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人教版普高物必修1 第4章 运动和力的关系 第7讲牛顿第二定律的应用--超重与失重（讲义）--教师版（定稿）
人教版普高物必修1 第4章 运动和力的关系 第7讲牛顿第二定律的应用--超重与失重（讲义）
知识点1超重和失重
1、重力的测量
方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g ，再用天平 测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。
方法二：利用力的平衡条件 对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持 力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。
2、实重和视重
2.1、实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。
2.2、视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。
2.3、实重等于视重：在平衡状态时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）大小等于物体的重力。
2.4、实重不等于视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）就不等于物体的重力了。
提醒：正因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于实重，所以我们在用弹簧测力计测物体的重力时，强调应在静止状态或匀速运动状态下进行。
3、超重和失重
3.1、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：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
3.2、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：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。
3.3、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)等于零的状态。
(2)产生条件：a＝g，方向竖直向下。
4、超重、失重和完全失重的比较
特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 视重与实重 运动情况 受力图
平衡 a＝0 F＝mg 视重=重力 静止或匀速直线运动
超重 竖直向上或有竖直向上分量 由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg 视重＞重力 向上加速或向下减速
失重 竖直向下或有竖直向下分量 由mg－F＝ma得F＝m(g－a)完全失重 a＝g F＝0 视重=0 以a＝g加速下降或减速上升
5、对超重、失重的“三点”理解
5.1、发生超重和失重时，物体所受的重力始终存在，大小也没有变化。
5.2、物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。
5.3、在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。例如：液体的压强、浮力将为零，水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等。
6、判断超重、失重状态的方法
6.1、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。
6.2、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。
6.3、物体的一部分具有竖直方向的分加速度时，整体也会出现超重或失重状态。
注意：引起超重和失重的有效加速度是实际加速度在竖直方向上的分量。
7、超重和失重问题的等效处理方法
将物体所受重力mg直接看作，（g+a）（超重）或m（g - a）（失重）．然后按平衡问题处理。或把ma理解为在超重或失重状态下物体对支持物的作用力比物体在竖直方向无加速度状态下对支持物的作用力增加或减少的量，即超重或失重了ma。
8、解决超重和失重问题的一般思路
(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。
专题讲练1
1.1重力的测量、超重和失重的理解
1．关于超重与失重的说法正确的是(　D　)
A．游泳运动员浮在水面静止不动时处于失重状态 B．在超重现象中，物体的重力是增大的
C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零 D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度
2．在完全失重情况下，下列操作可以实现的是(　C　)
A．用天平测物体的质量 B．测物体在水中的浮力
C．用弹簧秤测出对物体的拉力 D．用水银气压计测大气压强
3、下列关于超重和失重的说法中，正确的是 （ D ）
A．物体处于超重状态时，其重力增加了 B．物体处于完全失重状态时，其重力为零
C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
4、下列关于超重与失重的说法中，正确的是（ D ）
A．超重就是物体的重力增加了 B．失重就是物体的重力减少了
C．完全失重就是物体的重力没有了 D．不论是超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力是不变的
5、下列关于超重和失重的说法中，正确的是( D )
A.物体处于超重状态时，其重力增加了 B.物体处于完全失重状态时，其重力为零
C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
6、(多选)下列有关超重与失重的说法正确的是(　BD　)
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D.不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变
7、2021年12月9日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，而这源于“神舟十三号”载人飞船的成功发射。关于飞船的发射，下列说法正确的是(　C　)
A．火箭在点火前处于超重状态 B．火箭在点火后质量越来越大
C．航天员在火箭加速升空时处于超重状态 D．航天员在火箭加速升空时处于失重状态
8、某次跳伞大赛中运动员在一座悬崖边跳伞的运动过程可简化为：运动员离开悬崖后先做自由落体运动，一段时间后，展开降落伞，匀减速下降，达到安全落地速度后匀速下降。下列说法正确的是(　D　)
A.在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，故而不受重力作用
B.在自由落体运动阶段，运动员处于超重状态
C.在减速下降阶段，运动员和降落伞处于失重状态
D.在匀速下降阶段，降落伞和运动员受到空气阻力的大小等于运动员和降落伞的总重力
9、(多选)有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上(如图所示)，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列说法正确的是(　BC　)
A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态
C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态 D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态
1.2超重、失重的分析
1、如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始。到弹簧被压缩到最短的过程中，以下说法正确的是(　A　)
A.从接触弹簧到速度最大的过程中小球处于失重状态
B.从接触弹簧到竖直向上的加速度最大的过程中小球处于超重状态
C.从接触弹簧到速度最大的过程中小球的加速度越来越大
D.速度达到最大时小球的加速度也达到最大
2、应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如，平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是 （ D ）
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
3、“蹦极”是一项体育运动。某人(视为质点)身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示。图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中(　A　)
A.在ab段，人处于失重状态 B.在a点，人的速度最大
C.在bc段，人处于失重状态 D.在c点，人的速度为零，加速度也为零
4、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　)
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
5、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　)
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
6、如图所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。若在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为（ AC）（多选）
A．加速下降 B．加速上升 C．物块处于失重状态 D．物块处于超重状态
7、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(　C　)
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
8、金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出。如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中(　B　)
A．水继续以相同的速度从小孔中喷出 B．水不再从小孔喷出
C．水将以更大的速度喷出 D．水将以较小的速度喷出
9、如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，ρ木<ρ水<ρ铁)(　D　)
A．A球将向上运动，B、C球将向下运动
B．A、B球将向上运动，C球不动
C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动
D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动
10、如图所示，水平桌面上有一密闭水箱，A、B、C三个等大的球，密度分别为，，，均用细线系在水箱中，处于同一高度。开始时，水箱静止，细线竖直。现剪断其中一根绳子，则（　ABD　）
A. 若剪断A线后的瞬间，则水箱受到的支持力变小
B. 若剪断B线后的瞬间，则水箱受到的支持力不变
C. 若剪断C线后的瞬间，则水箱受到的支持力变大
D. 若剪断C线，当C球撞到水箱壁、停止之后，水箱受到的支持力与剪断绳子前相同
11、如图所示，两台秤上各放装有液体的容器甲和乙，液体中各有一小球通过细线分别牵拉在容器的底部和悬挂在容器的盖板上静止不动，此时两台秤的示数分别为N甲和N乙，当细线断开后，甲容器图内小球上浮，乙容器内小球下沉，设两小球分别上浮和下沉的过程中，两台称的示数分别为 和 则( B )
A >N甲，>N乙 B C N乙 D >N甲，12如图所示，质量为m1＝2 kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M＝5 kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1 kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　C　)
A.物体A处于失重状态，加速度大小为10 m/s2
B.物体A处于超重状态，加速度大小为20 m/s2
C.物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5 N
D.轻绳对定滑轮的作用力大小为80 N
13、如图所示，一质量为 M 的人站在台秤上，一根长为 R 的悬线一端系一个质量为 m 的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是：（ C ）
A．小球运动到最高点时，小球的速度为零
B．小球在 a、b、c 三个位置时，台秤的示数相同
C．小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态
D．小球从最低点运动到最高点的过程中台秤的示数先减小后增大
1.3体育运动中的超重、失重问题
1、引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂（如图所示）。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是（ AC ）（多选）
A．上拉过程中，人受到两个力的作用
B．上拉过程中，单杠对人的作用力大于人的重力
C．下放过程中，某段时间内单杠对人的作用力小于人的重力
D．下放过程中，人只受到一个力的作用
