《走向高考》2013高考物理总复习 3-3超重与失重 瞬时问题

物理超重与失重的知识点
超重和失重是物理学中两个重要的概念，涉及到物体在引力场中的运动和受力情况。

以下是关于超重和失重的一些知识点：
1. 超重现象：
- 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。

- 产生条件：当物体具有向上的加速度时，即加速度方向与重力方向相反。

- 示例：电梯加速上升时，人对地板的压力会大于自身重力。

2. 失重现象：
- 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。

- 产生条件：当物体具有向下的加速度时，即加速度方向与重力方向相同。

- 示例：电梯加速下降时，人对地板的压力会小于自身重力，产生“轻飘飘”的感觉。

3. 完全失重：
- 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零的现象。

- 产生条件：当物体具有向下的加速度，且加速度大小等于重力加速度时。

- 示例：在太空中的宇航员处于完全失重状态，因为他们所受的重力被航天器的加速度所抵消。

4. 超重和失重的应用：
- 在超重状态下，物体的重量会增加，可以利用这一点来设计和测试某些机械结构的承载能力。

- 在失重状态下，可以进行一些特殊的实验，如微重力实验，研究物体在无重力环境下的行为。

- 在航天领域，超重和失重现象是航天器发射和返回过程中必须考虑的因素。

总之，超重和失重是物体在引力场中运动时的特殊现象，与物体的加速度方向和大小有关。

理解和掌握超重和失重的概念对于研究物体的运动和受力情况具有重要意义。

超重与失重瞬时问题概念梳理：一、超重和失重1．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况．(2)产生条件：物体具有向上的加速度．2．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况．(2)产生条件：物体具有向下的加速度．3．完全失重(1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象．(2)产生条件：物体的加速度a＝g.二、瞬时问题研究某一时刻物体的受力和运动突变的关系称为力和运动的瞬时问题，简称“瞬时问题”．“瞬时问题”常常伴随着这样一些标志性词语：“瞬时”、“突然”、“猛地”、“刚刚”等．考点精析：考点一超重与失重的理解1．当出现超重、失重时，物体的重力并没变化．2．物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度方向向上还是向下．3．物体超重或失重的大小是ma.4．当物体处于完全失重状态时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等．【例1】2009年在德国柏林进行的世界田径锦标赛女子撑杆跳高决赛中，罗格夫斯卡以4米75的成绩夺冠．若不计空气阻力，则罗格夫斯卡在这次撑杆跳高中 ( ) A．起跳时杆对她的弹力大于她的重力B．起跳时杆对她的弹力小于她的重力C．起跳以后的下落过程中她处于超重状态D．起跳以后的下落过程中她处于失重状态【练习】下列说法正确的是( )A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【例2】如图所示，A、B两个带异种电荷的小球，分别被两根绝缘细线系在木盒内的一竖直线上，静止时，木盒对地的压力为F N，细线对B的拉力为F，若将系B的细绳断开，下列说法中正确的是 ( )A.刚断开时，木盒对地压力仍为F NB.刚断开时，木盒对地压力为（F N+F）C.刚断开时，木盒对地压力为（F N－F）D.在B上升过程中，木盒对地压力逐渐变大【练习】如图所示，A为电磁铁、C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为m1，B为铁片，质量为m2，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为 ( )A．F＝m1g B．m1g<F<(m1＋m2)gC．F＝(m1＋m2)g D．F>(m1＋m2)g【例3】如图所示，斜面体M始终处于静止状态，当物体m沿斜面下滑时有( )A.匀速下滑时，M对地面压力等于（M+m）gB.加速下滑时，M对地面压力小于（M+m）gC.减速下滑时，M对地面压力大于（M+m）gD.M对地面压力始终等于（M+m）g【练习】如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是 ( )A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力【例4】消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为自身重力的几倍？【练习】一位同学的家住在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度。

物理知识归纳之超重和失重现象物理知识归纳之超重和失重现象在现实学习生活中，大家都背过各种知识点吧？知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识，也就是大纲的分支。

