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专题04 运动和力的关系
[-考点-04-] 超重和失重
[典例1]
答案 BD
解析 体操运动员双手握住单杠吊在空中静止不动时单杠对运动员的拉力等于运动员的重
力，运动员既不处于超重状态也不处于失重状态，A 错误；蹦床运动员在空中上升和下降
过程中都有方向竖直向下的加速度，都处于失重状态，B 正确；举重运动员在举起杠铃后
静止不动的那段时间内地面对运动员和杠铃的支持力等于运动员和杠铃的重力，运动员和
杠铃既不处于超重状态也不处于失重状态，C 错误；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，D 正确．
[典例2]
答案 ABD
解析 由题图甲可知小明处于平衡状态，电梯此时处于静止或匀速运动状态，A 正确；由
题图乙可知小明处于超重状态，有向上的加速度，则电梯向上加速或向下减速，B 正确，C
错误；由题图乙知，此时小明受到的支持力大小为FN＝590 N，则加速度大小为a＝≈
0.7 m/s2，D 正确．
1.答案 A
解析 火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大
于自身的重力，宇航员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，选项A 正确，B 错误；
宇航员处于完全失重状态时，仍然受重力，选项C 错误；飞船落地前减速下落时，加速度
方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重
状态，选项D 错误．
2.答案 D
解析 在座椅加速上升的过程中人处于超重状态，减速上升的过程中人的加速度的方向向
下，处于失重状态，故A、B 错误；在座椅减速下降的过程中人的加速度的方向向上，人
处于超重状态，故C 错误，D 正确．
3.答案 A
解析 降落伞未打开时，A、B 两人一起做自由落体运动，处于完全失重状态，则A、B 之
间安全带的作用力为0，A 正确，B、C 错误；降落伞打开后，A、B 减速下降，加速度向
上，则A、B 处于超重状态，对B 有：FT－mg＝ma，即FT＝mg＋ma>mg，故D 错误．
4.答案 C
解析 从加速度的角度判断，由题意知0～2 s 物体的加速度方向竖直向上，则物体处于超
重状态；2～8 s 物体的加速度为零，物体处于平衡状态；8～10 s 物体的加速度方向竖直向
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下，则物体处于失重状态，故C 正确．
5.答案 AD
解析 电梯在做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，即质量为1 kg 的重物重力为
10 N，某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N，属于超重现象，超重时，加
速度向上，向上加速和向下减速的加速度都是向上的，由牛顿第二定律可得F－mg＝ma，
解得a＝2 m/s2，A、D 正确．
6.答案 D
解析 货物加速上升时加速度向上，处于超重状态，故A 错误；对无人机和货物整体，有
F－(M＋m)g＝(M＋m)a，解得a＝2 m/s2，故B 错误；对货物，有FT－mg＝ma，解得FT＝
12 N，故C 错误，D 正确．
7.答案 C
解析 根据题图可知，加速度先向下后向上，而蹲下过程，先向下加速运动，再向下减速
到停止，加速度先向下再向上，先失重后超重，故C 正确，A、B、D 错误．
8.答案 C
解析 在B 点，重力等于弹力，在C 点速度为零，弹力大于重力，所以从C 到B 过程中合
力向上，做加速运动，但是由于从C 到B 过程中踏板的形变量在减小，弹力在减小，所以
合力在减小，故做加速度减小的加速运动，加速度向上，处于超重状态，从B 到A 过程中
重力大于弹力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做减速运动，处于失重状态
故C 正确．
9.答案 C
解析 由于15 位乘客的总质量为1 040 kg，而电梯额定载重量为1 050 kg，则当第15 位乘
客进入电梯时，还没有达到电梯的额定载重量，所以电梯不会鸣笛警示，A 错误；当电梯
从八层开始向下运动时，加速度向下，由牛顿第二定律知ma＝mg－FN，由牛顿第三定律
知FN＝FN′，则此时乘客给电梯的压力FN′小于乘客的重力，分析可得出电梯不会鸣笛警