2、跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有 （ D ）
A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态
C．上升过程和下落过程均处于超重状态 D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态
3．(多选)如图所示为郑幸娟在全运会上以背越式成功地跳过了1.92 m的高度。若忽略空气阻力，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　AD　)
A．郑幸娟下降过程处于失重状态 B．郑幸娟下降过程处于超重状态
C．郑幸娟起跳以后在上升过程中处于超重状态 D．郑幸娟起跳时地面对她的支持力大于她的重力
4、如图所示为运动员跳水时的精彩瞬间，则运动员（　B　）
A．起跳时跳板对她的支持力大于她对跳板的压力 B．起跳后在上升过程中处于失重状态
C．经过最高点时处于平衡状态 D．在下降过程中处于超重状态
5、跳高运动员在从水平地面起跳的过程中，下列说法正确的是 （　C　）
（A）运动员对地面的压力等于运动员的重力 （B）地面对运动员的支持力等于运动员的重力
（C）地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力 （D）地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
6、下列哪个说法是正确的？（ B ）
A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
7、如图所示，运动员“10m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中。跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是 （ BD ）（多选） 提示：平衡位置在BC之间。
A．运动员向下运动（B→C）的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大
B．运动员向下运动（B→C）的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大
C．运动员向上运动（C→B）的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小
D．运动员向上运动（C→B）的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小
8. 如图所示为运动员跳水时的精彩瞬间，则运动员（　B　）
A. 起跳时跳板对她的支持力大于她对跳板的压力
B. 起跳后在上升过程中处于失重状态
C. 经过最高点时处于平衡状态
D. 在下降过程中处于超重状态
9、蹦极是一项非常刺激的户外极限运动。如图所示，弹性绳（满足胡克定律）一端固定在高空跳台上，另一端系住跳跃者的脚腕，人从跳台上由静止开始落下，弹性绳质量不计，忽略空气阻力的影响，则人第一次下落的过程中（　B　）
A．人下落过程中一直处于失重状态 B．速度先增大后减小
C．加速度先不变后增大 D．弹性绳伸直时人开始做减速运动
10、如图所示，蹦床是一项有趣的健身运动，下列关于这项运动的说法正确的是（　D　）
A．人在下压蹦床的过程中，处于失重状态
B．人在上升阶段处于超重状态
C．人在最低点时，所受合力为零
D．人在最低点时，地面对蹦床的支持力大于人和蹦床的总重力
11、颠球训练时，学生以的速度将排球竖直向上击出，忽略空气阻力，则下列说法错误的是（　C　）
A. 排球上升的最大高度为
B. 排球在上升过程中处于失重状态
C. 排球上升和下降过程的加速度方向相反
D. 排球在最高点速度为0，加速度为g
1.4电梯中的超重、失重问题
1、几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中．一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从层直接到层，之后又从层直接回到层．并用照相机进行了相关记录，如图所示．他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是（ AC ）（多选）
A．图2表示加速上升 B．图3表示加速上升 C．图4表示加速下降 D．图5表示加速下降
2、在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，小琳同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内小琳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（ AD ）（多选）
A．小琳同学的体重还是50 kg
B．小琳同学所受的重力变大了
C．电梯一定在竖直向上运动
D．电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向上
3、在竖直升降电梯内的水平地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0kg。若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0kg，则在这段时间内重力加速度为g = 10m/s2）（ C ）
A. 该同学所受的重力变小了
B. 电梯一定在竖直向下运动
C. 电梯的加速度大小为2m/s2，方向一定竖直向下
D. 该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
4、(多选)如图，小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重计上，小明质量为55 kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　ABD　)
A．由图甲可知电梯此时处于静止或匀速运动状态
B．由图乙可知小明此时一定处于超重状态
C．由图乙可知电梯此时一定处于加速上升状态
D．由图乙可知电梯此时的加速度大小约为0.7 m/s2
5、某人在竖直方向运动的电梯里称体重，发现体重计的示数比自己正常的体重少了5％，已知重力加速度g=10m/s2，则以下判断正确的是 （ AC ）（多选）
A.电梯以0.5m/s2的加速度加速下降 B.电梯以9.5m/s2的加速度减速下降
C.电梯以0.5m/s2的加速度减速上升 D.电梯以9.5m/s2的加速度加速上升
6、如图，质量为m的小球挂在电梯的天花板上。电梯在以大小为的加速度向下减速运动的过程中，小球（ D ）
A. 处于失重状态，所受拉力为 B. 处于失重状态，所受拉力为
C. 处于超重状态，所受拉力为 D. 处于超重状态，所受拉力为
7、电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物，电梯匀速直线运动时，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（如图所示），下列说法正确的是（g取10 m/s2）（ A ）
A. 电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2
B. 电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2
C. 电梯一定向上减速运动，加速度大小为4 m/s2
D. 电梯一定向下减速运动，加速度大小为2 m/s2
8、如图所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是 （ D ）
A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变
B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用
C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变
D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用
9、物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为，如图所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是( BC )（多选）
A．当θ一定时，越大，斜面对物体的正压力越小
B．当θ一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越大
C．当一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小 D．当一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小
10、(多选)如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物，电梯匀速运动时，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8 N，关于此时电梯的运动，以下说法正确的是(g取10 m/s2)(　BC　)
A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为12 m/s2
B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2
C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2
D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为12 m/s2
11、（多选）在电梯的天花板上系有一根细绳，绳的下端系一质量为10kg的铁块，细绳的质量忽略不计．已知细绳能够承受的最大拉力为120N，为使细绳不被拉断（g取10m/s2）。则关于电梯的运动以下说法正确的是（BC）
A．电梯向上做减速运动时，加速度的值最大不得超过2m/s2
B．电梯向上做加速运动时，加速度的值最大不得超过2m/s2
C．电梯向下做减速运动时，加速度的值最大不得超过2m/s2
D．电梯向下做加速运动时，加速度的值最大不得超过2m/s2
12、（多选）在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg的物体（g取10m/s2），则（ AD ）
A．天平的示数为10kg B．天平的示数为14kg
C．弹簧秤的示数为100N D．弹簧秤的示数为140N
13、某人在地面上最多能举起60 kg的重物，要使此人在升降机中最多能举起100 kg的重物，已知重力加速度g取10 m/s2，则下列说法可能正确的是(　B　)
A.升降机正加速上升，加速度大小为4 m/s2 B.升降机正加速下降，加速度大小为4 m/s2
C.升降机正减速下降，加速度大小为4 m/s2 D.升降机正减速上升，加速度大小为6 m/s2
14、(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(g取10 m/s2)(　AD　)
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
15、电梯的厢壁上悬挂一个弹簧删力计，如图所示，弹簧测力计下悬挂0.5kg的重物。当电梯由静止起向上做匀加速直线运动时，发现电梯在2s内上升了2层楼（每层高3m），求：
（1）这时弹簧测力计的示数应为多大？
（2）若某时刻发现测力计的示数为3N，通过计算说明此时电梯以多大的加速度向上做怎样的运动？
【答案】（1）6.5N；（2）见解析。
【详解】（1）根据 得
根据牛顿第二定律得 得到
（2）由牛顿第二定律 做匀减速运动．
16、质量为60 kg的人，站在升降机中的体重计上，升降机做下列各种运动时，体重计的示数是多少？(g＝10 m/s2)
(1)升降机匀速上升。
(2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升。
(3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降。
答案：(1)600 N　(2)840 N　(3)300 N
解析：人站在升降机中体重计上受力情况如图所示。
(1)当升降机匀速上升时，a＝0， 由牛顿第二定律知，FN－mg＝0， 所以FN＝mg＝600 N，
由牛顿第三定律可知，人对体重计的压力，即体重计的示数为600 N。
(2)当升降机以4 m/s2的加速度加速上升时，有FN－mg＝ma， 所以FN＝m(g＋a)＝840 N，
由牛顿第三定律可知，人对体重计的压力，即体重计的示数为840 N(超重状态)。
当升降机以5 m/s2的加速度加速下降时，此时a的方向向下，有mg－FN＝ma，
所以FN＝m(g－a)＝300 N，
由牛顿第三定律可知，人对体重计的压力，即体重计的示数为300 N(失重状态)。
1.5超重、失重的应用
1. 某次救灾演习中，救援直升机悬停在空中，机上工作人员将装有救灾物质箱子投出，已知箱子下落的初速度为零下落过程中箱子所受的空气阻力不计。启程中，箱子始终保持投放时的状态，则下落过程中，以下说法正确的是（　B　）
A. 物资处于超重状态 B. 物资仅受重力作用
C. 物资受箱子的支持力逐渐减小 D. 由静止开始，箱子在持续相同的时间内位移比为1∶2∶3
2. 在一台式电子秤上放着一个箱子，在箱子的顶上装有一个电磁铁A，在箱子的底部放着一块铁片B，如图所示。接通电源，在电磁铁A将铁片B加速吸上去的过程中，电子秤的读数将（ C ）
A. 变小 B. 不变 C. 变大 D. 无法断定
3. 如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，铁片B的质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点。重力加速度为g。当电磁铁通电，在铁片被吸引上升的过程中，轻绳上的拉力F的大小为（　D　）
