2026高中物理專項超重和失重-動力學中九類問題

動力學中的九類常見問題

超重和失重

【知識精講】

1.重力與視重

（1）重力:物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變而改變。

（2）視重：當物體豎直懸掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為“視

重”，大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。

2.超重

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

（2）產(chǎn)生條件:物體具有的加速度。

3.失重

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

（2）產(chǎn)生條件:物體具有的加速度。

4.完全失重

（1）定義:物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕臓顟B(tài)。

（2）產(chǎn)生條件■a=g,且方向0

【方法歸納】

1.超重和失重的理解與判斷

（1）當視重與物體的重力不同時，即發(fā)生了超重或失重現(xiàn)象。

（2）判斷物體超重與失重的方法

①從受力的角度判斷：

超重:物體所受向上的拉力（或支持力）大于重力。

失重:物體所受向上的拉力（或支持力）小于重力。

②從加速度的角度判斷：

當物體的加速度方向向上（或豎直分量向上）時，處于超重狀態(tài)。

當物體的加速度方向向下（或豎直分量向下）時，處于失重狀態(tài)。

［特別提醒］（1）在完全失重狀態(tài)下，平常由重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都會消失，比如單擺停止擺動、

液體對器壁沒有壓強、浸在液體中的物體不受浮力等。工作原理與重力有關的儀器也不能再使用，如

天平、液體氣壓計等。

（2）超重、失重與物體的運動方向即速度方向無關。

2.解決超重、失重問題的基本方法

（1）明確研究對象，進行受力分析。

（2）判斷加速度的方向，并建立合理的坐標軸。

（3）應用牛頓第二定律列出方程。

（4）代入數(shù)據(jù)求解，必要時進行討論。

【典例精析】

題目（2024廣東中山高一期末）引體向上是高中學生體質(zhì)健康標準的測試項目之一，如圖甲所不，質(zhì)

量為m=55kg的某同學，雙手抓住單杠做引體向上，在豎直向上運動過程中，其重心的速度隨時間變

化的圖像如圖乙所示，g取10m/s2,由圖像可知，下列說法正確的是（）

A.t=0.5s時，他的加速度約為O.Bm/s?B.。?1.0s,他的位移約為0.15m

C.t=1.5s時，他正處于失重狀態(tài)D.t=1.0s時,他受到單杠的作用力大小為550N

【模擬題精練】

題目（2024河北邯鄲一模）生活中有很多跟物理相關的問題，我們可以利用所學知識對這些問題進

行分析，例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，最后靜止（物體始終沒有離開手）。關于物

體的運動分析正確的是（）

A.物體所受支持力始終大于重力，物體始終處于超重狀態(tài)

B.物體一直向上運動，所以不會出現(xiàn)失重狀態(tài)

C.物體所受支持力始終對物體做正功

D.物體的機械能不變

MS

題目2（2024山西晉城期末）如圖所示是山西八泉峽的觀光電梯，該電梯依山體豎直而建，最大運行速

度為4m/so電梯先由靜止加速，再勻速，最后減速到停止,讓乘客在208m的運動過程中欣賞山谷美

景。以下說法正確的是（）

A.電梯加速上升過程中，乘客重力變大B.電梯減速下降過程中，乘客重力變小

C.電梯加速下降過程中，乘客處于超重狀態(tài)D.電梯減速上升過程中，乘客處于失重狀態(tài)

題目（2024云南靖江重點高中期初測試）如圖所示，一個盛水的容器底部有一小孔。靜止時用手指

堵住小孔不讓它漏水，假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽略空氣阻力，則（）

A.容器自由下落時,小孔向下漏水

B.將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水;容器向下運動時，小孔不向下漏水

C.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運動,還是向下運動，小孔都向下漏水

D.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運動,還是向下運動，小孔都不向下漏水

題目（2024陜西寶雞期末）蹦床是一項運動員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的一項競技運動，它

屬于體操運動的一種。如圖所示，已知該運動員以大小為8m/s的初速度豎直向上離開蹦床,重力加速

度大小為g（g=10m/s2）,若不計空氣阻力，運動員可視為質(zhì)點，從離開蹦床算起，則下列說法不正確的

是（）

MS

A.運動員在空中處于完全失重狀態(tài)B.運動員到達最高點時恰好處于平衡狀態(tài)