示，B 错误；当电梯从八层下降到一层，快要停止时，加速度向上，由牛顿第二定律知ma
＝FN－mg，由牛顿第三定律知FN＝FN′，则此时乘客给电梯的压力FN′大于乘客的重力，
可能大于电梯的额定载重量，则电梯可能会鸣笛警示，C 正确，D 错误．
10.答案 BC
解析 由题图可知，在0～2 s 内，台秤对小明的支持力为F1＝450 N，由牛顿第二定律有
mg－F1＝ma1，解得a1＝1 m/s2，加速度方向竖直向下，故小明处于失重状态，故A 错误，
B 正确；设在10～11 s 内小明的加速度为a3，时间为t3＝1 s,0～2 s 的时间为t1＝2 s，则a1t1
＝a3t3，解得a3＝2 m/s2，由牛顿第二定律有F3－mg＝ma3，解得F3＝600 N，故C 正确；0
～2 s 内位移x1＝a1t1
2＝2 m,2～10 s 内位移x2＝v 匀t2＝a1t1t2＝16 m,10～11 s 内位移x3＝a3t3
2＝
1 m，则0～11 s 内，电梯通过的距离为x＝x1＋x2＋x3＝19 m，故D 错误．
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11.答案 A
解析 人在下蹲时，先向下加速后减速，先失重后超重；起立时，先向上加速后减速，先
超重后失重．故由图线可知，在2～8 s 时间内该同学做了一次下蹲、起立的动作，选项A
正确，选项B、C、D 错误．
12.答案 C
解析 设物体的质量为m，物体和箱子的总质量为M.上升过程中，对箱子和物体整体受力
分析，如图甲所示，由牛顿第二定律可知，Mg＋kv＝Ma，则a＝g＋，又整体向上做减速
运动，v 减小，所以a 减小；
再对物体单独受力分析如图乙所示，因a>g，所以物体受到箱子上底面向下的弹力FN，由
牛顿第二定律可知，mg＋FN＝ma，则FN＝ma－mg，而a 减小，则FN减小，所以上升过程
中物体对箱子上底面有压力且压力越来越小；同理，下降过程中物体对箱子下底面有压力
且压力可能越来越大．故C 正确．
13.答案 B
解析 将整个运动过程分解为六个阶段．第一阶段货物先向下做匀加速直线运动，根据牛
顿第二定律得mg－F＝ma，解得F＝mg－ma<mg；第二阶段货物做匀速直线运动，F＝
mg；第三阶段货物向下做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得F＝mg
＋ma>mg；第四阶段货物向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma，解得
F＝mg＋ma>mg；第五阶段货物做匀速直线运动，F＝mg；第六阶段货物向上做匀减速直
线运动，根据牛顿第二定律得mg－F＝ma，解得F＝mg－ma<mg.故B 正确，A、C、D 错
误．
14.答案 CD
解析 将容器以初速度v0竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究对象，根据牛
顿第二定律得到加速度为g，再以容器A 为研究对象，上升和下落过程其所受合力等于其
重力，则B 对A 没有压力，A 对B 也没有支持力，故A 错误，D 正确．若考虑空气阻力，
以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：上升过程加速度大于g；再以球B 为研究对
象，根据牛顿第二定律得：B 受到的合力大于重力，B 除受到重力外，还应受到向下的压
力，A 对B 的压力向下，故B 错误．若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二
定律得到：下落过程加速度小于g，再以B 为研究对象，根据牛顿第二定律得：B 受到的合
力小于重力，B 除受到重力外，还应受到向上的力，即A 对B 的支持力向上，由牛顿第三
定律知，B 对A 的压力向下，故C 正确．
15.答案 CD
解析 A．由图甲可知，沿y 轴方向产生加速度，则手机屏幕正面应朝水平方向，A 错误；
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B．下蹲过程分为加速下降和减速下降两个过程，加速度先向下后向上，则先经历失重过
程又经历超重过程，B 错误；C．该同学经历下蹲、站起和竖直上抛三个过程，则该同学共
经历2 次超重过程和3 次失重过程，C 正确；D．由图甲可知，下蹲后加速度没有变为0，
则该同学下蹲后没有停止直接又起跳，D 正确.故选CD.
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