A. B.
C. D.
4、宇航员在图示的天宫空间站内将冰墩墩抛出，则（　B　）
A. 冰墩墩处于完全失重状态，是因为其不受重力
B. 冰墩墩在完全失重状态下，它的惯性没有发生变化
C. 冰墩墩在飞行过程中，因为不受力，所以做匀速直线运动
D. 抛掷瞬间，宇航员对冰墩墩的作用力大于冰墩墩对宇航员的作用力
5、如图，A、B两物体叠放在一起，先用手挡住B使其静止在固定斜面上，然后将其释放，A、B同时沿斜面滑下，斜面与两物体之间的动摩擦因数相同，，则下列说法错误的是（　B　）
A. 释放前，物体B受到物体对它的压力
B. 下滑过程中，物体B受到物体对它的压力
C. 下滑过程中，物体B与物体之间无相互作用力
D. 下滑过程中，物体A、B均处于失重状态
6．如图所示为影视摄影区的特技演员高空速滑的图片，钢索与水平方向的夹角θ=30°，质量为m的特技演员（轻绳、轻环质量忽略不计），利用轻绳通过轻质滑环悬吊在滑索下。在匀速下滑过程中，下列说法正确的是（　C　）
A．演员处于完全失重状态 B．绳子对演员的作用力为0
C．钢索对滑环的摩擦力为0.5mg D．钢索与滑环间的动摩擦因数为
7、如图所示，质量为m的物体A放在升降机里的斜面上，斜面倾斜角为θ，当升降机以加速度a匀加速下落时（aA．大小是m(g-a)．方向竖直向下 B．大小是m(g-a)cosθ，方向竖直向下
C. 大小是mgcosθ，方向垂直斜面向下 D．大小是mg(g-a)，方向垂直斜面向下
8、建筑工地通过吊车将物体运送到高处，简化后模型如图所示，直导轨ABC与圆弧形导轨CDE相连接，D为圆弧最高点，整个装置在竖直平面内，吊车先加速从A点运动到C点，再匀速率通过CDE。假定车厢内物体M始终保持水平，则吊车经过B处时，关于物体M受力的描述正确的是(D)
A．经过B点时，处于超重状态，摩擦力水平向左
B．经过B点时，处于失重状态，摩擦力水平向右
C．经过B点时，处于失重状态，不受摩擦力作用 D．经过B点时，处于超重状态，摩擦力水平向右
解析：吊车从A向C运动的过程中，加速度的方向斜向上，在竖直方向的分加速度向上，所以吊车以及物体M都处于超重状态，同时吊车水平方向的加速度的方向向右，所以物体M受到的摩擦力的方向一定向右，故D正确。
9、有一种新的交通工具，为了增加乘客乘车的舒适度，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，则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)(　C　)
A．处于超重状态 B．不受摩擦力的作用
C．受到向后(水平向左)的摩擦力的作用 D．所受合力竖直向上
10、图甲为弹簧高跷，人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙所示。下列说法正确的是(　C　)
A．人向上弹起过程中，人一直处于超重状态
B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
C．弹簧被压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
D．弹簧被压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力
11、动物园的水平地面上放着一个质量为M的笼子，笼内有一只质量为m的猴子。当猴子以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴子以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为F2，如图所示。关于F1和F2的大小，下列关系中正确的是（ A ）
A.F1＞（M+m）g，F2＜（M+m）g B.F1＝F2＞（M+m）g
C.F1＞F2＞（M+m）g D.F1＜（M+m）g，F2＞（M+m）g
12、如图所示，测力计上固定有一个倾角为30°的光滑斜面，用一根细线将一个质量为0.4kg的物体挂在斜面上，测力计有一定的示数。当细线被剪断物体正下滑时，测力计的示数将（ D ）
A.增加4N B.增加3N
C.减少2N D.减少1N
13、（多选）如图所示，粗糙斜面体b的质量为M，放在粗糙的水平地面上．质量为m的滑块a以一定初速度沿着斜面向上滑，然后又返回，整个过程中b相对地面没有移动．由此可知（ AD）
A．地面对b一直有向左的摩擦力 B．地面对b的摩擦力方向先向左后向右
C．滑块a沿斜面上滑时地面对b的支持力大于（M+m）g
D．地面对b的支持力一直小于（M+m）g
14、某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个做匀变速运动的升降机内却最多能举起质量为80kg的物体，以向上为正方向，则此升降机的加速度为___________m/s2（重力加速度g＝10m/s2），升降机的运动方向是___________（选填“向上”、“向下”或“向上或向下”）。【答案】 ①. －2.5 ②. 向上或向下
15、如图所示，一质量为m的光滑小球，置于升降机内倾角为θ的斜面上，另有一个垂直于斜面的挡板同小球接触，升降机静止时，挡板和斜面对小球的弹力FN1= mgsinθ 、FN2= mgcosθ ；后来升降机以加速度a向上加速运动，挡板和斜面对小球的弹力F’ N1= （mg+ma）sinθ 和F’ N2= （mg+ma）cosθ （提示：等效法分析）
升降机加速时，将物体的重量mg直接看作(mg+ma)， 按平衡条件可迅速得出
采用正交分解法进行求解是较烦琐的。但应用等效法时一定要注意，“必须为加速度在竖直方向上的分量；当升降机竖直向上匀加速运动时，应该用等效重力mg'=m(g+a)，代替原来的重力mg,当升降机竖直向下匀加速运动时，应该用等效重力mg'=m(g-a)，代替原来的重力mg，代替原来的重力mg。
16、某地的重力加速度为g=9.82m/s2，在水平地面上有一量程为200g、最小分度为0.01g的电子秤，保持静止，称量某方形物体A的示数为100.00g。
（1）所以物体质量______kg。
（2）将电子秤改造为加速度计，示数需要作变换。可以画出电子秤示数p变换到加速度a的图线，则图线______一条直线（选填“是”或“不是”）
（3）手机中的加速度传感器就是基于上述思路而设计的，通过测量已知质量的物体对传感器的压力（压力会使传感器的应变片发生微小形变，进而使输出电压发生变化），经过计算得到加速度并输出。
由此，加速度传感器依据的原理包括欧姆定律以及______
A.胡克定律 B.牛顿第一定律 C.牛顿第二定律 D.牛顿第三定律
（4）为了使加速度计更加灵敏（电梯的加速度改变1m/s2，秤的示数变化更明显），应该选用如下哪个物体替换物体A？______
A.6.00g的硬币 B.50.00g的鸡蛋 C.150.00g的手机 D.250.00g的新华字典
【答案】 ①. 0.10000 ②. 是 ③. AC ④. D
（1）静止时，称量某方形物体A的示数为100.00g，根据平衡条件可知方形物体质量为
（2）将电子秤改造为加速度计，根据牛顿第二定律有解得，可知图像是一条直线。
（3）压力会使传感器的应变片发生微小形变，所以加速度传感器依据的原理包括欧姆定律以及胡克定律和牛顿第二定律。故AC正确，BD错误。故选AC。
（4）由（2）中结论电梯的加速度改变，物体的质量越大，秤的示数变化越明显，故D正确，ABC错误。
17、 2020年1月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。如图所示为长征五号系列运载火箭，其箭体长度56.97米，火箭起飞质量为860吨，初始的推力是10524千牛（忽略空气阻力）。求:
（1）火箭竖直向上起动时的加速度为多少？这一过程中，火箭处于超重还是失重状态？
（2）观察到火箭飞离发射塔用时8秒钟，估算发射塔的高度。
（3）随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，假设其推力大小不变，则其加速度大小将如何变化？
【答案】（1）2.24m/s2，超重；（2）71.68m；（3）加速度将逐渐增大
【详解】（1）根据牛顿第二定律可得F-mg=ma 解得a=2.24m/s2加速度方向向上，火箭处于超重状态；
（2）假设火箭飞离发射塔做匀变速直线运动，有发射塔的高度约为
（3）根据牛顿第二定律可得解得
随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，其加速度将逐渐增大，则火箭做加速度增大的变加速直线运动。
18、为测量竖直方向的加速度，某研究小组利用一根轻弹簧、刻度尺、钩码制作了一个测量加速度的装置。如图所示，轻弹簧上端固定在竖直放置的刻度尺的零刻度线处，下端不挂钩码时指针指在A(0.10 m)位置；挂上质量为0.2 kg的钩码，平衡时指针处在B(0.14 m)位置。把B位置标为加速度的0刻度值。(取g＝10 m/s2)
(1)求弹簧的劲度系数k；
(2)将该装置挂在竖直上升的升降机中，发现指针处在C(0.16 m)位置，C位置应标注的加速度值是多少？此时钩码处于“超重”还是“失重”状态？
答案：(1)50 N/m (2)5 m/s2　钩码处于“超重”状态
解析：(1)根据F＝kx，可得k＝50 N/m；
(2)由牛顿第二定律，得kxAC－mg＝ma， 解得a＝5 m/s2，方向向上。
C位置应标注的加速度值为5 m/s2，钩码处于“超重”状态。
1.6利用a-t图像与v-t图像分析超重和失重
1．(多选)广州塔，昵称“小蛮腰”，总高度达600 m，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a-t关系如图所示。则下列相关说法正确的是(　CD　)
A．t＝4.5 s时，电梯处于失重状态
B．5～55 s时间内，绳索拉力最小
C．t＝59.5 s时，电梯处于失重状态
D．t＝60 s时，电梯速度恰好为0
2.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，可以判断下列说法中正确的是(　D　)
A．在0～20 s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态
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，电梯处于静止状态，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
3、一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则（ A ）
A．t3时刻火箭距地面最远
B．t2～t3的时间内，火箭在向下降落
C．t1～t2时间内，火箭处于失重状态
D．0～t3时间内，火箭始终处于失重状态
4、一质量为 60 kg 的人站在观光电梯底板上，如图所示的 v-t 图像是计算机显示的观光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，可以判断下列说法中正确的是(g 取10 m/s2)( B )
A．在 5～10 s 内，该人对电梯底板的压力等于 500 N
B．在 0～5 s 内，观光电梯在加速上升，该人所受的支持力为 624 N，处于超重状态
C．在 10～20 s 内，该人所受的支持力为 490 N，处于失重状态
D．在 20～25 s 内，该人所受的支持力为 490 N，处于超重状态
5、某人乘坐电梯上升，电梯运行的 vt 图像如图所示，则人处于失重状态的阶段是( D )
A．OP 段 B．PM 段
C．MN 段 D．NQ 段
6、在用DIS探究超重和失重的实验中，某同学蹲在压力传感器上完成一次起立动作，在计算机屏幕上得到压力传感器示数F随时间t变化的图像如图所示，则此过程该同学重心的运动速度v随时间t变化的图像最接近图（A）
