中舉重運(yùn)動員舉著杠鈴保持不動時處于超重狀態(tài)

C．圖丙中跳高運(yùn)動員騰空過桿過程中處于超重狀態(tài)

D．圖丁中單杠運(yùn)動員雙手抓桿向上減速運(yùn)動過程中處于失重狀態(tài)

【答案】AD

【詳解】A．圖甲中蹦床運(yùn)動員離開蹦床向上運(yùn)動的過程中，加速度方向向下，則運(yùn)動員處于失重狀態(tài)，故

A正確；

B．圖乙中舉重運(yùn)動員舉著杠鈴保持不動時，運(yùn)動員處于靜止平衡狀態(tài)，加速度為0，既不超重，又不失重，

5

故B錯誤；

C．圖丙中跳高運(yùn)動員騰空過桿過程中，加速度方向向下，運(yùn)動員處于失重狀態(tài)，故C錯誤；

D．圖丁中單杠運(yùn)動員雙手抓桿向上減速運(yùn)動過程中，加速度方向向下，則運(yùn)動員處于失重狀態(tài)，故D正

確。

故選AD。

考點(diǎn)二超重和失重的有關(guān)計(jì)算

6．如圖所示，一人站在電梯中的體重計(jì)上，隨電梯一起運(yùn)動。電梯做勻速直線運(yùn)動時，體重計(jì)的示數(shù)為50kg。

在某時刻電梯中的人觀察到體重計(jì)的示數(shù)變?yōu)?5kg，g取10m/s2，關(guān)于電梯的運(yùn)動，以下說法正確的是

（）

A．電梯可能向上加速運(yùn)動，加速度大小為11m/s2

B．電梯可能向下減速運(yùn)動，加速度大小為1m/s2

C．電梯可能向下加速運(yùn)動，加速度大小為1m/s2

D．電梯可能向下減速運(yùn)動，加速度大小為11m/s2

【答案】B

【詳解】由牛頓第二定律可得Nmgma

55105010

解得加速度大小為am/s21m/s2

50

方向豎直向上，則電梯可能向上加速運(yùn)動，也可能向下減速運(yùn)動。

故選B。

7．張華同學(xué)站在升降電梯內(nèi)的體重秤上，電梯靜止時，體重秤示數(shù)為50kg。電梯運(yùn)動過程中，某一段時間

內(nèi)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重秤示數(shù)如圖，重力加速度為g。則在這段時間內(nèi)（）

A．該同學(xué)所受的重力變大

B．電梯一定豎直向上運(yùn)動

6

g

C．電梯的加速度大小為，方向可能豎直向上

5

g

D．電梯的加速度大小為，方向一定豎直向上

10

【答案】D

【詳解】A．由題圖知，體重計(jì)示數(shù)變大，說明該同學(xué)在這段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)，他對體重計(jì)的壓力將變

大，而他的重力沒有改變，故A錯誤；

B．該同學(xué)處于超重狀態(tài)，加速度方向豎直向上，但電梯不一定豎直向上運(yùn)動，也可能向下做減速運(yùn)動，故

B錯誤；

CD．根據(jù)體重計(jì)示數(shù)，可知此時人的視重為55g，即此時人對電梯的壓力為55g，則電梯對人的支持力為

Fmg55g50gg

55g，對人根據(jù)牛頓第二定律有a

m5010

g

方向豎直向上，也即電梯的加速度大小為，方向豎直向上，故C錯誤，D正確。

10

故選D。

8．人站在力傳感器上完成下蹲、站起動作，觀察計(jì)算機(jī)采集到的圖線。如圖是某人在運(yùn)動過程中力傳感器

的示數(shù)隨時間變化的情況。下列說法正確的是（）

A．人的質(zhì)量約為100kg

B．在1s~2s內(nèi)，人完成“下蹲”和“站起”兩個動作

C．在下蹲過程中，人的最大加速度約為6ms2

D．在5s~6s內(nèi)，人一直處于超重狀態(tài)

【答案】C

【詳解】A．人的重力約為500N，即人的質(zhì)量約為

G

m50kg

g

故A錯誤；

BD．在1s~2s內(nèi)，人對傳感器的壓力先小于重力后大于重力，人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，人完成的

