文档内容
知识点 12：瞬时性问题及超重与失重现象
考点一：瞬时性问题
【知识思维方法技巧】
（1）瞬时变化的特点：①发生明显形变的物体（轻弹簧、橡皮筋），在两端都连有物体的
情况下，弹力不能突变，瞬时变化后弹力不变。轻弹簧连接体瞬时变化后不能当作整体。
②发生微小形变的物体（轻绳、轻杆、桌面），弹力可以突变。突变情况根据物体后面的
运动状态来判断。轻绳、轻杆连接体瞬时变化后可以当作整体。
（2）瞬时性解题思路：分析瞬时前后的受力情况和运动情况，再由牛顿第二定律求出瞬时
加速度。
（3）剪断绳子或撤去外力后，两物体用轻杆连接，采用整体法，得出整体的加速度，再隔
离单个物体分析；两物体用轻绳连接，可假设绳子有力(绳子绷直)采用先整体后隔离的方
法，判断假设是否成立，从而得出正确的结论．
题型一：轻绳连接体模型瞬时性问题
【知识思维方法技巧】
撤去外力后，两物体用轻绳连接，可假设绳子有力（绳子绷直）采用先整体后隔离的方法
判断假设是否成立，从而得出正确的结论．
【典例1拔尖题】如图所示，两个轻质滑轮用无弹性的轻质细绳连接，一个滑轮下方挂着
重物A，另一个滑轮下方挂着重物B，悬挂滑轮的绳均竖直，重物B用手固定。已知A、B
质量均为m，重力加速度大小为g，忽略一切摩擦和空气阻力。松开手的瞬间，重物B的
加速度大小是( )
A. g B. g C. g D. g
题型二：轻弹簧连接体模型瞬时性问题
【知识思维方法技巧】
剪断绳子或撤去外力后，两物体用弹簧连接，只能采用隔离单个物体分析。
学科网（北京）股份有限公司 1类型一：无摩擦力作用模型
【典例2a拔尖题】 如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着 A小球，
同时水平细线一端连着 A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是
60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时 A、B两球都静止不动，A、B两
小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球
的加速度分别为( )
A.a ＝a ＝g B.a ＝2g，a ＝0
A B A B
C.a ＝g，a ＝0 D.a ＝2g，a ＝0
A B A B
【典例2a拔尖题对应练习】如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的水平轻
质弹簧(始终在弹性限度内)相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a
向右做匀加速直线运动，设 1和2之间弹簧的弹力为 F 2和3之间弹簧的弹力为 F
1－2, 2－
2018和2019之间弹簧的弹力为F ，则下列结论正确的是( )
3, 2018－2019
A．F ∶F ∶…∶F ＝1∶2∶3∶…∶2018
1－2 2－3 2018－2019
B．从左到右每根弹簧长度之比为1∶2∶3∶…∶2018
C．如果突然撤去拉力F，撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为，其余每个球的加速度
依然为a
D．如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为
0，第2个小球的加速度为2a，其余小球的加速度依然为a
类型二：有摩擦力作用模型
【典例2b拔尖题】(多选)如图所示，质量均为m的A、B两个小滑块用轻弹簧连接放在倾
角θ＝30°的固定斜面上，物块C的质量为2m，B、C通过细线跨过光滑的定滑轮相连接，
整个装置处于静止状态。若滑块A、B与斜面间的动摩擦因数相同(μ＜1)，最大静摩擦力等
于滑动摩擦力，弹簧弹力大小为mg(g为重力加速度)。则下列说法正确的是( )
A. 滑块A受到的摩擦力大小为 mg，滑块B不受摩擦力
B. 弹簧处于拉伸状态，A、B所受摩擦力大小均为 mg，方向均沿斜面向下
C. 剪断弹簧后，滑块A仍保持静止状态
D. 剪断细线的瞬间，滑块B的加速度可能为 g
题型三：轻杆连接体模型瞬时性问题
【知识思维方法技巧】
剪断绳子或撤去外力后，两物体用轻杆连接，采用整体法，得出整体的加速度，再隔离单
学科网（北京）股份有限公司 2个物体分析；两物体用轻绳连接，可假设绳子有力（绳子绷直）采用先整体后隔离的方法
判断假设是否成立，从而得出正确的结论．
【典例3拔尖题】如图甲、乙所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上
的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为 53°，轻杆和轻弹簧均
水平。已知重力加速度为g，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。下列结论正确的是( )
A.甲、乙两种情境中，小球静止时，细绳的拉力大小均为mg
B.甲图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g
C.乙图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g
D.甲、乙两种情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为g
题型四：组合连接体模型瞬时性问题
【典例4拔尖题】如图所示，A、B、C、D四个小球质量分别为m、4m、2m、3m，用细
线连着，在A和C之间细线上还串接有一段轻弹簧，悬挂在光滑定滑轮的两边并处于静止
状态．弹簧的形变在弹性限度内，重力加速度大小为 ，则下列说法正确的是
A．剪断CD间细线的一瞬间，小球C的加速度大小为3g
B．剪断CD间细线的一瞬间，小球A和B的加速度大小均为g
C．剪断AB间细线的一瞬间，小球C的加速度大小为零
D．剪断C球上方细线的一瞬间，小球A和B的加速度大小均为零
【典例4拔尖题对应练习】如图所示，A、B、C三球质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜
面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接．倾角为
θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，
细线被烧断的瞬间，已知重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A．A球的受力情况未变，加速度为零
B．C球的加速度沿斜面向下，大小为
学科网（北京）股份有限公司 3C．A、B之间杆的拉力大小为2mgsinθ
D．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为gsinθ
题型五：组合连接体模型+接触式模型瞬时性问题
【典例5拔尖题】如图所示，质量均为2 kg的物体A、B静止在竖直的轻弹簧上面。质量
为1 kg的物体C用细线悬挂起来，B、C紧挨在一起，但B、C之间无压力。某时刻将细线
剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为( )
A.24 N B.0 C.36 N D.28 N
【典例5拔尖题对应练习】如图所示，物块A、B、C、D均静止，互不粘连且质量均为
m，A通过上方细绳拴接在顶板，B、C分别与弹簧连接。已知A、B之间恰好无挤压，
C、D接触面光滑，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 剪断细绳瞬间，A的加速度大小为0