A. B. C. D.
7、（多选）“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激的运动．跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．如图所示是某运动员做蹦极运动的v-t图象（忽略空气阻力），由该图象可知（　BC　）
A．规定运动员速度方向向上为正
B．t3时刻运动员受绳子的拉力最大
C．t1-t5之间绳子中拉力不为零 D．t4时刻运动员到达最低点
8. 一枚礼花弹由地面竖直向上发射，它的速度和时间的关系图线如图所示，下列说法中正确的是（　C　）
A. t2时刻，礼花弹距地面最远 B. t2~t3时间内，礼花弹在向下降落
C. t1~t2时间内，礼花弹处于超重状态
D. t2~t3时间内，礼花弹处于超重状态
9、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(　D　)
A.在0～20 s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态
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，电梯处于静止状态，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
10、阿联酋迪拜哈利法塔，原名迪拜塔，塔高828 m，也被称为世界第一高楼。若电梯在运动过程中只受本身的重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，其加速度a与时间t的关系如图所示，则下列相关说法正确的是(　D　)
A.t＝6 s时，电梯处于失重状态
B.7～53 s时间内，绳索拉力最小
C.t＝59 s时，电梯处于超重状态
D.t＝60 s时，电梯速度恰好为0
11、某同学在运行的电梯中安装了装有拉力传感器的铁架台，矿泉水瓶竖直悬挂在拉力传感器上。电梯开始运行到停止运行过程中，电脑记录了矿泉水瓶所受拉力F随时间t的变化情况如图2所示，下列说法正确的是（　B　）
A. AB阶段电梯处于失重状态，CD阶段电梯处于超重状态 B. 电梯的加速度先竖直向上再竖直向下
C. AB阶段电梯加速度为0.67m/s2，方向竖直向下
D. 电梯处于下行状态
1.7利用F-t图像分析超重和失重
1、某同学站在体重计上直立、下蹲或起立，体重计示数F随时间t变化的图线如图所示，由图可知（　C　）
A. 该同学的最大重力约为950N
B. 起立过程中人先处于失重状态后处于超重状态
C. 第2s至第8s内该同学完成了一次下蹲、一次起立的动作，且下蹲后约2s起立
D. 第2s至第8s内该同学完成了两次下蹲、两次起立的动作，经历了两次失重、两次超重
2、一同学站在体重计传感器上做立正、起立或者下蹲的动作，传感器记录的压力F随时间t变化的图线如右图所示。图线显示该同学在2~8s内可能做的运动是（ B ）
A. 先起立后下蹲 B. 先下蹲后起立
C. 连续两次下蹲后起立 D. 连续两次起立后下蹲
3、如图所示，某同学站在力传感器上，做下蹲起立的动作时，记录压力F随时间t变化的图像。由图线可知该同学（　C　）
A. 体重约为800牛
B. 做了两次下蹲起立动作
C. 做了一次下蹲，一次起立动作
D.下蹲过程中，先处于超重状态后处于失重状态
4、为了测量运动员跃起的高度，可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力，并由计算机作出压力-时间图象，如图所示．运动员在空中运动时可视为质点，不计空气阻力，则可求运动员跃起的最大高度为（ B ）（g=10m/s2）
A. 7.2m B. 5.0m C. 1.8m D. 1.5m
5、在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到如图所示的压力F随时 间t变化的图象，则该同学是完成一次 起立 （选填“下蹲”或“起立”）的动作，该过程中 最大加速度为 6 m/s2。（g取l0m/s2）
6、某实验小组的同学在电梯的天花板上竖直悬挂一把弹簧秤并在弹簧秤的钩上悬挂一个重为10 N的钩码．弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过传感器直接得出，如图所示．则下列分析错误的是(　BD )（多选）
A．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态 B．从时刻t3到t4，钩码处于失重状态
C．开始电梯可能停在10楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
D．开始电梯可能停在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在10楼
7、如图所示，体重为G的某同学站在体重计上向下蹲，在下蹲的过程中，体重计的示数F发生变化，则在一次完整的下蹲过程中，下列关于体重计的示数随时间变化图像可能正确的是(　D　)
8、人在平地上静止站立时，受到的支持力等于人的重力。做原地纵跳时，在快速下蹲后立即蹬伸的过程中，人受到的地面支持力会发生变化（如图，G为重力，F为支持力）。下列曲线能正确反映从下蹲开始到离地过程中地面支持力变化的是 （ A ）
9、某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小．已知演员在滑杆上端做完动作时开始计时，演员先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零，整个过程中演员的v－t图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示，g＝10 m/s2，则下述说法正确的是（ BC ）（多选）
A．演员的体重为800 N
B．演员在最后2 s内一直处于超重状态
C．传感器显示的最小拉力为620 N
D．滑杆长7.5 m
10、某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动，并在下表中记录了几个特定时刻体重秤的示数（表内时刻不存在先后顺序），若已知t0时刻电梯处于静止状态，则（ B ）
t1时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化
时 间 t0 t1 t2 t3
体重秤示数（kg） 45.0 50.0 40.0 45.0
（B）t2时刻电梯可能向上做减速运动
（C）t1和t2时刻电梯运动的方向相反
（D）t3时刻电梯处于静止状态
11、（多选）用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动。如图所示中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则（AC）
A．钩码的重力约为4N
B．钩码的重力约为9N
C．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、C
D．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D
12、质量为M的小明在地面上原地起跳，落回地面双脚触地后，用双腿弯曲的方法缓冲，最后停止．若测得他在整个下落过程中所受地面的弹力大小随时间变化的关系如图所示，则小明在（　B　）
A．t1时刻的速度为零 B．t2时刻的速度最大
C．t3时刻的加速度为零 D．t4时刻的加速度最大
13、图甲是某同学站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，a、d、f、g时刻其重心P位置对应如图。图乙是根据传感器采集到的数据作出的F-t图像，图中a～g各点与图甲相对应(其中b、c、e时刻图甲未画出)。根据图像可知(g取10 m/s2)(　AB　)（多选）
A．该同学的重力为500 N
B．在a～b时间内，该同学在加速下降
C．e时刻该同学正在减速上升
D．该同学在d时刻的加速度等于在f时刻的加速度
14、测得一位仅在竖直方向上运动的蹦床运动员受到蹦床的弹力F随时间t的变化规律如图所示，已知该运动员的最大加速度为42 m/s2，重力加速度为g＝10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是(　C　)
A．该运动员接触蹦床过程中受到的最大弹力为2 000 N
B．该运动员双脚离开蹦床后的最大速度为16 m/s
C．该运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中先处于超重状态后处于失重状态
D．该运动员由接触蹦床到最低点的过程中一直处于失重状态
15、(多选)小明同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象。他在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图像如图所示，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　BC　)
A.在0～2 s内，小明处于超重状态
B.在0～2 s内，小明加速度大小为1 m/s2
C.在10～11 s内，台秤示数为F3＝600 N
D.在0～11 s内，电梯通过的距离为18 m
16、某志愿者站在力传感器上分别完成下蹲和站起动作，计算机同时采集相应的数据，如图所示，这是做其中一个动作时，力传感器的示数随时间变化的情况，下列判断正确的是(　B　)
A．这是站起过程，先失重后超重
B．这是站起过程，先超重后失重
C．这是下蹲过程，先失重后超重
D．这是下蹲过程，先超重后失重
17、如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是(　C　)
18、若货物随升降机运动的v－t图像如图所示(竖直向上为正方向)，则货物受到升降机的支持力F随时间t变化的图像可能是(　B　)
19、(多选)某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小。已知演员在滑杆上做完动作之后，先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零。整个过程中演员的v－t图像和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示，g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　AC　)
A．演员的重力为600 N
B．演员在第1 s内一直处于超重状态
C．滑杆顶端所受的最小拉力为620 N
D．滑杆顶端所受的最大拉力为900 N
20、在电梯中，把一物体置于水平台秤上，台秤与力传感器相连，电梯先从静止开始加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系图像，如图所示(g取10 m/s2)，则：
(1)电梯在启动阶段经历了多长时间的加速上升过程？
(2)该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？
(3)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？
答案　(1)4 s　(2)30 N　不变　(3) m/s2　 m/s2
解析　(1)由题图可知：电梯在启动阶段经历了4 s加速上升过程。
(2)根据题意知，在4～18 s时间内，物体随电梯一起匀速运动，由平衡条件及牛顿第三定律知，台秤受的压力大小和物体的重力相等，即G＝30 N
根据超重和失重的本质知物体的重力不变。
(3)超重时：台秤对物体的支持力最大为50 N
由牛顿第二定律得F合＝ma1，则 a1＝＝ m/s2＝ m/s2，方向竖直向上
失重时：台秤对物体的支持力最小为10 N
由牛顿第二定律得F合′＝ma2，则 a2＝＝ m/s2＝ m/s2， 方向竖直向下。
1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功人教版普高物必修1 第4章 运动和力的关系 第7讲牛顿第二定律的应用--超重与失重（讲义）--学生版（定稿）
人教版普高物必修1 第4章 运动和力的关系 第7讲牛顿第二定律的应用--超重与失重（讲义）
知识点1超重和失重
1、重力的测量
方法一：先测量物体做自由落体运动的 ，再用 测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。
方法二：利用 对重力进行测量。将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于 状态。这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或 力的大小相等，测力计的示数反映了物体所受的 大小。
2、实重和视重
2.1、实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。
