(完整)高中物理必修一超重和失重(含练习解析)

A ． 电梯匀减速上升，

加速度的大小为 2

1.0m/s B ． 电梯匀加速上升，

加速度的大小为 1.0m/s 2

C ． 电梯匀减速下降， 加速度的大小为 1.5m/s

2

D 电梯匀加速下降，

加速度的大小为 1.5m/s 【答案】 C

【解析】 A 、电梯减速上升，加速度向下，由牛顿第二定律： mg ﹣ F ma

解得 F m （ g a ） 9N

B 、电梯匀加速上升，加速度向上，由牛顿第二定

律：

F ﹣ mg ma

解得 F m （ g a ） 11N

C 、电梯匀减速下降，加速度向上，由牛顿第二定

律：

F mg

ma

解得 F m （ g a ） 11.5N

D 、电梯匀加速下降，加速度向下，由牛顿第二定

律：

mg F ma

解法一：细绳剪断时，木块仍在水中，系统仍为一个整体，只是内力改变了，故而台秤的示数不变．解法二：细绳剪断时，木块加速上升，具有竖直向上的加速度，由对发生超重、失重的发生条件、概念含义的理解，木块发生了超重现象，台秤读数变大．

【思路点拨】因为木块的密度小于水的密度，当剪断细绳时，木块会向上加速运动．与此同时，在木块的上方必然有一等体积的“水块”以同样大小的加速度向下运动，从而填补木块占据的空间，整个系统将处于失重状态．

【解析】对于“解法一” ，究其发生原因是错误地认为剪断细线后，木块虽然上升，但其排开水的体积未变，所受的浮力不变，自身的重力未变，系统的总重力也就不变，故而测力计的读数不变．此处只考虑了木块运动状态的变化而忽略了水的运动状态的变化，犯了片面性的错误．

对于“解法二” ，只单一的分析了木块由于加速上升而导致的超重现象，而遗漏了对水的运动状态的分析，误认为只是木块发生了超重，水没有发生超重或失重现象，从而作出了“台秤的读数变大”的错误结论．其实，正确的解答是：因为木块的密度小于水的密度，当剪断细绳时，木块会向上加速运动．与此同时，在木块的上方必然

有一等体积的“水块”以同样大小的加速度向下运动，从而填补木块占据的空间．又由于密度水木，则“水块”的质量必大于木块的质量，因此，木块与“水块”的整体的“重心”必然具有竖直向下的加速度，整个系统将处于失重状态．故台秤的示数必将变小．

【总结升华】此题重在考查超重、失重的发生条件、概念含义的理解，必须正确的分析木块与水的运动状态的变化特点及其关系．

举一反三

【变式1】（2015 德州市期末考）电梯给我们的生活带来了很大方便．某实验小组在电梯内利用DIS 系统观察超重和失重现象，将压力传感器放置在电梯的地板上，在传感器上放一个重为20N 的物块，如图甲所示，实验中平板电脑显示出传感器所受物块压力大小随时间变化的关系，如图乙所示．以下根据图象分析得出的结论中正确的是（）

A．从t 1时刻到t 2，物块处于失重状态

B．从时刻t 3到t 4，物块处于失重状态

C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层

D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼

【答案】BC

【解析】A、从时该t1到t 2，物体受到的压力大于重力时，物体处于超重状态，加速度向上，故A错误；

B、从时刻t 3到t 4，物体受到的压力小于重力，物块处于失重状态，加速度向下，故B正确；

C、如果电梯开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层，那么应该从图象可以得到，压力先等于重力、再大于重力、然后等于重力、小于重力、最后等于重力，故C正确；

【变式 2】如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔．静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下

述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则 ( )

A ．容器自由下落时，小孔向下漏水

B ．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水

C ．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水

D ．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水 【答案】 D

【解析】题中几种运动，对整体分析，都只受重力作用，运动加速度为 g ，方向向下，容器中的水处于完

全失重，对容器底部无压力．故在底部的小孔处水不会漏出．

【变式 3】如图所示， A 为电磁铁， C 为胶木称盘， A 和 C (包括支架)的总质量为 M ，B 为铁片，质量为

m ， 当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，台称读数 F ( ) A ． F=mg B ． mg < F < (M+m)g C ． F=(M+m)g D ． F >(M+m)g

【答案】 D

【解析】以整体为研究对象，铁片被吸引上升过程中，具有向上的加速度，因此铁片处于超重状态，因此 F-

(M+m)g=ma ，可知： F > (M+m)g

2．如图所示，质量为 50kg 的某同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻该同学发现磅秤的示数为 在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动( )

A ．匀速上升

B ．加速上升

C ．减速上升

D ．减速下降

【巩固练习】 选择题：

1．关于超重和失重，下列说法中正确的是

( A ．超重就是物体受的重力增加了

C ．完全失重就是物体一点重力都不受)

B ．失重就是物体受的重力减小了

D ．不论超重或失重物体所受重力是不变

40kg ，则

8．原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的，具有一定质量的物体

现发现A 突然被弹簧拉向右方，由此可知此时升降机的运动可能是（

A．加速上升B ．减速上升C ．加速下降 D ．减速下降

9．如图所示，一个人站在医用体重计上测体重，当她站在体重计的测盘上不动时测得体重为G，

（1）当此人在体重计上突然下蹲时，则体重计的读数（）

（2）若此人在体重计上下蹲后又突然站起，则体重计的读数（）

A．先大于G，后小于G，最后等于G B ．先小于G，后大于G，最后等于G C ．大于G D．小于G 10、（2015 滨州市期末考）如图所示，在竖直升降的电梯内，挂在电梯顶部的弹簧秤下端悬挂一个质量

为1kg 的物体与电梯一起运动，弹簧秤的示数为12N，当地重力加速度g=10m/s1 2，下列说法正确的是（

）

A．在这种状态下物体的重力增加了2N

B．物体处于超重状态

C．电梯一定在匀加速上升

2

D．电梯的加速度大小是2m/s 2

11、（2015 济南市期末考）我国发射的“神舟七号”宇宙飞船的返回舱在重返大气层时，速度可达几千米每秒，为保证返回舱安全着陆，在即将落地时要利用制动火箭使返回舱减速到某一安全值，在这段时间内（）A．飞船处于失重状态

B．飞船处于超重状态

C．宇航员受到的重力变大了

D．宇航员受到的重力小于返回舱对他的支持力

12、（2015 枣庄市期末考）如图所示，将物体A 放在容器B 中，以某一速度把容器B 竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面始终保持水平，则以下说法正确的是（）

A．容器B 上升过程中，物体A对B 有压力，下降过程中，压力等于零

B．容器B上升到最高点的时候，物体A对B有压力

B ．减速下降

C ．加速上升

D ．减速上升

A 静止在地板上，如图，