初升高物理暑假預習課（人教版）4.6 超重和失重（講義）（學生版）

4.6超重和失重——劃重點之初升高暑假預習強化精細講義知識點1超重和失重1.超重和失重的概念(1)實重:物體實際所受的重力.物體所受的重力不會因為物體運動狀態(tài)的變化而變化.(2)視重:當物體豎直懸掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時,彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為視重.視重大小等于彈測力計所受物體的拉力大小或臺秤所受物體的壓力大小.[注意]因為當物體豎直方向有加速度時視重不再等于實重,所以我們用彈簧測力計測物體的重力時,應(yīng)在物體靜止或勻速運動時進行.(3)超重: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)象即此時視重大于實重.(4)失重: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)象即此時視重小于實重.(5)完全失重:物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的現(xiàn)象,即此時視重為零。(1)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象時,物體的重力沒有變化,只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?變大或變小了(即視重變大或變小了).(2)在完全失重的狀態(tài)下,一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如:天平不能使用、浸在水中的物體不再受浮力作用、液柱不再產(chǎn)生壓強等。視重與實重的區(qū)別電梯勻速運動時，體重秤上小朋友的視重等于實重;電梯向上加速運動時,視重大于實重;電梯向下加速運動時,視重小于實重以電梯加速下降為例,沿加速度的方向建立坐標軸x,由牛頓第二定律知mg-N=ma,N=mg-ma;由牛頓第三定律可知，人對臺秤的壓力N'與臺秤對人的支持力相等，即N'=mg-ma.2.超重和失重時物體的運動狀態(tài)(1)超重:在豎直方向上有F-mg=ma則F=mg+ma>mg,即物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài),物體可能是向上加速運動或向下減速運動(2)失重:在豎直方向上有mg-F=ma,則F=mg-ma<mg,即物體具有向下的加速度時處于失重狀態(tài),物體可能是向下加速運動或向上減速運動.(3)完全失重:F=0,加速度a=g,方向豎直向下。(1)只要物體有向上或向下的加速度,物體就處于超重或失重狀態(tài),與物體的速度方向無關(guān)。(2)即使物體的加速度不沿豎直方向,只要加速度具有豎直向上的分量物體就處于超重狀態(tài);同理,只要加速度具有豎直向下的分量,物體就處于失重狀態(tài)。【典例1】如圖所示，運動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程，在這兩個過程中，下列說法正確的是（）

A．加速下降過程處于超重狀態(tài)B．加速下降過程處于失重狀態(tài)C．減速下降過程處于失重狀態(tài)D．減速下降過程處于平衡狀態(tài)【典例2】如圖所示，人站在地板水平的電梯內(nèi)的臺秤上，人與電梯相對靜止一起運動，如果人對臺秤的壓力大小為F1，臺秤對人的支持力大小為F2，人受到的重力大小為G，則下列說法正確的是（）

A．當電梯加速上升時，F(xiàn)1小于GB．當電梯減速上升時，F(xiàn)1小于F2C．F1和F2是一對平衡力D．F1和F2不能求合力【典例3】在升降機里，一個小球系于彈簧下端，如圖所示，升降機靜止時，彈簧伸長4cm，升降機運動時，彈簧伸長2cm，則升降機運動情況是（）

A．以的加速度加速下降B．以的加速度減速上升C．以的加速度加速上升D．以的加速度減速下降【典例4】蹦極是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空p點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止懸吊時的位置，人在從p點下落到最低點c點的過程中，下列說法錯誤的是（）

A．在pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B．在ac段繩的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后減小，加速度先減小后增大C．在b點速度最大，加速度為零D．在c點，速度為零，處于平衡狀態(tài)【典例5】如圖所示，小車位于水平面上，其上頂板裝有壓力傳感器。車內(nèi)彈簧處于豎直，彈簧上端把一個物塊壓在壓力傳感器上。小車以加速度a向右做勻加速運動，小物塊恰好不相對壓力傳感器滑動，此時壓力傳感器的示數(shù)為。一段時間后，小車沿水平方向從水平面上飛出，落地前壓力傳感器的示數(shù)為，該過程彈簧一直處于豎直。忽略空氣阻力，重力加速度為g，則小物塊與壓力傳感器間的動摩擦因數(shù)為（）A． B． C． D．【典例6】（多選）某人乘電梯從樓到樓的圖像如圖，下列說法正確的是（）

