专题4.7 超失重问题-2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）（解析版）

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专题 4.7 超失重问题

【人教版】

【题型 1 超重与失重的判断】..........................................................................................................

【题型 2 超重与失重的定量运算问题】..........................................................................................

【题型 3 综合问题】..........................................................................................................................

【题型 4 图像问题】..........................................................................................................................

【题型 5 体育运动中的超失重问题】..............................................................................................

【题型 6 连接体超失重问题】..........................................................................................................

【题型 1 超重与失重的判断】

【例 1】 2020 年 12 月 17 日，嫦娥五号的返回舱采用“打水漂”的技术来减速并成功着陆

在预定区域。返回舱第一次进入大气层时减速下降到距离地面约 60 公里时，利用弓形激波

让其加速向上跃起，弹出大气层之后再次进入大气层，实施二次减速，整个过程就像“打

水漂”一样(如图)。返回舱在减速下降和加速跃起时分别处于(　　)

A．失重状态，超重状态　 B．超重状态，失重状态

C．超重状态，超重状态 D．失重状态，失重状态

答案：C

【变式 1-1】（多选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度 a随时间 t变化的图线如

图所示，以竖直向上为 a的正方向，则下列说法中正确的是（　　）

A．t=2s 时人对地板的压力最大 B．t=5s 时人对地板的压力为 0

C．t=5s 时人对地板的压力最大 D．t=8.5s 时人对地板的压力最小

【答案】AD

【详解】在时间轴的上方，表示加速度向上，此时处于超重状态，在时间轴的下方，表示

加速度向下，此时处于失重状态；在 t=2s 时向上的加速度最大，此时对地板的压力最大，

大于重力，故 A正确；t=5s 时，人随电梯做匀速运动，人处于平衡状态，所以人受到的支

持力等于人的质量，由牛顿第三定律可知，人对地板的压力等于人的重力，故 BC 错误；

在t=8.5s 时具有向下的最大的加速度，此时对地板的压力最小，小于重力，D正确。

故选 AD。

【变式 1-2】（多选）如图，某一处于松弛状态的弹性绳，上端拴在 O点，下端拴一重物，

从O点正下方的 A点开始自由下落，至图中 B点时的弹性绳正好完全伸直且没有弹力，D

点是重物所能到达的最低点且到达 D点时未超过弹性绳的弹性限度，C点时重物静止悬吊

时的平衡位置，不计空气阻力，则重物在从 A点下落的过程中（　　）

A．在 AB 段做自由落体运动，处于完全失重状态

B．BC 段绳的拉力在增大，重物先失重再超重

C．CD 段绳的拉力大于重物的重力，重物处于超重状态

D．D点时重物的速度为零，处于平衡状态

【答案】AC

【详解】图中 B点时的弹性绳正好完全伸直且没有弹力，所以在 AB 段绳子无拉力，重物

做自由落体运动，处于完全失重状态。A正确；C点时重物静止悬吊时的平衡位置，所以

在BC 段绳的拉力在增大，但是一直小于重力，重物一直处于失重状态，CD 段绳的拉力大

于重物的重力，重物处于超重状态。B错误，C正确；D点时绳子拉力大于重力，重物将

向上加速。D错误。

故选 AC。

【变式 1-3】如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓

球上升到水面的过程中，台秤示数( )

A.变大 B.不变 C.变小 D.先变大后变小

.答案：C

解析：同体积的水比乒乓球的质量大，在乒乓球加速上升的过程中，水和乒乓球系统的重

心加速下降，处于失重状态，台秤示数变小。

【题型 2 超重与失重的定量运算问题】

【例 2】用外力F拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度 a随外力F的变

化关系如图所示，下列说法正确的是(　　)

A.物体的质量为

B.地球表面的重力加速度为 2a0

C.当a＞0时，物体处于失重状态

D.当a＝a1时，拉力 F＝a1

答案　A

解析　当F＝0时a＝－a0，此时的加速度为重力加速度，故 g＝a0，B错误；当 a＝0时，

拉力 F＝F0，拉力大小等于重力，故物体的质量为，A正确；当 a＞0时，加速度方向竖直

向上，物体处于超重状态，C错误；当 a＝a1时，由牛顿第二定律得 F－mg＝ma1，又 m

＝、g＝a0，故拉力 F＝(a1＋a0)，D错误。

【变式 2-1】一质量为 m的人站在电梯中，电梯匀加速上升，加速度大小为 g(g为重力加速

度).人对电梯底部的压力大小为(　　)

A.mg B.2mg

C.mg D.mg

答案　C

解析　根据牛顿第二定律有 FN－mg＝ma，解得电梯底部对人的支持力大小为 FN＝mg，由

牛顿第三定律知，人对电梯底部的压力大小为 FN′＝mg，选项 C正确.

【变式 2-2】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，重力加速度 g取10 m/s2，根据图像分析可知(　　)

A．人的重力为 1 500 N

B．c点位置人处于超重状态

C．e点位置人处于失重状态

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