是“下蹲”動作；在5s~6s內(nèi)，人對傳感器的壓力先大于重力后小于重力，人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀

態(tài)，故BD錯誤；

C．在下蹲過程中，人對傳感器的最小壓力約為200N，根據(jù)牛頓第三定律，傳感器對人的最小支持力大小

7

也約為200N，故人的最大加速度約為

mgF50020022

aNms6ms

m50

故C正確；

故選C。

9．（多選）一名質(zhì)量為60kg的乘客，乘坐電梯從一層到六層，如圖所示。當(dāng)電梯以的0.25m/s2加速度勻加

速上升時，重力加速度大小g10m/s2，則人對電梯的壓力大小和方向正確的是（）

A．大小為600NB．大小為615N

C．方向?yàn)樨Q直向下D．方向?yàn)樨Q直向上

【答案】BC

【詳解】以人為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律FNmgma

代入數(shù)據(jù)解得FN615N

根據(jù)牛頓第三定律可知，人對電梯的壓力大小為615N，方向豎直向下。

故選BC。

10．（多選）如圖所示，在升降機(jī)內(nèi)的水平底面上安裝壓力傳感器后，將物體G放在壓力傳感器上面。當(dāng)升

降機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，壓力傳感器的示數(shù)為80N，重力加速度g10m/s2，下列說法正確的是（）

A．壓力傳感器的示數(shù)為60N時，升降機(jī)可能以2.5m/s2的加速度減速上升

B．壓力傳感器的示數(shù)為60N時，升降機(jī)可能以2.5m/s2的加速度加速上升

C．壓力傳感器的示數(shù)為100N時，升降機(jī)可能以2.5m/s2的加速度加速上升

D．壓力傳感器的示數(shù)為100N時，升降機(jī)可能以2.5m/s2的加速度減速上升

【答案】AC

【詳解】AB．當(dāng)升降機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，壓力傳感器的示數(shù)

F1mg80N

8

解得

m8kg

當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)為60N時，則有

F2mga160N

解得

2

a12.5m/s

方向向下，故升降機(jī)可能減速上升，故A正確，B錯誤；

CD．當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)為100N時，則有

F3mga2100N

解得

2

a22.5m/s

方向向上，升降機(jī)可能加速上升，故C正確，D錯誤。

故選AC。

知識導(dǎo)圖記憶

知識目標(biāo)復(fù)核

1．知道超重、失重和完全失重的定義。

2.能夠在具體實(shí)例中判斷超重、失重現(xiàn)象。

3.會利用牛頓運(yùn)動定律分析超重和失重現(xiàn)象。

9

一、單選題

1．“蹦極”是一項(xiàng)刺激的運(yùn)動，能讓挑戰(zhàn)者獲得失重和超重的體驗(yàn)。如圖，一名挑戰(zhàn)者身系彈性繩從高處沿

直線下落，依次經(jīng)過a、b、c三點(diǎn)，運(yùn)動到a點(diǎn)時，彈性繩剛好繃緊，運(yùn)動到b點(diǎn)時，彈性繩上的拉力剛

好等于挑戰(zhàn)者的重力，c點(diǎn)為下落的最低點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力和彈性繩的重力，彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，則

挑戰(zhàn)者從a點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)的過程中（）

A．一直處于超重狀態(tài)

B．一直處于失重狀態(tài)

C．先超重后失重

D．先失重后超重

【答案】D

【詳解】ab段向上的彈力小于向下的重力，此時加速度向下，挑戰(zhàn)者處于失重狀態(tài)；bc段向上的彈力大于

向下的重力，此時加速度向上，挑戰(zhàn)者處于超重狀態(tài)。

故選D。

2．某次實(shí)驗(yàn)，小明同學(xué)站在力傳感器上進(jìn)行起立、下蹲的動作，得到如圖所示的力隨時間變化的圖像，下

列說法能正確反映小明動作的是（）

A．先起立，后下蹲

B．先下蹲，后起立

C．先起立，后下蹲，接著起立，再下蹲

D．先下蹲，后起立，接著下蹲，再起立

【答案】B

【詳解】由圖可知，前一過程中，某同學(xué)所受支持力先小于重力，再大于重力，即加速度先向下，再向上；

后一過程中，某同學(xué)所受支持力先大于重力，再小于重力。

10

而起立過程為加速上升和減速上升；下蹲過程為加速下降和減速下降?？芍?，該同學(xué)先下蹲，后起立。

故選B。

3．空間站的發(fā)射和回收過程中，航天員要承受超重或失重的考驗(yàn)。在某空間站豎直向上加速發(fā)射過程中，

有一段時間內(nèi)的加速度達(dá)到3.5g。已知空間站中航天員的質(zhì)量為m，取重力加速度g10m/s2，則在該段

時間內(nèi)（）

A．航天員處于失重狀態(tài)