C.運動員到達最高點運動時間為0.8sD.運動員上升的最大高度為3.2巾

題目（2024山東泰安期末）如圖甲所示，一升降機頂部有一個用輕繩懸掛的小球?！?0時亥IJ,升降

機由靜止開始豎直向下做直線運動，取豎直向下為正方向，其位移時間圖像如圖乙所示，其中在。?益

時間內(nèi)為直線。則下列說法中正確的是（）

乙

A.小球在0~時間內(nèi)處于超重狀態(tài)B.小球在如~t2時間內(nèi)處于超重狀態(tài)

C.小球在在與時間內(nèi)處于失重狀態(tài)D.小球在在益~右時間內(nèi)處于超重狀態(tài)

題目￡（2024遼寧部分重點高中3月聯(lián)考）如圖所示,體重為50kg的中學生在乘坐電梯時，手里拿著一

個由輕質(zhì)彈性細繩（繩上彈力變化滿足胡克定律）和質(zhì)量為0.1kg的小球構成的玩具，此時他發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)

彈性細繩的伸長量為電梯靜止時的六，重力加速度g取lOm/s?。下列說法正確的是（）

5

A.該中學生處于超重狀態(tài)B.該中學生對電梯地板的壓力大小為5O17V

C.電梯可能加速下降,加速度大小為8m/s2D.電梯可能減速上升,加速度大小為Zm/s?

題目（2024安徽六校期末聯(lián)考）某海洋館中的“海豚頂球”節(jié)目因其互動性強而深受小朋友們的喜

■

愛.如圖所示為一海豚把球頂向空中，并等其落下。下列說法正確的是（）

A.球在最高點時受到重力和海豚對它的頂力作用

B.球在最高點時速度和加速度都為零

C.球在上升過程中處于超重狀態(tài)

D.球在下落過程中處于失重狀態(tài)

題目I［多選］有一種大型娛樂器械可以讓人體驗超重和失重,其環(huán)形座艙套在豎直柱子上（如圖所

示），由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落。落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動,座艙做減速

運動，到地面時剛好停下。下列說法正確的是（）

A.座艙自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)B.座艙自由下落的過程中人處于失重狀態(tài)

C.座艙減速下落的過程中人處于超重狀態(tài)D.座艙下落的整個過程中人處于失重狀態(tài)

題目E（2024四川南充名校聯(lián)考）某人乘電梯從10樓到1樓，從電梯啟動到停在1樓的過程，經(jīng)歷了勻

加速、勻速和勻減速三個階段。電梯在這三個連續(xù)的運動階段中，該人所受的重力和他對電梯地板的

壓力相比較，其大小關系分別是

A.重力大于壓力，重力等于壓力,重力小于壓力

B.重力小于壓力，重力等于壓力，重力大于壓力

C.重力大于壓力，重力小于壓力,重力小于壓力

D.重力小于壓力，重力小于壓力,重力大于壓力

題目（2024安徽十校聯(lián)盟聯(lián)考）北京冬奧會于2022年2月4日開幕，在2月8日進行的自由式滑雪女

子大跳臺比賽中，中國選手谷愛凌獲得了該項目歷史上第一塊金牌。下圖為“大跳臺”賽道的示意圖,

由助滑道、起跳區(qū)、著陸坡、終點線、停止區(qū)組成。下列說法正確的是（）

MS

大跳臺

A.助滑道上運動員下蹲，雙臂向后緊貼身體，以減小起跳時的速度

B.運動員在助滑道上加速下滑時,運動員處于超重狀態(tài)

C.所有運動員在著陸坡落地時，他們的速度方向一定相同

D.著陸時運動員控制身體屈膝下蹲，是為了減小平均沖擊力

題目11（2024河南，累河高中期末質(zhì)檢）重慶歡樂谷的一種巨型機動游戲設備可以使人體驗超重和失

重，以驚險刺激深受年輕人的歡迎。一個可乘十多個人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上

60m的高處，然后讓座艙自由落下。落到離地面15m時,制動系統(tǒng)啟動，使座艙做勻減速運動，到達地

面時剛好停下。乘客小明的體重為75kg。（重力加速度g取:10m/s2,空氣阻力不計）求:

（1）離地面15m時座艙的速度大小;

（2）此過程中座艙做勻減速運動的時間；

（超3）設備勻減速階段,座艙對小明的支持力大小。

???

