模型一超重失重.docx

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模型一超重失重

模型一超重、失重

一、学习目标

1、了解什么是超重现象和失重现象。

2、理解产生超重、失重现象的条件和实质。

3、理解生活中的超重与失重现象，并能利用所学知识分析解决相关问题。

二、重难点

1、发生超重、失重现象的条件及本质。

2、理解什么是完全失重。

三、授之以渔

究竟什么是失重和超重呢？

我们先来看一个简单的例子。

【小结】静止、匀速上升、匀速下降弹簧秤和体重计的示数均等于重力

弹簧秤的示数反映的是受到的拉力，同时体重计示数反映的是受到的压力。

若放在向上运动的电梯中，情况又是怎样？

阶段一加速阶段

设物体的质量为

，弹簧秤和重物以加速度

一起加速上升时，求弹簧秤的示数？

物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。

阶段二匀速阶段

设物体的质量为

，物体和弹簧秤匀速上升时，求弹簧秤的示数？

阶段三减速阶段

设物体的质量为

，物体和弹簧秤以加速

一起减速上升时，求弹簧秤的示数？

物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于物体所受重力的现象称为失重现象。

思考：

如果加速度

，则

物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）为零，这就是“完全失重”现象。

例：

一个盛满水的杯子底部有一小孔，静止在手中时，水会喷射而出；如果突然松手，让杯子自由下落时，会发生什么现象？

为什么？

如果竖直向上抛出，则又会怎样?

平抛呢？

四、超重与失重的判断

认真滴想一想物体做什么样的运动会出现超重、失重现象？

五、视重和重力的区别

把秤的示数叫做视重

六、物理与生活

（一）称体重时的超重失重现象

（二）航天上的超重和失重

1、航天员在起飞的时候受到几倍于自身重力的压力

2、由于在太空中处于完全失重状态，地球上的游戏到了太空中又变成了什么样子呢？

3、航天员在完全失重的太空中是如何生活的

4、部分和重力有关的仪器在太空中不能使用

5、太空中的科学研究

课堂总结：

超重不是重力增加，失重不是重力减少，完全失重并不是重力完全消失。

物体处于超重或失重状态时，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，物体的重力仍然存在且大小不变。

在分析超重和失重问题时，加速度是关键。

物体的速度不能反映物体的受力情况，只有加速度才能反映物体的受力情况。

应灵活运用牛顿第二定律和运动学的规律解题，必要时要用牛顿第三定律转换研究对象。

技能get？

大家快来练一练吧

1．手状电梯伤人事件頻发。

一位乘客站在傾斜扶梯的水平台阶上随扶梯以1m／s的速度匀速向上运动，某时被告知扶顶端板塌陷，乘客立即按下扶梯中部的紧急停止按钮，此时他距扶梯顶部4m，扶梯经过2s后停下，此过程乘客可以看做随扶梯做匀减速运动，下列说法正确的是（）

A．紧急停止过程中，乘客所受擦力方向沿扶梯斜向下

B．紧急停止过程中，乘客处于超重状态

C．在紧急停止过程中，乘客沿挟梯方向向上运动的位移为0.6m

D．若乘客因慌乱寻找紧急停止按钮耽误了3．5s时间，则乘客可能会遇危险

2．如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则（　　）

A．在最高点小球的速度水平，小球既不超重也不失重B．小球经过与圆心等高的位置时，处于超重状态

C．盒子在最低点时对小球弹力大小等于2mg，方向向上D．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于

4．2016年10月17日7点30分“神舟十一号”载人飞船发射升空并在离地面393km的圆周上与天宫二号交会对接，航天员景海鹏、陈冬执行任务在轨飞行30天．与“神舟十号”比较，“神舟十一号”运行轨道半径大了50km．以下说法正确的是（  ）

A．“神舟十一号”载人飞船从地面加速升空时航天员总处于失重状态

B．“神舟十一号”载人飞船做匀速圆周运动时航天员的合力为零

C．“神舟十号”飞行线速度比“神舟十一号”飞行的线速度大

D．“神舟十号”的向心加速度比“神舟十一号”向心加速度小

5．小玲同学在乘坐电梯时感觉到电梯在加速上升过程中超重，在减速上升过程中失重，则她对她在这两个过程中受力情况的判断，以下说法中正确的是（）

A．在超重状态下她受到的重力大于电梯地板的支持力

B．在超重状态下她受到的各个力的合力方向向下

C．在失重状态下她受到的重力大于电梯地板的支持力

D．在失重状态下她受到的各个力的合力为零

6．在绕地球做匀速圆周运动的宇宙空间站中，下列说法正确的是（）

A．航天员不受地球引力作用B．可以用天平称出物体质量

C．放在桌面上的物体对桌面没有压力D．航天员不能用拉力器锻炼臂力

7．A、B两球质量相同，静止在倾角为30°的斜面上。

两球之间栓接有轻弹簧。

A球与挡板接触，B球通过细线与斜面顶端相连，细线绷紧，系统处于静止状态。

则撤去挡板瞬间（）

A．弹簧弹力一定变大B．细线拉力一定变大

C．A球一定处于失重状态D．B球一定处于平衡状态

8．一个质量为50kg的人，站在竖直向下加速运动的升降机地板上，升降机加速度大小为2m/s2，若g取10m/s2，这时人对升降机地板的压力等于：

（）

A．600NB．400NC．500ND．0

9．如图所示，在饮料瓶的下方戳一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶处于静止状态，小孔中有水喷出。

