粵教版必修一4.6《超重和失重》同步試題01

1、第六節(jié)超重和失重、學(xué)法指導(dǎo)（一）實(shí)重與視重I實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力。物體所受重力不會(huì)因物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而變化。2視重：當(dāng)物體在豎直方向有加速度時(shí)（即a=0），物體對(duì)彈簧的拉力或?qū)ε_(tái)秤的壓力將不等于物體的重力，此時(shí)彈簧秤或臺(tái)秤的示數(shù)叫物體的視重。說(shuō)明：在用彈簧秤測(cè)量物體的重力時(shí)，必須在靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行，就是 因?yàn)楫?dāng)物體在豎直方向有加速度時(shí)，視重不再等于實(shí)重。（二）超重現(xiàn)象I. 超重現(xiàn)象：物體有向上的加速度時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ匆曋卮笥谖矬w所受重力（實(shí)重）的情況稱(chēng)為超重現(xiàn)象。2產(chǎn)生條件：（1）物體加速度a的方向豎直向上。（2）物體加速度a有豎直向上的分量 a

2、L,（即氣0 0）。3 視重大?。簱?jù)牛頓第二定律有F mg= ma.所以F= m（g + a） mg4 注意：（1）超重現(xiàn)象與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都無(wú)關(guān)。物體處于超重狀態(tài)時(shí)，可以向上運(yùn)動(dòng)，也可以向下運(yùn)動(dòng)，但加速度a的方向一定向上。所以，物體可能是“加速向上”運(yùn)動(dòng)，也可能是減速向下”運(yùn)動(dòng)。（2）雖然超重現(xiàn)象的產(chǎn)生僅取決于加速度的方向，但超重的多少卻與加速度的大小 有關(guān)。加速度a越大，物體超重就越多。（3 ）發(fā)生超重現(xiàn)象時(shí)，物體的重力并沒(méi)有改變，只是物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓?物的拉力）大于物體所受重力。（三）失重現(xiàn)象1失重現(xiàn)象：物體有向下的加速度時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ?/p>

3、即視重小于物體所受重力（實(shí)重）的情況稱(chēng)為失重現(xiàn)象。2產(chǎn)生條件：（1）物體加速度a的方向豎直向下。（2）物體加速度a有豎直向下的分量 aL,（即氣0 0）。3. 視重大小：據(jù)牛頓第二定律有mg F= ma,所以F= m（g a）v mg4. 注意：（1）失重現(xiàn)象與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都無(wú)關(guān)。物體處于失重狀態(tài)時(shí)，可以向 上運(yùn)動(dòng)，也可以向下運(yùn)動(dòng)，但加速度a的方向一定向下。所以，物體可能是“加速向下”運(yùn)動(dòng)，也可能是“減速向上”運(yùn)動(dòng)。2） 雖然失重現(xiàn)象的產(chǎn)生僅取決于加速度的方向，但失重的多少卻與加速度的大小有關(guān)。加速度a越大（av g）,物體失重就越多。（ 3） 發(fā)生失重現(xiàn)象時(shí)，物體的重力并沒(méi)有改變

4、，只是物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)?掛物的拉力）小于物體所受重力。（四）完全失重現(xiàn)象1 完全失重現(xiàn)象： 當(dāng)物體向下的加速度等于重力加速度 g 時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力 （或 對(duì)懸掛物的拉力）等于零的狀態(tài)叫做完全失重狀態(tài)。2 產(chǎn)生條件：物體運(yùn)動(dòng)的加速度為重力加速度 g。3 注意：（ 1）完全失重現(xiàn)象與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都無(wú)關(guān)。物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，可以向上運(yùn)動(dòng)，也可以向下運(yùn)動(dòng)，但加速度a一定為重力加速度 g所以，物體可能是在做“自由落體”運(yùn)動(dòng)，也可能是在做“豎直上拋”運(yùn)動(dòng)或斜拋運(yùn)動(dòng)等。（2） 物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，只是物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹悖?但重力照常存在且不變！