動力學中的九類常見問題

超重和失重

【知識精講】

1.重力與視重

(1)重力:物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變而改變。

(2)視重：當物體豎直懸掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為“視

重”，大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。

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。

4.完全失重

(1)定義:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的狀態(tài)。

(2)產(chǎn)生條件-a=g,且方向豎直向下。

【方法歸納】

1.超重和失重的理解與判斷

(1)當視重與物體的重力不同時，即發(fā)生了超重或失重現(xiàn)象。

(2)判斷物體超重與失重的方法

①從受力的角度判斷：

超重:物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力。

失重:物體所受向上的拉力(或支持力)小于重力。

②從加速度的角度判斷：

當物體的加速度方向向上(或豎直分量向上)時，處于超重狀態(tài)。

當物體的加速度方向向下(或豎直分量向下)時，處于失重狀態(tài)。

［特別提醒］(1)在完全失重狀態(tài)下，平常由重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都會消失，比如單擺停止擺動、

液體對器壁沒有壓強、浸在液體中的物體不受浮力等。工作原理與重力有關的儀器也不能再使用，如

天平、液體氣壓計等。

（2）超重、失重與物體的運動方向即速度方向無關。

2.解決超重、失重問題的基本方法

（1）明確研究對象，進行受力分析。

（2）判斷加速度的方向，并建立合理的坐標軸。

（3）應用牛頓第二定律列出方程。

（4）代入數(shù)據(jù)求解，必要時進行討論。

【典例精析】

題目（2024廣東中山高一期末）引體向上是高中學生體質(zhì)健康標準的測試項目之一，如圖甲所不，質(zhì)

量為館=55kg的某同學，雙手抓住單杠做引體向上，在豎直向上運動過程中，其重心的速度隨時間變

化的圖像如圖乙所示，g取10m/s2,由圖像可知，下列說法正確的是（）

A.±=0.5s時，他的加速度約為0.3m/s2B.。?1.0s,他的位移約為0.15m

C”=l.5s時，他正處于失重狀態(tài)D.力=l.0s時,他受到單杠的作用力大小為550N

【解析】

v—t圖像的斜率表示加速度，0?1.1s內(nèi)內(nèi)o—力圖像近似一條直線，可認為，。?1.1s內(nèi)學生做勻加速

運動"=0.5s時，他的加速度約為

a=X10-2m/s2=0.3m/s2

M1.0

故A正確；

v—t圖像與坐標軸圍成的面積表示位移，0?1.0s,他的位移約為

1_

x=—x30x1092xIm=0.15m

故8正確；

t=1.5s時，o—圖像的斜率為負，他的加速度方向向下，正處于失重狀態(tài)，故。正確；???

力=1.0s時，根據(jù)牛頓第二定律

F—mg=ma

解得

F=mg+ma=566.5N

故。錯誤。

【答案】ABC

【模擬題精練】

題目（2024河北邯鄲一模）生活中有很多跟物理相關的問題，我們可以利用所學知識對這些問題進

行分析，例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，最后靜止（物體始終沒有離開手）。關于物

體的運動分析正確的是（）

A.物體所受支持力始終大于重力，物體始終處于超重狀態(tài)

B.物體一直向上運動，所以不會出現(xiàn)失重狀態(tài)

C.物體所受支持力始終對物體做正功

D.物體的機械能不變

【參考答案】C

【名師解析】

平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，最后靜止，可知物體先向上做加速運動,加速度向上，物

體所受支持力大于重力，物體處于超重狀態(tài)，后向上做減速運動，加速度向下，物體所受支持力小于重

力，物體處于失重狀態(tài)，故AB錯誤；

物體所受支持力方向與運動方向相同，為豎直向上，可知物體所受支持力始終對物體做正功，故。正

確；

物體的動能不變，重力勢能增大，故物體的機械能增大，故。錯誤。

題目（2024山西晉城期末）如圖所示是山西八泉峽的觀光電梯,該電梯依山體豎直而建，最大運行速

度為4m/so電梯先由靜止加速，再勻速,最后減速到停止,讓乘客在208m的運動過程中欣賞山谷美

景。以下說法正確的是（）

MS

A.電梯加速上升過程中，乘客重力變大B.電梯減速下降過程中，乘客重力變小

C.電梯加速下降過程中，乘客處于超重狀態(tài)D.電梯減速上升過程中，乘客處于失重狀態(tài)