若忽略空气限力，下列说法正确的有（）

A．松手让饮料瓶自由下落，饮料瓶在空中运动过程中小孔中仍有水喷出

B．将饮料瓶以一定的速度坚直向上地出、塑料瓶上升过程中小孔中仍有水喷出

C．将饮料瓶以一定的速度竖直向下抛出，饮料瓶在空中运动过程中小孔中仍有水喷出

D．将饮料瓶以一定的速度水平抛出，伏料瓶在空中运动过程中小孔中不再有水喷出

10．在建筑工地上经常通过起重机的钢索将重物由地面吊到空中，关于重物的上升和下降说法正确的是（　　）

A．只有重物向上加速运动时，才会出现超重现象B．重物向上运动时，就会出现超重现象

C．出现失重现象时，重物的重力减小D．无论超重、还是失重，重物的重力都不会变化

11．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数如图所示，已知重力加速度为g，则在这段时间内，下列说法正确的是（　　）

A．该同学所受的重力变小了B．该同学重力大小等于体重计对该同学的支持力

C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为

，方向一定竖直向下

12．如图所示，正方体金属盒内有一小球，盒子六面均与小球相切，将金属盒竖直向上抛出，下列说法正确的是（）

A．若不考虑空气阻力，则小球在上升过程中处于超重状态，在下降过程中处于失重状态

B．若不考虑空气阻力，则小球在上升过程中处于失重状态，在下降过程中处于超重状态

C．若盒子运动过程中受空气阻力不能忽略.在上升过程中盒子顶部对小球有向下的作用力

D．若盒子运动过程中受空气阻力不能忽略.在下降过程中盒子对小球无作用力

14．图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（）

A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态

C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力大于其重力

D．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力

15．某人在地面上最多可举起60kg的物体，某时他在竖直向上运动的电梯中最多举起了100kg的物体，据此判断此电梯加速度的大小和方向（g=10m/s2）（　　）

A．4m/s2竖直向上B．16.7m/s2竖直向上C．4m/s2竖直向下D．10m/s2竖直向下

16．如图木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块：

木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为（）

A．加速下降B．加速上升C．减速上升D．匀速下降

17．某同学想在电梯内观察超重与失重现象，他将一台体重计放在电梯内并且站在体重计上观察，在电梯某段运行中他发现体重计的示数是静止时示数的4/5，由此可以判断（g取10m/s2）

A．电梯此时一定向下运动B．电梯此时一定向上运动

C．电梯此时可能以2m/s2的加速度加速上升D．电梯此时可能以2m/s2的加速度加速下降

18．如图，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则（）

A、在CD段时，A受三个力作用B、在DE段时，A可能受三个力作用

C、在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上D、整个下滑过程中，A、B均处于失重状态

19．（多选）某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200N。

在杆的顶部装有传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小。

已知演员在滑杆上做完动作之后，先在杆上静止了0、5s，然后沿杆下滑，3、5s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零。

整个过程中演员的v—t图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况如图所示，g取10m/s2，则下图说法正确的是（）

A．演员的体重为600NB．演员在第1s内一直处于超重状态

C．滑杆所受的最小拉力为620ND．滑杆所受的最大拉力为900N

20．（多选）在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动，传感器的屏幕上显示出其受到的压力与时间的关系图象如图所示，则（　　）

A．电梯在启动阶段约经历了2.5秒的加速上升过程B．电梯在启动阶段约经历了4秒的加速上升过程

C．电梯的最大加速度约为6.7m/s2D．电梯的最大加速度约为16.7m/s2

21．如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重．她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程．关于她的实验现象，下列说法中正确的是（　　）

A．只有“起立”过程，才能出现失重的现象B．只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象

C．“下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象D．“起立”、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象

22．如图所示，做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和小车速度的大小分别为vB、vA，则（　　）

A．vB＜vAB．重物B向上匀速上升C．绳的拉力等于B的重力D．绳的拉力大于B的重力

23．为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示．当此车减速上坡时，乘客（）

A．处于超重状态B．处于失重状态C．受到向前的摩擦力作用D．所受力的合力沿斜面向上

24．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．那么下列说法中正确的是（　　）

A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态

C．顾客受到扶梯的作用力先指向右侧斜上方后竖直向上

D．在扶梯加速上升过程，顾客受到梯面的摩擦力指向右侧斜上方

25．（多选）如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平面上，质量为m的粗糙物体以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度为零后加速返回，而物体M始终保持静止则在物块上、下滑的整个过程中（）