2.2、视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的 。
2.3、实重等于视重：在平衡状态时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）大小等于物体的重力。
2.4、实重不等于视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）就不等于物体的重力了。
提醒：正因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于实重，所以我们在用弹簧测力计测物体的重力时，强调应在静止状态或匀速运动状态下进行。
3、超重和失重
3.1、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。
3.2、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。
3.3、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 。
4、超重、失重和完全失重的比较
特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 视重与实重 运动情况 受力图
平衡 a＝0 F＝mg 视重=重力 静止或匀速直线运动
超重 竖直向上或有竖直向上分量 由F－mg＝ma得F＝m(g＋a)>mg 视重＞重力 向上加速或向下减速
失重 竖直向下或有竖直向下分量 由mg－F＝ma得F＝m(g－a)完全失重 a＝g F＝0 视重=0 以a＝g加速下降或减速上升
5、对超重、失重的“三点”理解
5.1、发生超重和失重时，物体所受的重力始终存在，大小也没有变化。
5.2、物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。
5.3、在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。例如：液体的压强、浮力将为零，水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等。
6、判断超重、失重状态的方法
6.1、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。
6.2、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。
6.3、物体的一部分具有竖直方向的分加速度时，整体也会出现超重或失重状态。
注意：引起超重和失重的有效加速度是实际加速度在竖直方向上的分量。
7、超重和失重问题的等效处理方法
将物体所受重力mg直接看作，（g+a）（超重）或m（g - a）（失重）．然后按平衡问题处理。或把ma理解为在超重或失重状态下物体对支持物的作用力比物体在竖直方向无加速度状态下对支持物的作用力增加或减少的量，即超重或失重了ma。
8、解决超重和失重问题的一般思路
(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。
专题讲练1
1.1重力的测量、超重和失重的理解
1．关于超重与失重的说法正确的是(　 　)
A．游泳运动员浮在水面静止不动时处于失重状态 B．在超重现象中，物体的重力是增大的
C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零 D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度
2．在完全失重情况下，下列操作可以实现的是(　 　)
A．用天平测物体的质量 B．测物体在水中的浮力
C．用弹簧秤测出对物体的拉力 D．用水银气压计测大气压强
3、下列关于超重和失重的说法中，正确的是 （ ）
A．物体处于超重状态时，其重力增加了 B．物体处于完全失重状态时，其重力为零
C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
4、下列关于超重与失重的说法中，正确的是（ ）
A．超重就是物体的重力增加了 B．失重就是物体的重力减少了
C．完全失重就是物体的重力没有了
D．不论是超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力是不变的
5、下列关于超重和失重的说法中，正确的是( )
A.物体处于超重状态时，其重力增加了 B.物体处于完全失重状态时，其重力为零
C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
6、(多选)下列有关超重与失重的说法正确的是(　 　)
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D.不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变
7、2021年12月9日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，而这源于“神舟十三号”载人飞船的成功发射。关于飞船的发射，下列说法正确的是(　 　)
A．火箭在点火前处于超重状态 B．火箭在点火后质量越来越大
C．航天员在火箭加速升空时处于超重状态 D．航天员在火箭加速升空时处于失重状态
8、某次跳伞大赛中运动员在一座悬崖边跳伞的运动过程可简化为：运动员离开悬崖后先做自由落体运动，一段时间后，展开降落伞，匀减速下降，达到安全落地速度后匀速下降。下列说法正确的是(　 　)
A.在自由落体运动阶段，运动员处于完全失重状态，故而不受重力作用
B.在自由落体运动阶段，运动员处于超重状态
C.在减速下降阶段，运动员和降落伞处于失重状态
D.在匀速下降阶段，降落伞和运动员受到空气阻力的大小等于运动员和降落伞的总重力
9、(多选)有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重，其环形座舱套在竖直柱子上(如图所示)，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由下落。落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。下列说法正确的是(　 　)
A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态 B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态
C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态 D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态
1.2超重、失重的分析
1、如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始。到弹簧被压缩到最短的过程中，以下说法正确的是(　 )
A.从接触弹簧到速度最大的过程中小球处于失重状态
B.从接触弹簧到竖直向上的加速度最大的过程中小球处于超重状态
C.从接触弹簧到速度最大的过程中小球的加速度越来越大
D.速度达到最大时小球的加速度也达到最大
2、应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如，平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是 （ ）
A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态
B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态
C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度
D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
3、“蹦极”是一项体育运动。某人(视为质点)身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示。图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中(　 　)
A.在ab段，人处于失重状态 B.在a点，人的速度最大
C.在bc段，人处于失重状态 D.在c点，人的速度为零，加速度也为零
4、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
5、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
6、如图所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。若在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为（ ）（多选）
A．加速下降 B．加速上升 C．物块处于失重状态 D．物块处于超重状态
7、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
8、金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出。如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中(　 　)
A．水继续以相同的速度从小孔中喷出 B．水不再从小孔喷出
C．水将以更大的速度喷出 D．水将以较小的速度喷出
9、如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，ρ木<ρ水<ρ铁)(　 　)
A．A球将向上运动，B、C球将向下运动
B．A、B球将向上运动，C球不动
C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动
D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动
10、如图所示，水平桌面上有一密闭水箱，A、B、C三个等大的球，密度分别为，，，均用细线系在水箱中，处于同一高度。开始时，水箱静止，细线竖直。现剪断其中一根绳子，则（　 　）
A. 若剪断A线后的瞬间，则水箱受到的支持力变小
B. 若剪断B线后的瞬间，则水箱受到的支持力不变
C. 若剪断C线后的瞬间，则水箱受到的支持力变大
D. 若剪断C线，当C球撞到水箱壁、停止之后，水箱受到的支持力与剪断绳子前相同
11、如图所示，两台秤上各放装有液体的容器甲和乙，液体中各有一小球通过细线分别牵拉在容器的底部和悬挂在容器的盖板上静止不动，此时两台秤的示数分别为N甲和N乙，当细线断开后，甲容器图内小球上浮，乙容器内小球下沉，设两小球分别上浮和下沉的过程中，两台称的示数分别为 和 则( )
A >N甲，>N乙 B C N乙 D >N甲，12如图所示，质量为m1＝2 kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M＝5 kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1 kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　 　)
A.物体A处于失重状态，加速度大小为10 m/s2
B.物体A处于超重状态，加速度大小为20 m/s2
C.物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5 N
D.轻绳对定滑轮的作用力大小为80 N
13、如图所示，一质量为 M 的人站在台秤上，一根长为 R 的悬线一端系一个质量为 m 的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是：（ ）
A．小球运动到最高点时，小球的速度为零
B．小球在 a、b、c 三个位置时，台秤的示数相同
C．小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态
D．小球从最低点运动到最高点的过程中台秤的示数先减小后增大
1.3体育运动中的超重、失重问题
1、引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂（如图所示）。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是（ ）（多选）
A．上拉过程中，人受到两个力的作用
B．上拉过程中，单杠对人的作用力大于人的重力
C．下放过程中，某段时间内单杠对人的作用力小于人的重力
D．下放过程中，人只受到一个力的作用
2、跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有 （ ）