5、（3）發(fā)生完全失重現(xiàn)象時(shí)，平常一切由重力產(chǎn)生的現(xiàn)象都會(huì)消失，如天平失效、測(cè)力計(jì) 不能測(cè)重力、浸在液體中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等。（五）判斷物體失重與超重，應(yīng)以牛頓第二定律為依據(jù)，解題要點(diǎn)如下：1 隔離物體進(jìn)行受力分析，畫(huà)出物體的受力圖2 選取豎直向上的方向?yàn)檎较颍鶕?jù)牛頓第二定律列方程。3 解方程得到物體受到的彈簧拉力， 根據(jù)牛頓第三定律， 得到物體給予彈簧秤的拉力。若此力大于物體重力，物體超重；若小于物體重力，物體失重。二、例題分析【例 1】某人站在一靜止的臺(tái)秤上，當(dāng)他猛地下蹲的過(guò)程中，若不考慮臺(tái)秤的慣性，則臺(tái)秤的示數(shù)（ ）A 先變大后變小，最后等于他的重力B 變大，最后等于

6、他的重力C.先變小，后變大，最后等于他的重力D 變小，最后等于他的重力【解析】解決這類(lèi)問(wèn)題首先要判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化確定物 體加速度的方向， 最后判斷物體是處于超重還是失重。 人下蹲的過(guò)程經(jīng)歷了從靜止、 加速向 下、減速向下和靜止三個(gè)過(guò)程，顯然在這三個(gè)過(guò)程中，人的加速度方向是：向下、向上、為 零?？梢?jiàn)， 人從靜止到最大下蹲速度的過(guò)程中處于失重狀態(tài)， 臺(tái)秤的示數(shù)將變?。?從最大的 下蹲速度到靜止，人處于超重狀態(tài)， 臺(tái)秤的示數(shù)將變大； 最后人處于靜止?fàn)顟B(tài)，臺(tái)秤的示數(shù) 等于人的重力。【答案】 C 評(píng)注：判斷物體處于超重還是失重狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)看加速度的方向。加速度向上時(shí)一定處 于超重

7、狀態(tài)， 加速度向下時(shí)一定處于失重狀態(tài)。 物體的超重和失重與其速度的方向和大小無(wú) 關(guān)?！纠?】某人在地面上最多能舉起60 kg的物體，而在一個(gè)加速下降的電梯里最多能舉起80 kg的物體。求：（g取10m/s2）（1）此電梯的加速度多大？（2）若電梯以此加速度上升，則此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少？【解析】人能夠產(chǎn)生的舉力F是恒定的，由題意可知 F = 600N（1） 由牛頓第二定律得m2g_F二m2a22所以 a = （m2g -F）/m2 = g -F/mt =（ 10 一 600/80） m/s = 2.5m/s（2） 在加速上升的電梯里，舉力仍不變，則有F m 3g = m 3 a

8、m 3= F / （a + g） = 600 / （10 + 2.5） kg = 48 kg評(píng)注：常見(jiàn)的有關(guān)超重、失重方面的問(wèn)題，都是物體質(zhì)量不變，重力不變，物體受到的支持力或拉力改變，而這道題是人的舉力不變，質(zhì)量改變，即研究對(duì)象發(fā)生了改變，若忽略這點(diǎn)，就很容易導(dǎo)致錯(cuò)解。三、跟蹤訓(xùn)練1 物體對(duì)水平支持物的壓力（或?qū)ωQ直懸掛物的拉力）大于物體所受重力的情況稱(chēng)為超重現(xiàn)象；前者小于后者的情況稱(chēng)為 現(xiàn)象。若物體對(duì)水平支持物的壓力（或?qū)ωQ直懸掛物的拉力）等于零，物體處于 狀態(tài)，物體所受重力仍然 （填“存在”或“消失”）超重還是失重是由加速度的 決定的，若加速度，物體處于超重狀態(tài)。2 豎直勻速提起一個(gè)質(zhì)量

9、為m的物體，那么拉力大小為加速度a提起此物體，拉力大小為 ;如果以加速度a向下加速運(yùn)動(dòng)，則提此物體的拉力大小為 。3.如圖4-87所示，一個(gè)質(zhì)量為2kg的重物在豎直懸線(xiàn)的拉力作用下沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)的v一 t圖線(xiàn)。從圖像可知，在時(shí)間內(nèi)，懸線(xiàn)的拉力最大，為 N ;m l = m 2+ m3,這在時(shí)間內(nèi)，懸線(xiàn)的拉力最小，為 N。 （g取10m/s2）4如圖4-88所示，滑輪的質(zhì)量不計(jì)，已知三個(gè)物體的質(zhì)量關(guān)系是:圖 4-88* X JLJL時(shí)彈簧秤的讀數(shù)為T(mén)。若把物體 m2從右邊移到左邊的物體m1上，彈簧秤的讀數(shù)T將（ ）A .增大B.減小C.不變D .無(wú)法判斷5. 一物體掛在彈簧秤下端的掛鉤上，彈