【參考答案】。

【名師解析】.電梯加速上升過程中，乘客重力不變，選項A錯誤；

電梯減速下降過程中，乘客重力也不變，選項8錯誤；

電梯加速下降過程中，加速度向下，則乘客處于失重狀態(tài)，選項。錯誤;

電梯減速上升過程中，加速度向下，則乘客處于失重狀態(tài)，選項。正確。

題目（2024云南靖江重點高中期初測試）如圖所示，一個盛水的容器底部有一小孔。靜止時用手指

堵住小孔不讓它漏水，假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽略空氣阻力，則（）

A.容器自由下落時，小孔向下漏水

B.將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水;容器向下運動時，小孔不向下漏水

C.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運動,還是向下運動，小孔都向下漏水

D.將容器豎直向上拋出，不管是容器向上運動,還是向下運動，小孔都不向下漏水

【參考答案】。

【名師解析】

無論是讓容器自由下落，還是豎直上拋，水和容器都是處于完全失重狀態(tài)，運動情況相同。所以不管怎

樣，水都不會漏下來，所以ABC錯誤,D正確。

題目（2024陜西寶雞期末）蹦床是一項運動員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的一項競技運動，它

MS

屬于體操運動的一種。如圖所示，已知該運動員以大小為8m/s的初速度豎直向上離開蹦床,重力加速

度大小為g（g=10m/s2），若不計空氣阻力，運動員可視為質(zhì)點，從離開蹦床算起，則下列說法不正確的

是（）

A.運動員在空中處于完全失重狀態(tài)B.運動員到達最高點時恰好處于平衡狀態(tài)

C.運動員到達最高點運動時間為0.8sD.運動員上升的最大高度為3.2m

【參考答案】8

【名師解析】

運動員在空中加速度為向下的g,處于完全失重狀態(tài)，選項A正確，不符合題意；

運動員到達最高點時受合力為mg,則不是處于平衡狀態(tài)，選項B錯誤，符合題意;

運動員到達最高點運動時間為

t=—=0.8s

g

選項。正確，不符合題意；

運動員上升的最大高度為

h==3.2m

選項。正確，不符合題意。

題目（2024山東泰安期末）如圖甲所示，一升降機頂部有一個用輕繩懸掛的小球。t=0時刻，升降

機由靜止開始豎直向下做直線運動，取豎直向下為正方向，其位移時間圖像如圖乙所示,其中在益?益

時間內(nèi)為直線。則下列說法中正確的是（）

MS

A.小球在0~。時間內(nèi)處于超重狀態(tài)B.小球在打~±2時間內(nèi)處于超重狀態(tài)

C.小球在在右?右時間內(nèi)處于失重狀態(tài)D.小球在在力2?±3時間內(nèi)處于超重狀態(tài)

【參考答案】。

【名師解析】

工一t圖像中，圖像上某點切線斜率的絕對值表示速度大小，可知，0~ij時間內(nèi)，升降機向下做加速運

動，加速度方向向下，小球處于失重狀態(tài)，故/錯誤；

力I?±2時間內(nèi)為直線，①一方圖像的斜率不變，即升降機做勻速直線運動，加速度為0,小球處于平衡狀

態(tài)，既不超重又不失重，故錯誤；

t2~&時間內(nèi)，X—t圖像的斜率逐漸減小，可知，t2~&時間內(nèi)，升降機向下做減速運動，加速度方向向

上，小球處于超重狀態(tài),故D正確。

題目E（2024遼寧部分重點高中3月聯(lián)考）如圖所示,體重為50kg的中學生在乘坐電梯時，手里拿著一

個由輕質(zhì)彈性細繩（繩上彈力變化滿足胡克定律）和質(zhì)量為0.1kg的小球構成的玩具，此時他發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)

彈性細繩的伸長量為電梯靜止時的小,重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是（）

5

A.該中學生處于超重狀態(tài)B.該中學生對電梯地板的壓力大小為5O17V

C.電梯可能加速下降,加速度大小為8m/s2D.電梯可能減速上升,加速度大小為Zm/s?