B．空間站對航天員的作用力大小為4.5mg

C．空間站中質(zhì)量為2kg的物體置于臺秤上的視重為70N

D．空間站對航天員的作用力大于航天員對空間站的作用力

【答案】B

【詳解】A．因?yàn)榧铀俣认蛏?，所以航天員處于超重狀態(tài)，故A錯誤；

B．對航天員根據(jù)牛頓第二定律，有Fmgma

解得F3.5mg

故B正確；

C．根據(jù)牛頓第二定律，有FNmgma

解得FN90N

故C錯誤；

D．間站對航天員的作用力與航天員對空間站的作用力大小相等、方向相反是一對作用力與反作用力，故D

錯誤。

故選B。

4．圖甲是某人站在接有傳感器的地板上做下蹲、起跳和回落動作的示意圖，圖中的小黑點(diǎn)表示人的重心，

圖乙是地板所受壓力隨時間變化的圖像，取重力加速度g10m/s2。根據(jù)圖像分析可知（）

A．c到d的過程中，人處于完全失重狀態(tài)

B．人的重力可由b點(diǎn)讀出，約為500N

C．f點(diǎn)是人在雙腳離開地板的過程中上升最高的點(diǎn)

D．人上升的最大高度約為0.3125m

【答案】D

11

【詳解】A．c到d的過程中，壓力先大于重力后小于重力，所以人先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)，故A

錯誤；

B．人在a處于平衡狀態(tài)，人所受支持力等于重力，根據(jù)牛頓第三定律，壓力等于支持力，因此人的重力從

a點(diǎn)讀出為1000N，故B錯誤；

C．f點(diǎn)對應(yīng)的壓力最大，大于重力，則人處于超重狀態(tài)，肯定不是上升到最高點(diǎn)，故C錯誤；

D．從d點(diǎn)到e點(diǎn)人在空中運(yùn)動，人在空中運(yùn)動的時間t=2.5s-2s=0.5s

110.5

人上升的最大高度約為hgt210()2m0.3125m

222

故D正確。

故選D。

5．在學(xué)習(xí)了超重失重之后，小明同學(xué)站在體重計(jì)上，做下蹲和起立的動作，通過力傳感器采集的圖像如圖

所示，g10m/s2，下列說法正確的是（）

A．小明的體重約為90kg

B．AB段為起立過程，CD段為下蹲過程

C．AC段為起立過程，DE段為下蹲過程

D．下蹲過程中一直處于超重狀態(tài)

【答案】C

G

【詳解】A．由圖可知，小明的重力為G=600N，則小明的質(zhì)量約為m60kg

g

故A錯誤；

BCD．人下蹲動作分別有失重和超重兩個過程，先是加速下降失重，到達(dá)一個最大速度后再減速下降超重，

對應(yīng)先失重再超重；起立先是向上加速再向上減速，對應(yīng)先超重再失重，對應(yīng)圖象可知，該同學(xué)做了一次

下蹲-起立的動作，AC段為起立過程，DE段為下蹲過程，故BD錯誤，C正確。

故選C。

6．在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計(jì)，電梯靜止時，某同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為如圖所示的40kg。

電梯突然啟動，在啟動的一段時間內(nèi)，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)為45kg，取重力加速度大小g=10m/s2，下列

說法正確的是（）

12

A．該同學(xué)的質(zhì)量變大了

B．電梯啟動時一定在豎直向上運(yùn)動

C．電梯啟動時可能在豎直向下運(yùn)動

D．電梯啟動時的加速度大小為2m/s2

【答案】B

【詳解】A．該同學(xué)的質(zhì)量不變，故A錯誤；

BC．該同學(xué)在這段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)，電梯啟動時一定在豎直向上運(yùn)動，故B正確，C錯誤；