A．內(nèi)物體做勻加速直線運動，加速度為B．內(nèi)物體做勻速直線運動，速度保持不變C．內(nèi)，物體做勻減速直線運動，處于失重狀態(tài)D．內(nèi)，此人經(jīng)過的位移為【典例7】一個重為的人站在升降機內(nèi)的磅秤上，在升降機運動的過程中看到磅秤示數(shù)為，，則升降機的運動情況可能是（）A．向上加速，加速度大小為2m/s2 B．向下加速，加速度大小為1m/s2C．向上減速，加速度大小為2m/s2 D．向下減速，加速度大小為1m/s2【典例8】（多選）如圖甲，某同學站在壓力傳感器上完成下蹲和起立的動作，用計算機采集到的壓力傳感器讀數(shù)F隨時間t變化的圖像如圖乙，下列說法正確的是（）A．該同學重力約為500NB．下蹲過程中該同學始終處于失重狀態(tài)C．該同學完成了一次下蹲再起立的動作D．起立過程中該同學對傳感器的壓力小于傳感器對該同學的支持力一、單選題1．潛艇從海水高密度區(qū)域駛?cè)氲兔芏葏^(qū)域，浮力頓減，稱之為“掉深”。如圖甲所示，某潛艇在高密度海水區(qū)域沿水平方向緩慢航行。時，該潛艇“掉深”，隨后采取措施成功脫險，在時間內(nèi)潛艇豎直方向的圖像如圖乙所示（設(shè)豎直向下為正方向）。不計水的粘滯阻力，則（）A．潛艇在“掉深”時的加速度為B．潛艇回到初始高度C．潛艇豎直向下的最大位移為D．潛艇在時間內(nèi)處于超重狀態(tài)2．升降機內(nèi)地板上放有物體A，其上再放另一物體B，二者的質(zhì)量分別為MA、MB。當升降機以加速度a向下加速運動時（a<g），物體A對升降機地板的壓力在數(shù)值上等于（）A．MAg B．C． D．3．引體向上是高中學生體質(zhì)健康標準的選測項目，如圖甲所示，質(zhì)量為60kg的男同學用雙手抓住單杠做引體向上，在豎直向上的運動過程中，他重心運動的速度v隨時間t變化的圖像如圖乙所示，重力加速度大小取10m/s2，由圖像可知（）A．t=0.5s時，單杠對他的支持力約為582NB．t=1.1s時，他向上運動到最高點C．t=1.5s時，他處于失重狀態(tài)D．t=1.5s時，單杠對他的支持力約為600N4．年糕是我國很多地方傳統(tǒng)的新年應(yīng)時食品，打年糕時一般需要用木制榔頭反復捶打石槽中煮熟的糯米如圖所示。用木制榔頭捶打年糕的過程中，放在水平地面上的石槽始終未動，下列說法正確的是（）A．整個下降過程中榔頭始終處于失重狀態(tài)B．榔頭對年糕的彈力是年糕發(fā)生形變引起的C．年糕凹陷，說明榔頭對年糕的打擊力大于年糕對榔頭的支持力D．榔頭向下打擊年糕時，地面對石槽的支持力大于石槽和年糕的總重力5．如圖，質(zhì)量為M的大圓環(huán)中間有一立柱，其上串著一個質(zhì)量為m的球，球和立柱間有摩擦力。下列說法正確的是（）A．小球在立柱上端由靜止釋放，若加速下滑，則地面對大圓環(huán)的支持力大于B．小球在立柱上以一定的速度向下運動，若減速下滑，則地面對大圓環(huán)的支持力小于C．小球在立柱上以一定的初速度向上運動，只要初速度足夠大，小球就能通過摩擦力將大圓環(huán)托離地面D．小球在立柱上以一定的初速度向上運動，只要加速度足夠大，小球就能通過摩擦力將大圓環(huán)托離地面6．如圖所示為影視攝影區(qū)的特技演員高空速滑的圖片，鋼索與水平方向的夾角，質(zhì)量為m的特技演員（輕繩、輕環(huán)質(zhì)量忽略不計），利用輕繩通過輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在滑索下。在勻速下滑過程中，不計空氣阻力，已知，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．鋼索對輕質(zhì)滑環(huán)的作用力垂直于鋼索向上 B．演員處于完全失重狀態(tài)C．鋼索與滑環(huán)間的動摩擦因數(shù)為0.6 D．鋼索對滑環(huán)的摩擦力為0.6mg7．人站在力傳感器上完成下蹲和站起動作，傳感器記錄的力隨時間變化圖像（圖）如圖所示，則（