【參考答案〉D

【名師解析】電梯靜止不動時，小球受力平衡，有mg=kx,電梯運行時，由牛頓第二定律有mg—^-kx=

ma,解得加速度大小為a—~^g=2m/s2,方向豎直向下，所以電梯可能加速下降或減速上升，該中學生

處于失重狀態(tài)，A、C項錯誤，。項正確；對該中學生和玩具構成的系統(tǒng)進行受力分析，由牛頓第二定律

有mg—N=ma,電梯地板對該中學生的支持力大小N=mg—rna=5Q1N—100.2N=400.87V,由牛

頓第三定律可知，該中學生對電梯地板的壓力大小為400.8N,B項錯誤。

題目7（2024安徽六校期末聯(lián)考）某海洋館中的“海豚頂球”節(jié)目因其互動性強而深受小朋友們的喜

愛.如圖所示為一海豚把球頂向空中，并等其落下。下列說法正確的是（）

MS

A.球在最高點時受到重力和海豚對它的頂力作用

B.球在最高點時速度和加速度都為零

C.球在上升過程中處于超重狀態(tài)

D.球在下落過程中處于失重狀態(tài)

【參考答案】.D

［名師解析】海豚把球頂向空中后，球只在重力作用下運動，球在最高處只受到重力，選項A錯誤；球上

升到最高點時只受重力作用，速度為零，加速度為g,選項8錯誤;球在上升過程中只受到重力的作用，

有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，選項。錯誤;球在下落過程中只受到重力的作用，加速度為g,加速度

的方向向下，處于失重狀態(tài)，選項。正確.

題目r［多選］有一種大型娛樂器械可以讓人體驗超重和失重,其環(huán)形座艙套在豎直柱子上（如圖所

示），由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由下落。落到一定位置時,制動系統(tǒng)啟動,座艙做減速

運動,到地面時剛好停下。下列說法正確的是（）

A.座艙自由下落的過程中人處于超重狀態(tài)B.座艙自由下落的過程中人處于失重狀態(tài)

C.座艙減速下落的過程中人處于超重狀態(tài)D.座艙下落的整個過程中人處于失重狀態(tài)

【參考答案】

［名師解析】在自由下落的過程中人只受重力作用，做自由落體運動，處于失重狀態(tài)，故選項A錯誤，選

項B正確；在減速運動的過程中人受重力和座位對人向上的支持力，做減速運動，所以加速度向上，人

處于超重狀態(tài)，故選項。正確，選項D錯誤。

題目（2024四川南充名校聯(lián)考）某人乘電梯從10樓到1樓，從電梯啟動到停在1樓的過程，經(jīng)歷了勻

加速、勻速和勻減速三個階段。電梯在這三個連續(xù)的運動階段中,該人所受的重力和他對電梯地板的

壓力相比較，其大小關系分別是

A.重力大于壓力，重力等于壓力,重力小于壓力

MS

B.重力小于壓力，重力等于壓力，重力大于壓力

C.重力大于壓力，重力小于壓力，重力小于壓力

D.重力小于壓力，重力小于壓力,重力大于壓力

【參考答案】A

【名師解析】：某人乘電梯從10樓到1樓，速度方向向下。電梯啟動做加速運動階段,加速度方向向下，

由牛頓第二定律可知重力大于電梯地板對他的支持力，由牛頓第三定律可知,他對電梯地板的壓力等

于電梯地板對他的支持力，即重力大于壓力，處于失重狀態(tài)；在勻速運動階段,處于平衡狀態(tài)，重力等于

壓力；在減速運動階段，加速度方向向上，由牛頓第二定律可知重力小于電梯地板對他的支持力，由牛

頓第三定律可知，他對電梯地板的壓力等于電梯地板對他的支持力，即重力小于壓力，處于失重狀態(tài)；

所以選項4正確。

【一題多解】：此題情景是某人乘電梯從10樓到一樓,速度方向向下，經(jīng)歷加速、勻速、減速三個階段，加

速度方向分別向下、為零、向上，其狀態(tài)分別對應失重、等于、超重，即分別對應重力大于壓力、重力等于

壓力、重力小于壓力，所以選項A正確。

題目10（2024安徽十校聯(lián)盟聯(lián)考）北京冬奧會于2022年2月4日開幕，在2月8日進行的自由式滑雪女

子大跳臺比賽中，中國選手谷愛凌獲得了該項目歷史上第一塊金牌。下圖為“大跳臺”賽道的示意圖，

由助滑道、起跳區(qū)、著陸坡、終