D．根據(jù)牛頓第二定律，可知

Fmgma

其中

Fm示數(shù)g

解得

a1.25m/s2

故D錯誤。

故選B。

7．如圖所示，兩物體A、B(mAmB)疊放在一起，靠在豎直墻面上。將它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下

落過程中，物體B的受力示意圖是（不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g）（）

A．B．C．D．

【答案】A

【詳解】兩物體A、B疊放在一起，在沿粗糙墻面下落過程中，由于兩物體與豎直墻面之間沒有壓力，故

13

沒有摩擦力，兩物體一起做自由落體運(yùn)動，A、B之間沒有彈力作用，物體B只受重力作用。

故選A。

8．跳傘運(yùn)動員從高空跳下，在降落傘打開之前，空氣阻力忽略不計(jì)，此時下落的加速度為a，背包對運(yùn)動

員的壓力為F。設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，背包的質(zhì)量為m，則下列正確的是（）

A．a(chǎn)g，F(xiàn)mgB．a(chǎn)g，F(xiàn)mg

C．a(chǎn)g，F(xiàn)mgD．a(chǎn)g，F(xiàn)0

【答案】D

【詳解】在降落傘打開之前，空氣阻力忽略不計(jì)，運(yùn)動員和背包只受重力，因此下落的加速度等于g；此

時處于完全失重狀態(tài)，所以F0。

故選D。

9．如圖所示，一個圓形水杯底部有一小孔，用手指堵住小孔，往杯子里倒半杯水。手指松開后，下列方式

可以使水流出的是（不考慮杯子轉(zhuǎn)動及空氣阻力）（）

A．勻速運(yùn)動B．豎直向下拋出

C．斜向上拋出D．靜止釋放

【答案】A

【詳解】BCD．杯子跟水做斜向上拋體運(yùn)動、自由落體運(yùn)動、豎直下拋運(yùn)動時都只受重力，處于完全失重

狀態(tài)，杯子與水相對靜止，因此不會有水漏出，BCD錯誤，；

A．杯子做勻速運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，水受重力，會漏出，A正確。

故選A。

10．如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋（不計(jì)空氣阻力），到回到出發(fā)點(diǎn)的過程中，

下列說法正確的是（）

A．上升過程A、B處于超重狀態(tài)，下降過程A、B處于失重狀態(tài)

14

B．上升和下降過程A、B兩物體均為完全失重

C．上升過程中A物體對B物體的壓力大于A物體受到的重力

D．下降過程中A物體對B物體的壓力大于A物體受到的重力

【答案】B

【詳解】AB．上升和下降過程A、B兩物體均只受重力，處于完全失重狀態(tài)，故A錯誤，B正確；

CD．上升過程中和下降過程A物體對B物體的壓力均為零，故CD錯誤。

故選B。

11．小明拿著一個由輕質(zhì)彈性細(xì)繩和一質(zhì)量為0.5kg的小球組成的玩具乘坐電梯，如圖所示。某時刻他發(fā)現(xiàn)

輕質(zhì)彈性細(xì)繩的伸長量為電梯靜止時的1.2倍，則該時刻（）

A．小明處于超重狀態(tài)B．小明處于失重狀態(tài)

C．電梯可能加速下降D．電梯可能減速上升

【答案】A

【詳解】電梯靜止不動時，小球受力平衡，有mgkx

電梯運(yùn)行時，輕質(zhì)彈性細(xì)繩的伸長量比電梯靜止時大，說明彈力變大了，由牛頓第二定律有Fmgma

1

解得加速度大小為ag

5

方向豎直向上，故小明處于超重狀態(tài)，所以電梯可能加速上升或減速下降。

故選A。

12．某同學(xué)為測量電梯啟動的加速度，站在電梯中的體重計(jì)上隨電梯一起上升。同學(xué)靜止時，體重計(jì)顯示

69kg，啟動過程中體重計(jì)示數(shù)穩(wěn)定在73kg，g取10m/s2，則電梯向上啟動的加速度大小為（）

A．4m/s2B．0.4m/s2

4040

C．m/s2D．m/s2

6973

【答案】C

【詳解】同學(xué)靜止時，體重計(jì)顯示69kg，根據(jù)平衡條件有N1m1g690N

啟動過程中體重計(jì)示數(shù)穩(wěn)定在73kg，根據(jù)牛頓第二定律有N2m1gm1a

其中N2m2g730N

40

解得am/s2

69

15

故選C。

13．phyphox是一款功能強(qiáng)大的軟件，它可以讓手機(jī)充當(dāng)一個真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)工具，讓用戶隨時隨地進(jìn)行物