B. 剪断细绳瞬间，B的加速度大小为 g
C. 迅速抽出D后瞬间，C的加速度大小为g
D. 迅速抽出D后瞬间，B的加速度大小为g
题型六：系统处于完全失重状态时的瞬时性问题
【知识思维方法技巧】
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。如上下放置的物体间不
再相互挤压、单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体不再产生压强和浮
力等。
类型一：空中连接体相对地面瞬时性问题
【典例6a拔尖题】（多选）如图所示，箱子A被弹簧吊着，箱内放有物块B，它们的质量
均为m，现对箱子施加竖直向上的 ，使系统处于静止状态。则在撤去F的瞬间（
）
学科网（北京）股份有限公司 4A．物体A处于超重状态，物体B处于完全失重状态
B．弹簧处于压缩状态，弹力大小为
C．A、B的加速度分别为 ，
D．A、B的加速度分别为 ，
类型二：水中连接体相对地面瞬时性问题
【典例6b拔尖题】我国宇航员王亚平进行了太空授课，使得我国很多中小学生对微重力下
液体内部的受力情况感到好奇，某同学为了在地面探究微重力下液体内部的受力情况，设
计了如图所示的装置进行实验，密度为ρ(ρ<ρ )的木球与轻质弹簧相连后置于充满水的密
水
闭容器中，弹簧的另一端固定于容器的底部．水与木球的密度差为Δρ(Δρ>0)，重力加速度
为g.初始时整个系统静止，现将容器由静止释放，则释放瞬间木球相对于地面的加速度大
小为( )
A． g B． g C． (1－ )g D． (1＋ )g
类型三：水中连接体相对杯子瞬时性问题
【典例6c拔尖题】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 <ρ <ρ )( )
木 水 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
考点二：超重与失重现象
【知识思维方法技巧】
学科网（北京）股份有限公司 5（1）超重和失重的对比
定义 产生条件
物体对支持物的压力(或对悬挂物的
超重 物体具有向上的加速度
拉力)大于物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或对悬挂物的
失重 物体具有向下的加速度
拉力)小于物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或对竖直悬挂
完全
物的拉力)等于0的现象称为完全失 物体的加速度a＝g，方向竖直向下
失重
重现象
（2）对超重、失重现象的理解：
①不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”（物体对支持物的压力
或对悬挂物的拉力）改变。
②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。如上下放置的物体间
不再相互挤压、单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体不再产生压强和
浮力等。自由落体、竖直上抛、斜抛、平抛及宇航员在太空中的宇宙飞船里，无论飞船做
圆周运动或者是椭圆运动，这些运动的物体（宇航员）都处于完全失重状态。
③物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体的加速
度方向，只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态．
题型一：超重、失重的判断
【知识思维方法技巧】
判断超重和失重的方法：
从受力的 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
角度判断 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
从加速度的 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
角度判断 时，物体处于失重状态；向下的加速度a＝g时，物体处于完全失重状态
从速度变化 ①物体向上加速或向下减速时，超重
的角度判断 ②物体向下加速或向上减速时，失重
类型一：物体在竖直方向运动的超重与失重现象
【典例1a拔尖题】(多选)蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称．某次比赛过程
中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力 F随时间t的变化图
像如图所示．若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小g＝10 m/s2.
依据图像给出的信息，下列说法正确的是( )
A．运动员的质量为60 kg
B．运动员的最大加速度为45 m/s2
C．运动员离开蹦床后上升的最大高度为5 m
D．9.3 s至10.1 s内，运动员一直处于超重状态
学科网（北京）股份有限公司 6【典例1a拔尖题对应练习】很多智能手机都有加速度传感器．小明把手机平放在手掌上，
打开加速度传感器，记录手机在竖直方向上加速度的变化情况．若手掌迅速向下运动，让
手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，手机屏幕上获得的图像如图甲所示．以下实验
中手机均无翻转．下列说法正确的是( )
A．若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，所得图像可能如图乙所示
B．若保持手托着手机，小明做下蹲动作，整个下蹲过程所得图像可能如图丙所示
C．若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止，所得图像可能如图丁所示
D．手机屏幕上的图像出现正最大值时，表明手机处于失重状态
类型二：物体在斜面上运动的超重与失重现象
【典例1b拔尖题】如图，斜面固定，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从
C点由静止下滑，下滑过程中A、B始终保持相对静止，则( )
A．在CD段时，A受三个力作用
B．在DE段时，A的加速度一定平行于斜面向上
C．在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上
D．整个下滑过程中，A、B均处于失重状态
类型三：物体在水中运动的超重与失重现象
【知识思维方法技巧】
利用等效系统法分析台秤示数的变化问题，系统整体的加速状态=小球的加速状态+与小球
等体积的“水球”加速运动。
【典例1c拔尖题】如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m 和m 的两物体
1 2
P、Q，用细绳通过光滑轻质定滑轮相连，m>m.现剪断Q下端的细线，在P下落但还没有
1 2
到达箱底且Q未碰到滑轮的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将( )
A．变大 B．变小 C．不变 D．先变小后变大
题型二：超重、失重的计算
【知识思维方法技巧】
（1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。
学科网（北京）股份有限公司 7（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。
学科网（北京）股份有限公司 8