A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态
C．上升过程和下落过程均处于超重状态 D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态
3．(多选)如图所示为郑幸娟在全运会上以背越式成功地跳过了1.92 m的高度。若忽略空气阻力，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　 　)
A．郑幸娟下降过程处于失重状态 B．郑幸娟下降过程处于超重状态
C．郑幸娟起跳以后在上升过程中处于超重状态 D．郑幸娟起跳时地面对她的支持力大于她的重力
4、如图所示为运动员跳水时的精彩瞬间，则运动员（　 　）
A．起跳时跳板对她的支持力大于她对跳板的压力 B．起跳后在上升过程中处于失重状态
C．经过最高点时处于平衡状态 D．在下降过程中处于超重状态
5、跳高运动员在从水平地面起跳的过程中，下列说法正确的是 （　 　）
（A）运动员对地面的压力等于运动员的重力 （B）地面对运动员的支持力等于运动员的重力
（C）地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力 （D）地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
6、下列哪个说法是正确的？（ ）
A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
7、如图所示，运动员“10m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中。跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是 （ ）（多选）
A．运动员向下运动（B→C）的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大
B．运动员向下运动（B→C）的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大
C．运动员向上运动（C→B）的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小
D．运动员向上运动（C→B）的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小
8. 如图所示为运动员跳水时的精彩瞬间，则运动员（　 　）
A. 起跳时跳板对她的支持力大于她对跳板的压力
B. 起跳后在上升过程中处于失重状态
C. 经过最高点时处于平衡状态 D. 在下降过程中处于超重状态
9、蹦极是一项非常刺激的户外极限运动。如图所示，弹性绳（满足胡克定律）一端固定在高空跳台上，另一端系住跳跃者的脚腕，人从跳台上由静止开始落下，弹性绳质量不计，忽略空气阻力的影响，则人第一次下落的过程中（　 　）
A．人下落过程中一直处于失重状态 B．速度先增大后减小
C．加速度先不变后增大 D．弹性绳伸直时人开始做减速运动
10、如图所示，蹦床是一项有趣的健身运动，下列关于这项运动的说法正确的是（　 　）
A．人在下压蹦床的过程中，处于失重状态 B．人在上升阶段处于超重状态
C．人在最低点时，所受合力为零
D．人在最低点时，地面对蹦床的支持力大于人和蹦床的总重力
11、颠球训练时，学生以的速度将排球竖直向上击出，忽略空气阻力，则下列说法错误的是（　 　）
A. 排球上升的最大高度为 B. 排球在上升过程中处于失重状态
C. 排球上升和下降过程的加速度方向相反 D. 排球在最高点速度为0，加速度为g
1.4电梯中的超重、失重问题
1、几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中．一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从层直接到层，之后又从层直接回到层．并用照相机进行了相关记录，如图所示．他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是（ ）（多选）
A．图2表示加速上升 B．图3表示加速上升 C．图4表示加速下降 D．图5表示加速下降
2、在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，小琳同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内小琳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（ ）（多选）
A．小琳同学的体重还是50 kg
B．小琳同学所受的重力变大了
C．电梯一定在竖直向上运动
D．电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向上
3、在竖直升降电梯内的水平地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0kg。若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0kg，则在这段时间内重力加速度为g = 10m/s2）（ ）
A. 该同学所受的重力变小了
B. 电梯一定在竖直向下运动
C. 电梯的加速度大小为2m/s2，方向一定竖直向下
D. 该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
4、(多选)如图，小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重计上，小明质量为55 kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　 　)
A．由图甲可知电梯此时处于静止或匀速运动状态
B．由图乙可知小明此时一定处于超重状态
C．由图乙可知电梯此时一定处于加速上升状态
D．由图乙可知电梯此时的加速度大小约为0.7 m/s2
5、某人在竖直方向运动的电梯里称体重，发现体重计的示数比自己正常的体重少了5％，已知重力加速度g=10m/s2，则以下判断正确的是 （ ）（多选）
A.电梯以0.5m/s2的加速度加速下降 B.电梯以9.5m/s2的加速度减速下降
C.电梯以0.5m/s2的加速度减速上升 D.电梯以9.5m/s2的加速度加速上升
6、如图，质量为m的小球挂在电梯的天花板上。电梯在以大小为的加速度向下减速运动的过程中，小球（ ）
A. 处于失重状态，所受拉力为 B. 处于失重状态，所受拉力为
C. 处于超重状态，所受拉力为 D. 处于超重状态，所受拉力为
7、电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物，电梯匀速直线运动时，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（如图所示），下列说法正确的是（g取10 m/s2）（ ）
A. 电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2
B. 电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2
C. 电梯一定向上减速运动，加速度大小为4 m/s2 D. 电梯一定向下减速运动，加速度大小为2 m/s2
8、如图所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是 （ ）
A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变
B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用
C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变
D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用
9、物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为，如图所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是( )（多选）
A．当θ一定时，越大，斜面对物体的正压力越小
B．当θ一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越大
C．当一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小 D．当一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小
10、(多选)如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物，电梯匀速运动时，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8 N，关于此时电梯的运动，以下说法正确的是(g取10 m/s2)(　 　)
A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为12 m/s2
B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2
C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2
D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为12 m/s2
11、（多选）在电梯的天花板上系有一根细绳，绳的下端系一质量为10kg的铁块，细绳的质量忽略不计．已知细绳能够承受的最大拉力为120N，为使细绳不被拉断（g取10m/s2）。则关于电梯的运动以下说法正确的是（ ）
A．电梯向上做减速运动时，加速度的值最大不得超过2m/s2
B．电梯向上做加速运动时，加速度的值最大不得超过2m/s2
C．电梯向下做减速运动时，加速度的值最大不得超过2m/s2
D．电梯向下做加速运动时，加速度的值最大不得超过2m/s2
12、（多选）在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg的物体（g取10m/s2），则（ ）
A．天平的示数为10kg B．天平的示数为14kg
C．弹簧秤的示数为100N D．弹簧秤的示数为140N
13、某人在地面上最多能举起60 kg的重物，要使此人在升降机中最多能举起100 kg的重物，已知重力加速度g取10 m/s2，则下列说法可能正确的是(　B　)
A.升降机正加速上升，加速度大小为4 m/s2 B.升降机正加速下降，加速度大小为4 m/s2
C.升降机正减速下降，加速度大小为4 m/s2 D.升降机正减速上升，加速度大小为6 m/s2
14、(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(g取10 m/s2)(　 　)
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
15、电梯的厢壁上悬挂一个弹簧删力计，如图所示，弹簧测力计下悬挂0.5kg的重物。当电梯由静止起向上做匀加速直线运动时，发现电梯在2s内上升了2层楼（每层高3m），求：
（1）这时弹簧测力计的示数应为多大？
（2）若某时刻发现测力计的示数为3N，通过计算说明此时电梯以多大的加速度向上做怎样的运动？
16、质量为60 kg的人，站在升降机中的体重计上，升降机做下列各种运动时，体重计的示数是多少？(g＝10 m/s2)
(1)升降机匀速上升。
(2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升。
(3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降。
1.5超重、失重的应用
1. 某次救灾演习中，救援直升机悬停在空中，机上工作人员将装有救灾物质箱子投出，已知箱子下落的初速度为零下落过程中箱子所受的空气阻力不计。启程中，箱子始终保持投放时的状态，则下落过程中，以下说法正确的是（　 　）
A. 物资处于超重状态 B. 物资仅受重力作用
C. 物资受箱子的支持力逐渐减小 D. 由静止开始，箱子在持续相同的时间内位移比为1∶2∶3
2. 在一台式电子秤上放着一个箱子，在箱子的顶上装有一个电磁铁A，在箱子的底部放着一块铁片B，如图所示。接通电源，在电磁铁A将铁片B加速吸上去的过程中，电子秤的读数将（ ）
A. 变小 B. 不变 C. 变大 D. 无法断定
3. 如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，铁片B的质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点。重力加速度为g。当电磁铁通电，在铁片被吸引上升的过程中，轻绳上的拉力F的大小为（　 　）