理學(xué)習(xí)。該軟件支持快速生成圖表和文字，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用戶可以通過選擇傳感器輸入來設(shè)計(jì)和分析

實(shí)驗(yàn)，為用戶提供了豐富便利的實(shí)驗(yàn)輔助工具?，F(xiàn)用某款智能手機(jī)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：在phyphox里面打開加

速度傳感器，用手掌平托智能手機(jī)，將其豎直向上拋出，然后在拋出點(diǎn)接住手機(jī)，以豎直向上為正方向，

測得手機(jī)在豎直方向的加速度隨時間變化的圖像如圖所示，則手機(jī)（）

A．在t1~t3時間內(nèi)手機(jī)先加速后減速

B．在t2時刻手機(jī)到達(dá)最高點(diǎn)

C．在t2~t4時間內(nèi)，手機(jī)處于失重狀態(tài)

D．在t2~t4時間內(nèi)手機(jī)受到的支持力逐漸減小

【答案】D

【詳解】A．t1~t3時間內(nèi)手機(jī)沒有離開手掌，速度向上，加速度向上，手機(jī)一直在向上加速，A錯誤；

B．t2時刻手機(jī)的加速度減小，但依然向上加速運(yùn)動，只不過速度的增加量逐漸減小，故t2時刻手機(jī)還在上

升，并未達(dá)到最高點(diǎn)，B錯誤；

C．t2~t4時間內(nèi)加速度先向上再向下，則手機(jī)應(yīng)處于先超重再失重狀態(tài)，C錯誤；

D．t2~t3時間內(nèi)加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律，則有FNmgma

隨著a的減小，手機(jī)受到支持力會減小，t3~t4時間內(nèi)加速度向下，同理可得mgFNma隨著a的增大，

手機(jī)受到支持力也會減小，D正確。

故選D。

二、多選題

14．實(shí)驗(yàn)小組利用DIS系統(tǒng)，觀察超重和失重現(xiàn)象。他們在學(xué)校電梯內(nèi)做實(shí)驗(yàn)，某次實(shí)驗(yàn)得到電梯內(nèi)一物

體v—t圖像如圖所示，取向上為正方向，以下說法正確的是（）

16

A．t4s時電梯上升到最高點(diǎn)

B．1~3s內(nèi)電梯加速上升，物體處于超重狀態(tài)

C．5~7s內(nèi)電梯減速下降，物體處于失重狀態(tài)

D．t8s時電梯停止在某一層樓

【答案】BD

【詳解】A．t4s時電梯上升的速度從最大開始向上減速，未達(dá)到最高點(diǎn)，故A錯誤；

B．1~3s內(nèi)電梯加速上升，則加速度向上，物體處于超重狀態(tài)，故B正確；

C．5~7s內(nèi)電梯減速上升，加速度向下，物體處于失重狀態(tài)，故C錯誤；

D．t8s時電梯的速度減小為0，則電梯停止在某一層樓，故D正確。

故選BD。

15．一人乘高速電梯從頂樓開始下降，設(shè)豎直向上為加速度a的正方向，在下降過程中加速度a隨時間t變

化的圖線如圖所示，則（）

A．2~4s，人處于超重狀態(tài)

B．14~18s，人處于超重狀態(tài)