）

A．下蹲過程中最大加速度為6m/s2 B．人在下蹲過程中，力的示數(shù)先變大，后變小C．人在站起過程中，先失重后超重 D．人在8s內(nèi)完成了兩次下蹲和兩次站起動作8．如圖是航天飛船返回驗返回地面的示意圖，其過程可簡化為：打開降落傘一段時間后，整個裝置勻速下降，距地面一定高度時，點燃返回艙的緩沖火箭，返回開始減速下降運動，落地速度恰返好為零，返回能安全著陸，則（）A．返回艙在噴氣過程中處于平衡狀態(tài) B．返回艙勻速運動過程中處于失重狀態(tài)C．火箭點燃后傘繩對返回艙的拉力不變 D．火箭開始噴氣瞬間返回艙獲得向上的加速度9．在蹦床運動過程中，用力傳感器測出彈簧床對運動員的彈力F，下圖是繪制的F隨時間t的變化圖像，不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2，則下列說法正確的是（）A．運動員的質(zhì)量為40kg B．運動員在3.6s~4.8s內(nèi)處于超重狀態(tài)C．運動員的最大加速度大小為50m/s2 D．運動員離開蹦床上升的最大高度為3.2m10．某同學站在電梯底板上，利用速度傳感器和計算機研究觀光電梯升降過程中的情況，如圖所示的v-t圖像是計算機顯示的觀光電梯在某一段時間內(nèi)速度變化的情況（取向上為正方向）。根據(jù)圖像提供的信息，可以判斷下列說法中正確的是（）A．在0~5s內(nèi)，觀光電梯在加速上升，該同學處于失重狀態(tài)B．在5~10s內(nèi)，觀光電梯在加速上升，該同學處于失重狀態(tài)C．在10~20s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學處于失重狀態(tài)D．在20~25s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學處于失重狀態(tài)11．在某次無人機操控比賽中，一名選手操縱無人機沿豎直方向運動，無人機的圖像如圖所示，取豎直向上為正方向，對無人機的運動過程，下列說法正確的是（）A．0~0.5s內(nèi)的加速度大于0.5s~1.0s內(nèi)的加速度B．0.5s~1.0s內(nèi)的加速度方向發(fā)生變化C．0.5s時距離地面的高度最大D．1.5s~2.0s內(nèi)無人機處于超重狀態(tài)12．如圖，密閉玻璃水壺內(nèi)有一鐵球懸掛在水中?，F(xiàn)用激光將懸掛鐵球的細線燒斷，請問此時臺秤示數(shù)（）A．變大 B．變小 C．不變 D．無法判斷13．我國空降部隊在抗震救災過程中多次建立功勛，這與傘兵們平時嚴格的訓練是分不開的。一傘兵從高空懸停的直升機上無初速度下落，5s后打開降落傘。規(guī)定豎直向下為正方向，其沿豎直方向運動的圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A．0～5s內(nèi)傘兵處于完全失重狀態(tài) B．5～9s內(nèi)，傘兵處于超重狀態(tài)C．傘兵下落50m時速度小于 D．5～9s內(nèi)傘兵所受的合力越來越大14．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置變化的圖像如圖所示，圖中，已知蹦極者的質(zhì)量為m，重力加速度為g（忽略空氣阻力以及繩索的重力），下列說法正確的是（）A．從到，人處于失重狀態(tài)B．從到，人處于超重狀態(tài)C．下降到時，人受到的拉力等于D．下降到時，人受到的拉力大于15．如圖所示為某工地上的自動卸貨車作業(yè)過程，卸貨車始終靜止在水平地面上，車廂在液壓機的作用下，傾角先緩慢增大，當貨物開始加速下滑時傾角保持不變。在卸貨的全過程中（）

A．貨物受到車廂的摩擦力一直增大B．貨物受到車廂的支持力一直減小C．地面對貨車的支持力一直大于總重力D．地面對貨車的支持力大小先等于總重力后小于總重力二、多選題16．如圖所示，斜面體放在水平面上，一個光滑物塊從斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑動，速度減為零后又向下滑動，斜面體始終保持靜止，則物塊在斜面上運動過程中（

）

A．物塊先超重后失重B．水平面對斜面體的支持力不變C．水平面對斜面體的摩擦力始終向左D．物塊運動到最高點時，水平面對斜面體的摩擦力為零17．電梯的頂部掛一個彈簧測力計，測力計下端掛了一個重物，電梯勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)為10N，在某時刻電梯中