4.6超重和失重（好學(xué)案）（原卷版）

第6節(jié)超重和失重一、超重和失重現(xiàn)象1.超重現(xiàn)象：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象。2.失重現(xiàn)象：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象。3.完全失重現(xiàn)象：物體對支持物(或懸掛物)完全沒有作用力的現(xiàn)象。超重、失重和完全失重的條件及運動形式超重失重完全失重產(chǎn)生條件物體具有向上的加速度物體具有向下的加速度物體向下的加速度a＝g運動形式向上加速運動或向下減速運動向上減速運動或向下加速運動如自由落體運動和豎直上拋運動注意：(1)發(fā)生超重和失重時，物體所受的重力并沒有變化。(2)物體處于超重還是失重狀態(tài)，只取決于加速度的方向，與物體的運動方向無關(guān)。(3)在完全失重狀態(tài)下，由重力引起的現(xiàn)象將消失。例如：液體的壓強、浮力將為零，水銀壓強計、天平將無法使用；擺鐘停擺；彈簧測力計不能測重力等。【例1】為了節(jié)能，商場的自動扶梯會在無人乘行時低速運行，有人站上去時慢慢加速．自動扶梯在下列運行狀態(tài)時，人處于超重狀態(tài)的是（）A．勻速上行B．勻速下行C．加速下行D．加速上行【針對訓(xùn)練1】如圖所示，蹦床運動員從空中落到床面上，運動員從接觸床面下降到最低點為第一過程，從最低點上升到離開床面為第二過程，則運動員（）A．在第一過程中始終處于失重狀態(tài)B．在第二過程中始終處于超重狀態(tài)C．在第一過程中先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)D．在第二過程中先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)三、超重、失重、完全失重的運動情況與受力情況的比較特征狀態(tài)加速度視重(F)與重力的關(guān)系運動情況受力圖平衡a＝0F＝mg靜止或勻速直線運動超重方向向上F＝m(g＋a)＞mg向上加速或向下減速失重方向向下F＝m(g－a)＜mg向下加速或向上減速完全失重方向向下a＝gF＝0拋體運動、自由落體運動、衛(wèi)星的運動等【例2】蹦極是一項極限運動，在做好充足防護的情況下，人們可以感受完全失重的刺激。蹦極所用繩索的彈力大小遵循胡克定律，人下降過程中的加速度隨位移變化的圖像如圖所示，圖中，忽略空氣阻力以及繩索的重力，下列說法正確的是（）A．從到，人做減速運動 B．從到，人處于失重狀態(tài)C．下降到時，人的速度達到最大 D．下降到時，人受到的拉力是重力的2倍【針對訓(xùn)練2】某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲—起立的動作時傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖線如圖所示，縱坐標為壓力，橫坐標為時間。由圖線可知，該同學(xué)的體重約為650N，除此以外，還可以得到以下信息（）A．1s時人處在下蹲的最低點B．2s時人處于下蹲靜止?fàn)顟B(tài)C．該同學(xué)做了2次下蹲—起立的動作D．下蹲過程中人始終處于失重狀態(tài)1．圖甲為一彈簧高蹺的結(jié)構(gòu)簡圖。當(dāng)人抓住扶手用力蹬踏板壓縮彈簧后，人就被向上彈起，進而帶動高蹺跳躍，如圖乙所示。則下列說法正確的是（）A．人向上彈起的過程中，一直處于超重狀態(tài)B．人向上彈起的過程中，踏板對人的作用力大于人對踏板的作用力C．彈簧壓縮到最短時，高蹺對人的作用力大于人受到的重力D．彈簧壓縮到最短時，高蹺對人的作用力小于人受到的重力2．某人在地面上用彈簧測力計稱得其體重為490N。他將彈簧測力計移至電梯內(nèi)稱其體重，t0~t3時間段內(nèi)彈簧測力計的示數(shù)如圖所示，則電梯運行的v－t圖像可能是（取電梯向上運動的方向為正）（）A． B．C． D．3．2021年9月17日，搭載著3名英雄航天員的神舟十二號載人飛船返回艙成功著陸于東風(fēng)著陸場，標志著神舟十二號返回任務(wù)取得圓滿成功，航天員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗，下列說法正確的是（）A．火箭加速上升時，航天員處于超重狀態(tài)B．火箭加速上升時，航天員對座椅的壓力小于自身重力C．在飛船繞地球運行時，航天員處于完全失重狀態(tài)，則航天員的重力消失了D．飛船落地前減速下落時，航天員處于失重狀態(tài)4．如圖所示，質(zhì)量為m的游客乘坐環(huán)形座艙（套裝在豎直柱子），由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，到地面時剛好停下．已知座艙開始下落時的高度為76m，當(dāng)落到離地面28m的位置時開始制動做勻減速運動．不計空氣阻力，重力加速度為g，則此過程中下列說法中正確的是（）A．當(dāng)座艙落到離地面50m時，座艙對游客的作用力大小等于mgB．當(dāng)座艙落到離地面50m時，座艙對游客的作用力大小大于mgC．當(dāng)座艙落到離地面20m時，座艙對游客的作用力大小大于mgD．當(dāng)座艙落到離地面20m時，座艙對游客的作用力大小小于mg5．小明同學(xué)用臺秤研究人在豎直升降電梯中的超重與失重現(xiàn)象．他在地面上用臺秤稱得自己的體重為500N，再將臺秤移至電梯內(nèi)稱其體重，電梯從時由靜止開始運動到時停止，得到臺秤的示數(shù)F隨時間t變化的圖像如圖所示，g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．在0～2s內(nèi)，小明處于超重狀態(tài)B．在0～2s內(nèi)，小明加速度大小為1m/s2C．在10～11s內(nèi)，臺秤示數(shù)為D．在0～11s內(nèi)，電梯通過的距離為18m6．在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計，電梯靜止時，王華同學(xué)站在體重計上，體重計示數(shù)為50kg（重力加速度為g）。電梯運動過程中，某一段時間內(nèi)王華同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖所示，在這段時間內(nèi)（）A．王華同學(xué)所受的重力變小了B．王華對體重計的壓力小于王華的重力C．電梯一定在豎直向下運動D．電梯的加速度大小為，方向一定豎直向下7．某人在地面上最多能舉起質(zhì)量是60kg的重物：（1）如果在加速下降的電梯里舉起了質(zhì)量是100kg的物體，則此電梯的加速度至少是多大？（2）若電梯以5m/s2的加速度上升時，人最多能舉起多少質(zhì)量的物體？8．一種巨型娛樂器械可以使人體驗超重和失重。一個可乘十多個人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下。落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，到地面時剛好停下。已知座艙開始下落時的高度為75m，當(dāng)落到離地面30m的