A．地面对M的摩擦力方向始终没有改变B．地面对M的摩擦力方向先向左后向右

C．地面对物体M的支持力总小于（M+m）gD．物块m上下滑时加速度大小相同

26．（多选）如图所示，一辆货车通过光滑轻质定滑轮提升一箱货物，货箱质量为M，货物质量为m，货车以速度v向左匀速运动，将货物提升高度h，则（）

A．货物向上做匀速运动B．箱中的物体对箱底的压力大于mg

C．图示位置时货车拉力的功率大于（M＋m）gvcosθD．此过程中货车拉力做的功为（M＋m）gh

27．蹦极是一种极限体育项目,可以锻炼人的胆量和意志。

运动员从高处跳下,弹性绳被拉展前做自由落体运动,弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下,运动员下落一定高度后速度减为零。

在这下降的全过程中,下列说法中正确的是（　　）

A．弹性绳拉展前运动员处于失重状态,弹性绳拉展后运动员处于超重状态

B．弹性绳拉展后运动员先处于失重状态,后处于超重状态

C．弹性绳拉展后运动员先处于超重状态,后处于失重状态

D．运动员一直处于失重状态

28．电子台秤放置于水平桌面上，一质量为M的框架放在台秤上，框架内有一轻弹簧上端固定在框架顶部，下端系一个质量为m的物体，物体下方用竖直细线与框架下部固定，各物体都处于静止状态。

今剪断细线，物体开始振动，且框架始终没有离开台秤，弹簧不超出弹性限度，空气阻力忽略不计，重力加速度为g。

则下列说法正确的是

A．当台秤示数最小时弹簧一定处于原长位置B．当台秤示数最小时物体一定处在平衡位置

C．振动过程中台秤的最大示数一定大于（M+m）gD．振动过程中台秤的最大示数一定等于（M+m）g

29．如图所示，测力计上固定有一个倾角为30°的光滑斜面，用一根细线将一个质量为0.4kg的小球挂在斜面上，测力计有一定的示数。

当细线被剪断物体正下滑时，测力计的示数将

A．增加4NB．增加3NC．减少2ND．减少1N

30．如图是某跳水运动员最后踏板的过程：

设运动员从高处落到处于自然状态的跳板（A位置）上，随跳板一同向下运动到最低点（B位置）．对于运动员从A位置运动到B位置的过程中，下列说法正确的是：

（　　）

A．运动员到达最低点时处于失重状态B．运动员到达最低点时处于超重状态

C．在这个过程中，运动员的速度一直在增大D．在这个过程中，运动员的加速度一直在增大

31．（多选）如图所示，箱子中放有一物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触。

现将箱子以初速度

0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且运动过程中始终保持图示姿态。

则下列说法正确的是

A．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小

B．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小

C．下降过程中，对箱子下底面有压力，且压力越来越大并趋于物体重力

D．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小并趋于零

32．（多选）一水平放置的木板上放有砝码，砝码与木板间的摩擦因数为

，如果让木板在竖直平面内做半径为

的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，且砝码与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么下列说法正确的是（）

A．在通过轨道最高点时砝码处于失重状态B．在经过轨道最低点时砝码所需静摩擦力最大

C．匀速圆周运动的速度小于

D．在通过轨道最低点时砝码处于失重状态

33．（多选）下列实例属于超重现象的是（）

A．汽车驶过拱形桥顶端B．荡秋千的小孩通过最低点时

C．跳水运动员被跳板弄起，离开跳板向上运动D．火箭点火后加速升空

34．（多选）在完全失重的状态下，下列物理仪器还能使用的是（　　）

A．天平B．水银气压计C．电流表D．弹簧测力计

35．某位同学为了研究超重和失重现象，将重为50N的物体放在竖直运动的电梯上，并将它水平放在电梯中的传感器上，若电梯由静止开始运动，并开始计时，测得重物对支持面的压力F随时间t变化的图象如图所示，根据图中的信息，求：

（1）判断各阶段电梯的加速度大小和方向

（2）电梯运动的最大速度．

（3）电梯运动的最大距离．

36．一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机底板上．他看到升降机上挂着一个带有重物的弹簧测力计，其示数为40N，如图所示，该重物的质量为5kg，这时人对升降机底板的压力是多大？

（g取10m/s2）

参考答案

1．D2．C3．D4．C5．C6．C7．D8．B9．D10．D11．D12．C

13．C14．C15．C16．B17．D18．C19．AC20．BC21．D22．D23．B

24．C25．AC26．BC27．B28．C29．D30．B31．BC32．AC33．BD34．CD

35．

（1）0.6m/s2，方向向上

（2）1.2m/s（3）8.4m36．400N，方向竖直向下．