10、簧秤上端的小環(huán)固定在電梯的天花板上，在下列哪種情況下彈簧秤的讀數(shù)最?。ǎ〢 .電梯勻加速上升.且a= g/3B。電梯勻減速上升，且a= g/2C.電梯勻加速下降，且a= g/3D。電梯勻減速下降，且a= g/26. 2003年10月16日我國(guó)載人航天第一次實(shí)驗(yàn)成功?！吧裰菸逄?hào)”火箭把宇宙飛船送入太空運(yùn)行21小 時(shí)成功返回地面，使楊利偉成為第一個(gè)邀游太空的中國(guó)人。他在飛船上記錄、拍照、通話(huà)等活動(dòng)所用的物品（如鋼筆）可以放在空中任何位置而不動(dòng)，對(duì)于以上的物 體說(shuō)法正確的是（）A .物體失去了重力B .物體處于完全失重狀態(tài)C.物體失去了慣性D .以上說(shuō)法都不對(duì)2. 一根豎直懸掛的繩子所能承受的最大拉

11、力為T(mén),有一個(gè)體重為 G的運(yùn)動(dòng)員要沿這根繩子從高處豎直滑下。若 G T,要使下滑時(shí)繩子不斷，則運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該（）A.以較大的加速度加速下滑B .以較大的速度勻速下滑C.以較小的速度勻速下滑D .以較小的加速度減速下滑&用手托著30N的物體以g/2的加速度沿豎直方向向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，物體對(duì)手的壓 力是（）A . 20NB . 30NC. 45ND . 60N9某航天器由近地軌道返回地面，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程為先加速，后速度逐漸變小，最后勻速降落。在這一過(guò)程中航夭器的運(yùn)行加速度均小于地面的重力加速度g,且忽略由于高度引起的重力加速度的變化，那么機(jī)艙對(duì)質(zhì)量為m的物體的支持力（）A .先小于 mg,后大于 mg，最

12、后等于 mgB.先大于 mg,后小于 mg,最后等于 mgD .總是大于mgC .總是小于mg10. 質(zhì)量為2kg的物體通過(guò)彈簧秤掛在升降機(jī)的頂板上，升降機(jī)在豎直方向勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為16N，當(dāng)升降機(jī)的速度為3 m/s時(shí)開(kāi)始計(jì) 時(shí)，經(jīng)過(guò)1 s,升降機(jī)的位移可能是（）A . 2mB. 3mC . 4mD . 8m11. 如圖4-89所示，在臺(tái)秤的托盤(pán)上有一個(gè)支架，支架上掛著一個(gè)電 磁鐵A，電磁鐵的正下方有一鐵塊B。電磁鐵不通電時(shí)，臺(tái)秤示數(shù)為接通電路，在鐵塊被吸起的過(guò)程中，臺(tái)秤的示數(shù)將（）A .不變B .變大C .變小 D .忽大忽小12 .把木箱放在沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的電梯地板上，則地板所

13、受壓力最大的情況是（）2A. 電梯以a=1.5m/s的加速度勻加速上升B. 電梯以a= 2.0 m/s2的加速度勻加速上升2C. 電梯以a=1.8m/s的加速度勻減速下降D .電梯以v=1.8 m/s的速度勻速上升13 .某航空公司的一架客機(jī)，在正常航線(xiàn)上做水平飛行時(shí)，由于突然受到強(qiáng)大的垂直氣流的作用，使飛機(jī)在 10 s內(nèi)高度下降1700 m,造成眾多乘客和機(jī)組人員的傷害事故；如(g取果只研究飛機(jī)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，且假定這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，試計(jì)算:210 m / s）（1）飛機(jī)在豎直方向上的加速度多大？方向怎樣？（2）乘客所系安全帶必須提供相當(dāng)于乘客體重多少倍的豎直拉力，才能使乘客不脫 離座椅？（3）未系安全帶的乘客，相對(duì)于機(jī)艙將向什么方向運(yùn)動(dòng)？最可能受到傷害的是人體 的什么部位？（注：飛機(jī)上乘客所系的安全帶是固定連接在飛機(jī)座椅和乘客腰部的較寬的帶 子，它使乘客與飛機(jī)座椅連為一體）14.如圖4-90所示，是電梯在豎直方向上升的 v t圖線(xiàn)，若電梯的質(zhì)量為 100 kg,則 承受電梯的鋼繩受到的拉力在 0 2s之間、2 一 6s之間、