A. B.
C. D.
4、宇航员在图示的天宫空间站内将冰墩墩抛出，则（　 　）
A. 冰墩墩处于完全失重状态，是因为其不受重力
B. 冰墩墩在完全失重状态下，它的惯性没有发生变化
C. 冰墩墩在飞行过程中，因为不受力，所以做匀速直线运动
D. 抛掷瞬间，宇航员对冰墩墩的作用力大于冰墩墩对宇航员的作用力
5、如图，A、B两物体叠放在一起，先用手挡住B使其静止在固定斜面上，然后将其释放，A、B同时沿斜面滑下，斜面与两物体之间的动摩擦因数相同，，则下列说法错误的是（　 　）
A. 释放前，物体B受到物体对它的压力
B. 下滑过程中，物体B受到物体对它的压力
C. 下滑过程中，物体B与物体之间无相互作用力
D. 下滑过程中，物体A、B均处于失重状态
6．如图所示为影视摄影区的特技演员高空速滑的图片，钢索与水平方向的夹角θ=30°，质量为m的特技演员（轻绳、轻环质量忽略不计），利用轻绳通过轻质滑环悬吊在滑索下。在匀速下滑过程中，下列说法正确的是（　 　）
A．演员处于完全失重状态 B．绳子对演员的作用力为0
C．钢索对滑环的摩擦力为0.5mg D．钢索与滑环间的动摩擦因数为
7、如图所示，质量为m的物体A放在升降机里的斜面上，斜面倾斜角为θ，当升降机以加速度a匀加速下落时（aA．大小是m(g-a)．方向竖直向下 B．大小是m(g-a)cosθ，方向竖直向下
C. 大小是mgcosθ，方向垂直斜面向下 D．大小是mg(g-a)，方向垂直斜面向下
8、建筑工地通过吊车将物体运送到高处，简化后模型如图所示，直导轨ABC与圆弧形导轨CDE相连接，D为圆弧最高点，整个装置在竖直平面内，吊车先加速从A点运动到C点，再匀速率通过CDE。假定车厢内物体M始终保持水平，则吊车经过B处时，关于物体M受力的描述正确的是( )
A．经过B点时，处于超重状态，摩擦力水平向左
B．经过B点时，处于失重状态，摩擦力水平向右
C．经过B点时，处于失重状态，不受摩擦力作用
D．经过B点时，处于超重状态，摩擦力水平向右
9、有一种新的交通工具，为了增加乘客乘车的舒适度，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，则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)(　 　)
A．处于超重状态 B．不受摩擦力的作用
C．受到向后(水平向左)的摩擦力的作用 D．所受合力竖直向上
10、图甲为弹簧高跷，人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙所示。下列说法正确的是(　 )
A．人向上弹起过程中，人一直处于超重状态
B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
C．弹簧被压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
D．弹簧被压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力
11、动物园的水平地面上放着一个质量为M的笼子，笼内有一只质量为m的猴子。当猴子以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴子以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为F2，如图所示。关于F1和F2的大小，下列关系中正确的是（ ）
A.F1＞（M+m）g，F2＜（M+m）g B.F1＝F2＞（M+m）g
C.F1＞F2＞（M+m）g D.F1＜（M+m）g，F2＞（M+m）g
12、如图所示，测力计上固定有一个倾角为30°的光滑斜面，用一根细线将一个质量为0.4kg的物体挂在斜面上，测力计有一定的示数。当细线被剪断物体正下滑时，测力计的示数将（ ）
A.增加4N B.增加3N
C.减少2N D.减少1N
13、（多选）如图所示，粗糙斜面体b的质量为M，放在粗糙的水平地面上．质量为m的滑块a以一定初速度沿着斜面向上滑，然后又返回，整个过程中b相对地面没有移动．由此可知（ ）
A．地面对b一直有向左的摩擦力 B．地面对b的摩擦力方向先向左后向右
C．滑块a沿斜面上滑时地面对b的支持力大于（M+m）g
D．地面对b的支持力一直小于（M+m）g
14、某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个做匀变速运动的升降机内却最多能举起质量为80kg的物体，以向上为正方向，则此升降机的加速度为___________m/s2（重力加速度g＝10m/s2），升降机的运动方向是___________（选填“向上”、“向下”或“向上或向下”）。
15、如图所示，一质量为m的光滑小球，置于升降机内倾角为θ的斜面上，另有一个垂直于斜面的挡板同小球接触，升降机静止时，挡板和斜面对小球的弹力FN1= 、FN2= ；后来升降机以加速度a向上加速运动，挡板和斜面对小球的弹力F’ N1= 和F’ N2= 。
16、某地的重力加速度为g=9.82m/s2，在水平地面上有一量程为200g、最小分度为0.01g的电子秤，保持静止，称量某方形物体A的示数为100.00g。
（1）所以物体质量______kg。
（2）将电子秤改造为加速度计，示数需要作变换。可以画出电子秤示数p变换到加速度a的图线，则图线______一条直线（选填“是”或“不是”）
（3）手机中的加速度传感器就是基于上述思路而设计的，通过测量已知质量的物体对传感器的压力（压力会使传感器的应变片发生微小形变，进而使输出电压发生变化），经过计算得到加速度并输出。
由此，加速度传感器依据的原理包括欧姆定律以及______
A.胡克定律 B.牛顿第一定律 C.牛顿第二定律 D.牛顿第三定律
（4）为了使加速度计更加灵敏（电梯的加速度改变1m/s2，秤的示数变化更明显），应该选用如下哪个物体替换物体A？______
A.6.00g的硬币 B.50.00g的鸡蛋 C.150.00g的手机 D.250.00g的新华字典
17、 2020年1月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。如图所示为长征五号系列运载火箭，其箭体长度56.97米，火箭起飞质量为860吨，初始的推力是10524千牛（忽略空气阻力）。求:
（1）火箭竖直向上起动时的加速度为多少？这一过程中，火箭处于超重还是失重状态？
（2）观察到火箭飞离发射塔用时8秒钟，估算发射塔的高度。
（3）随着火上升过程中燃料的消耗，火箭的质量减小，假设其推力大小不变，则其加速度大小将如何变化？
18、为测量竖直方向的加速度，某研究小组利用一根轻弹簧、刻度尺、钩码制作了一个测量加速度的装置。如图所示，轻弹簧上端固定在竖直放置的刻度尺的零刻度线处，下端不挂钩码时指针指在A(0.10 m)位置；挂上质量为0.2 kg的钩码，平衡时指针处在B(0.14 m)位置。把B位置标为加速度的0刻度值。(取g＝10 m/s2)
(1)求弹簧的劲度系数k；
(2)将该装置挂在竖直上升的升降机中，发现指针处在C(0.16 m)位置，C位置应标注的加速度值是多少？此时钩码处于“超重”还是“失重”状态？
1.6利用a-t图像与v-t图像分析超重和失重
1．(多选)广州塔，昵称“小蛮腰”，总高度达600 m，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a-t关系如图所示。则下列相关说法正确的是(　　)
A．t＝4.5 s时，电梯处于失重状态
B．5～55 s时间内，绳索拉力最小
C．t＝59.5 s时，电梯处于失重状态
D．t＝60 s时，电梯速度恰好为0
2.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，可以判断下列说法中正确的是(　 　)
A．在0～20 s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态
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，电梯处于静止状态，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
3、一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则（ ）
A．t3时刻火箭距地面最远
B．t2～t3的时间内，火箭在向下降落
C．t1～t2时间内，火箭处于失重状态
D．0～t3时间内，火箭始终处于失重状态
4、一质量为 60 kg 的人站在观光电梯底板上，如图所示的 v-t 图像是计算机显示的观光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，可以判断下列说法中正确的是(g 取10 m/s2)( )
A．在 5～10 s 内，该人对电梯底板的压力等于 500 N
B．在 0～5 s 内，观光电梯在加速上升，该人所受的支持力为 624 N，处于超重状态
C．在 10～20 s 内，该人所受的支持力为 490 N，处于失重状态
D．在 20～25 s 内，该人所受的支持力为 490 N，处于超重状态
5、某人乘坐电梯上升，电梯运行的 vt 图像如图所示，则人处于失重状态的阶段是( )
A．OP 段 B．PM 段 C．MN 段 D．NQ 段
6、在用DIS探究超重和失重的实验中，某同学蹲在压力传感器上完成一次起立动作，在计算机屏幕上得到压力传感器示数F随时间t变化的图像如图所示，则此过程该同学重心的运动速度v随时间t变化的图像最接近图（ ）