C．t1s時人對地板的壓力大于t3s時人對地板的壓力

D．t14s時人對地板的壓力大于t16s時人對地板的壓力

【答案】BC

【詳解】A．2~4s人的加速度向下，人處于失重狀態(tài)，故A錯誤；

B．14~18s人的加速度向上，人處于超重狀態(tài)，故B正確；

C．由牛頓第二定律，有mgFNma

可得人對地板的壓力為FNmgma

由圖可知t=1s時的加速度小于t=3s時的加速度，所以t=1s時人對地板的壓力大于t=3s時人對地板的壓力，

故C正確；

D．由牛頓第二定律，有FNmgma

17

可得人對地板的壓力為FNmgma

由圖可知t=14s時的加速度小于t=16s時的加速度，所以t=14s時人對地板的壓力小于t=16s時人對地板的

壓力，故D錯誤。

故選BC。

16．某同學(xué)使用輕彈簧、直尺、鋼球等制作了一個“豎直加速度測量儀”，如圖所示。彈簧上端固定，在彈

簧旁沿彈簧長度方向固定一直尺。不掛鋼球時，彈簧下端指針位于直尺20cm刻度處；下端懸掛質(zhì)量為

m1kg的鋼球，靜止時指針位于直尺40cm刻度處。將直尺不同刻度對應(yīng)的加速度標(biāo)在直尺上，就可用此

裝置直接測量豎直方向的加速度。取豎直向上為正方向，重力加速度大小為g取10m/s2。下列說法正確的

是（）

A．彈簧的勁度系數(shù)k50N/m

B．指針指在30cm刻度時，物體加速度為5m/s2

C．指針指在30cm刻度時，物體處于失重狀態(tài)

D．指針指在30cm刻度時，物體一定向下運(yùn)動

【答案】ABC

【詳解】A．根據(jù)胡克定律mgk(x1x0)

解得彈簧的勁度系數(shù)為k50N/m

故A正確；

B．指針位于直尺30cm刻度時，根據(jù)牛頓第二定律k(x2x0)mgma1

2

解得30cm刻度對應(yīng)的加速度為a15m/s

故B正確；

CD．指針位于直尺30cm刻度時，求得加速度大小為5m/s2，方向豎直向下，則物體處于失重狀態(tài)，而物體

可以向下加速運(yùn)動，也可以向上做減速運(yùn)動，故C正確，D錯誤。

故選ABC。

17．質(zhì)量為0.5kg的物塊A放在一個縱剖面為矩形的靜止木箱內(nèi)，A和木箱水平底面之間的動摩擦因數(shù)為

0.3。A的右邊被一根輕彈簧用1.2N的水平拉力向右拉著而保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g

18

取10m/s2。以下正確的是（）

A．A受到摩擦力的大小為1.2N

B．當(dāng)木箱以1m/s2豎直向下的加速度向下加速運(yùn)動時，A失重將相對木箱向右滑動

C．當(dāng)木箱以1m/s2豎直向上的加速度向上加速運(yùn)動時，A超重將相對木箱向右滑動

D．當(dāng)木箱以6m/s2水平向右的加速度向右加速運(yùn)動時，A將相對木箱向左滑動

【答案】AD

【詳解】A．物塊A能保持靜止，根據(jù)平衡條件可知此時彈簧彈力等于物塊與木箱間的摩擦力，則有

fF彈1.2N

方向向左，故A正確；

B．當(dāng)木箱以1m/s2豎直向下的加速度向下加速運(yùn)動時，根據(jù)牛頓第二定律有mgNma

解得N4.5N<mg5N

此時的最大靜摩擦力fN1.35N1.2N

即A失重，壓力減小，最大摩擦力大于彈簧的拉力，A相對木箱靜止，故B錯誤；

C．當(dāng)木箱以1m/s2豎直向上的加速度向上加速運(yùn)動時，根據(jù)牛頓第二定律有Nmgma

解得N5.5N>mg5N

即A超重，壓力增大，故最大靜摩擦力增大，且最大靜摩擦力大于木箱靜止時的摩擦力，故A相對木箱位

置不變，故C錯誤；

D．木箱做水平向右速勻加速運(yùn)動，以物塊為研究對象，設(shè)物塊相對木箱靜止的最大加速度大小為a2，根據(jù)

牛頓第二定律有mgF彈ma2

22

解得a25.4m/s6m/s

故A將相對木箱向左滑動，故D正確。

故選AD。

18．如圖所示，家用樓梯升降椅可以沿著傾斜的直軌道運(yùn)動，方便行動困難的老人上下樓。以下說法正確

的是（）

19

A．升降椅加速上升時，人處于失重狀態(tài)

B．升降椅減速上升時，人處于失重狀態(tài)

C．升降椅勻速上升時，升降椅對人的作用力豎直向上