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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。
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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.aA＝aB＝g
B.aA＝2g，aB＝0
C.aA＝g，aB＝0
D.aA＝2g，aB＝0
【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F1－2,2 和3 之间弹簧的弹力为F2－
3,2018 和2019 之间弹簧的弹力为F2018－2019，则下列结论正确的是( )
A．F1－2∶F2－3∶…∶F2018－2019＝1∶2∶3∶…∶2018
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
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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
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C．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（
）
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A．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 水)的木球与轻质弹簧相连后置于充满水的密
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 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
考点二：超重与失重现象
【知识思维方法技巧】
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（1）超重和失重的对比
定义
产生条件
超重
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
物体具有向上的加速度
失重
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
物体具有向下的加速度
完全
失重
物体对支持物的压力(或对竖直悬挂
物的拉力)等于0 的现象称为完全失
重现象
物体的加速度a＝g，方向竖直向下
（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
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，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
角度判断
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
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
的角度判断
①物体向上加速或向下减速时，超重
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
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【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m1和m2的两物体
P、Q，用细绳通过光滑轻质定滑轮相连，m1>m2.现剪断Q 下端的细线，在P 下落但还没有
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。
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（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。
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