A. B. C. D.
7、（多选）“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激的运动．跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．如图所示是某运动员做蹦极运动的v-t图象（忽略空气阻力），由该图象可知（　 　）
A．规定运动员速度方向向上为正
B．t3时刻运动员受绳子的拉力最大
C．t1-t5之间绳子中拉力不为零 D．t4时刻运动员到达最低点
8. 一枚礼花弹由地面竖直向上发射，它的速度和时间的关系图线如图所示，下列说法中正确的是（　 　）
A. t2时刻，礼花弹距地面最远 B. t2~t3时间内，礼花弹在向下降落
C. t1~t2时间内，礼花弹处于超重状态
D. t2~t3时间内，礼花弹处于超重状态
9、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，电梯处于静止状态，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
10、阿联酋迪拜哈利法塔，原名迪拜塔，塔高828 m，也被称为世界第一高楼。若电梯在运动过程中只受本身的重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，其加速度a与时间t的关系如图所示，则下列相关说法正确的是(　 　)
A.t＝6 s时，电梯处于失重状态
B.7～53 s时间内，绳索拉力最小
C.t＝59 s时，电梯处于超重状态
D.t＝60 s时，电梯速度恰好为0
11、某同学在运行的电梯中安装了装有拉力传感器的铁架台，矿泉水瓶竖直悬挂在拉力传感器上。电梯开始运行到停止运行过程中，电脑记录了矿泉水瓶所受拉力F随时间t的变化情况如图2所示，下列说法正确的是（　 　）
A. AB阶段电梯处于失重状态，CD阶段电梯处于超重状态 B. 电梯的加速度先竖直向上再竖直向下
C. AB阶段电梯加速度为0.67m/s2，方向竖直向下
D. 电梯处于下行状态
1.7利用F-t图像分析超重和失重
1、某同学站在体重计上直立、下蹲或起立，体重计示数F随时间t变化的图线如图所示，由图可知（　 ）
A. 该同学的最大重力约为950N
B. 起立过程中人先处于失重状态后处于超重状态
C. 第2s至第8s内该同学完成了一次下蹲、一次起立的动作，且下蹲后约2s起立
D. 第2s至第8s内该同学完成了两次下蹲、两次起立的动作，经历了两次失重、两次超重
2、一同学站在体重计传感器上做立正、起立或者下蹲的动作，传感器记录的压力F随时间t变化的图线如右图所示。图线显示该同学在2~8s内可能做的运动是（ ）
A. 先起立后下蹲 B. 先下蹲后起立
C. 连续两次下蹲后起立 D. 连续两次起立后下蹲
3、如图所示，某同学站在力传感器上，做下蹲起立的动作时，记录压力F随时间t变化的图像。由图线可知该同学（　 　）
A. 体重约为800牛 B. 做了两次下蹲起立动作
C. 做了一次下蹲，一次起立动作 D.下蹲过程中，先处于超重状态后处于失重状态
4、为了测量运动员跃起的高度，可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力，并由计算机作出压力-时间图象，如图所示．运动员在空中运动时可视为质点，不计空气阻力，则可求运动员跃起的最大高度为（ ）（g=10m/s2）
A. 7.2m B. 5.0m C. 1.8m D. 1.5m
5、在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到如图所示的压力F随时 间t变化的图象，则该同学是完成一次 （选填“下蹲”或“起立”）的动作，该过程中 最大加速度为 m/s2。（g取l0m/s2）
6、某实验小组的同学在电梯的天花板上竖直悬挂一把弹簧秤并在弹簧秤的钩上悬挂一个重为10 N的钩码．弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过传感器直接得出，如图所示．则下列分析错误的是(　 )（多选）
A．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态 B．从时刻t3到t4，钩码处于失重状态
C．开始电梯可能停在10楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
D．开始电梯可能停在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在10楼
7、如图所示，体重为G的某同学站在体重计上向下蹲，在下蹲的过程中，体重计的示数F发生变化，则在一次完整的下蹲过程中，下列关于体重计的示数随时间变化图像可能正确的是(　 　)
8、人在平地上静止站立时，受到的支持力等于人的重力。做原地纵跳时，在快速下蹲后立即蹬伸的过程中，人受到的地面支持力会发生变化（如图，G为重力，F为支持力）。下列曲线能正确反映从下蹲开始到离地过程中地面支持力变化的是 （ ）
9、某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小．已知演员在滑杆上端做完动作时开始计时，演员先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零，整个过程中演员的v－t图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示，g＝10 m/s2，则下述说法正确的是（ ）（多选）
A．演员的体重为800 N
B．演员在最后2 s内一直处于超重状态
C．传感器显示的最小拉力为620 N
D．滑杆长7.5 m
10、某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动，并在下表中记录了几个特定时刻体重秤的示数（表内时刻不存在先后顺序），若已知t0时刻电梯处于静止状态，则（ ）
t1时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化
时 间 t0 t1 t2 t3
体重秤示数（kg） 45.0 50.0 40.0 45.0
（B）t2时刻电梯可能向上做减速运动
（C）t1和t2时刻电梯运动的方向相反
（D）t3时刻电梯处于静止状态
11、（多选）用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动。如图所示中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则（AC）
A．钩码的重力约为4N
B．钩码的重力约为9N
C．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、C
D．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D
12、质量为M的小明在地面上原地起跳，落回地面双脚触地后，用双腿弯曲的方法缓冲，最后停止．若测得他在整个下落过程中所受地面的弹力大小随时间变化的关系如图所示，则小明在（　 　）
A．t1时刻的速度为零 B．t2时刻的速度最大
C．t3时刻的加速度为零 D．t4时刻的加速度最大
13、图甲是某同学站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，a、d、f、g时刻其重心P位置对应如图。图乙是根据传感器采集到的数据作出的F-t图像，图中a～g各点与图甲相对应(其中b、c、e时刻图甲未画出)。根据图像可知(g取10 m/s2)(　 　)（多选）
A．该同学的重力为500 N
B．在a～b时间内，该同学在加速下降
C．e时刻该同学正在减速上升
D．该同学在d时刻的加速度等于在f时刻的加速度
14、测得一位仅在竖直方向上运动的蹦床运动员受到蹦床的弹力F随时间t的变化规律如图所示，已知该运动员的最大加速度为42 m/s2，重力加速度为g＝10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是(　 　)
A．该运动员接触蹦床过程中受到的最大弹力为2 000 N
B．该运动员双脚离开蹦床后的最大速度为16 m/s
C．该运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中先处于超重状态后处于失重状态
D．该运动员由接触蹦床到最低点的过程中一直处于失重状态
15、(多选)小明同学用台秤研究人在竖直升降电梯中的超重与失重现象。他在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图像如图所示，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　 　)
A.在0～2 s内，小明处于超重状态
B.在0～2 s内，小明加速度大小为1 m/s2
C.在10～11 s内，台秤示数为F3＝600 N
D.在0～11 s内，电梯通过的距离为18 m
16、某志愿者站在力传感器上分别完成下蹲和站起动作，计算机同时采集相应的数据，如图所示，这是做其中一个动作时，力传感器的示数随时间变化的情况，下列判断正确的是(　 　)
A．这是站起过程，先失重后超重
B．这是站起过程，先超重后失重
C．这是下蹲过程，先失重后超重 D．这是下蹲过程，先超重后失重
17、如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是(　 　)
18、若货物随升降机运动的v－t图像如图所示(竖直向上为正方向)，则货物受到升降机的支持力F随时间t变化的图像可能是(　 　)
19、(多选)某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小。已知演员在滑杆上做完动作之后，先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零。整个过程中演员的v－t图像和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示，g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　 　)
A．演员的重力为600 N
B．演员在第1 s内一直处于超重状态
C．滑杆顶端所受的最小拉力为620 N
D．滑杆顶端所受的最大拉力为900 N
20、在电梯中，把一物体置于水平台秤上，台秤与力传感器相连，电梯先从静止开始加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系图像，如图所示(g取10 m/s2)，则：
(1)电梯在启动阶段经历了多长时间的加速上升过程？
(2)该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？
(3)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？
1 物理学习的核心在于思维 最基本的知识、方法才是最重要的； 30%兴趣+30%信心+30%方法+10%勤奋+l%天赋>100%成功

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