还在为没有系统的知识点而发愁吗？下面是店铺整理的物理知识归纳之超重和失重现象，仅供参考，希望能够帮助到大家。

1.超重现象定义：物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。

产生原因：物体具有竖直向上的加速度。

2.失重现象定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。

产生原因：物体具有竖直向下的加速度。

3.完全失重现象定义：物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。

产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。

是否发生完全失重现象与运动方向无关，只要物体竖直向下的`加速度等于重力加速度即可。

【超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?】答：不是。

只有在平衡状态下，才能用弹簧秤测出物体的重力，因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。

假若系统在竖直方向有加速度，那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了，大于mg 时叫超重小于mg叫失重(等于零时叫完全失重)。

注意：物体处于超重或失重状态，地球作用于物体的重力始终存在，大小也无变化。

发生超重或失重现象与物体的速度V方向无关，只取决于物体加速度的方向。

在完全失重(a=g)的状态，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。

另外，超重或失重状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。

上述状态中物体的重力始终存在，大小也无变化，自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的，自然重力不变。

一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分．每小题只有一个选项正确)1．(2010·浙江高考)如图1所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是()图1A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力解析：本题考查牛顿运动定律的应用——超重和失重的知识．A、B两物体抛出以后处于完全失重状态，无论是上升还是下降，A物体对B物体的压力一定为零，A选项正确．答案：A2．电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为m的物体．当电梯静止时弹簧被压缩了x；当电梯运动时弹簧又被压缩了x.试判断电梯运动的可能情况是()A．以大小为2g的加速度加速上升B．以大小为2g的加速度减速上升]C．以大小为g的加速度加速下降D．以大小为g的加速度减速下降解析：物体静止时，kx＝mg，当电梯运动时，取向上为正方向，由牛顿第二定律得：2kx－mg＝ma，可求出：a＝g，方向竖直向上，因此电梯可能以大小为g的加速度加速上升，也可能以大小为g的加速度减速下降，故A、B、C均错误，D正确．答案：D3．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图2所示，电梯运行的v－t图可能是图3中的(取电梯向上运动的方向为正)() 图2图3A．①②B．①③C．①④D．②③解析：由G－t图象知：t0～t1时间内该人具有向下的加速度，t1～t2时间内该人匀速或静止，t2～t3时间内，该人具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：t 0～t 3时间内⎩⎪⎨⎪⎧向上减速，静止，向上加速向下加速，匀速，向下减速，故①④正确．答案：C4．(2010·界首调研)如图4所示，地面上有两个完全相同的木块A 、B ，在水平推力F 作用下运动，当弹簧长度稳定后，若用μ表示木块与地面间的动摩擦因数，F N 表示弹簧弹力，则( ) 图4A ．μ＝0时，F N ＝32FB ．μ＝0时，F N ＝FC ．μ≠0时，F N ＝12FD ．μ≠0时，F N ＝F解析：取A 、B 为一整体，F －μ·2mg ＝2ma ，对木块B ，F N －μmg ＝ma ，以上两式联立可得： F N ＝F2，与μ无关，故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C5．如图5所示，两相互接触的物块放在光滑的水平面上，质量分别为m 1和m 2，且m 1＜m 2.现对两物块同时施加相同的水平恒力F ，设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为F N ，则( )图5 A ．F N ＝0B ．0＜F N ＜FC ．F ＜F N ＜2FD ．F N ＞2F解析：①设两物块运动过程中，它们之间的相互作用力为F N ，则对于两物块整体而言，由牛顿第二定律得2F ＝(m 1＋m 2)a ，对于物块m 1而言，由牛顿第二定律得F －F N ＝m 1a ；②将①中的两式联立解得F N ＝F (1－21＋m 2m 1)，因m 1＜m 2，故F N ＜F ，故选项B 正确．答案：B6．如图6所示，被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上，左端拴一质量为10 kg 的物块M .小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5 N 时，物块处于静止状态．当小车以加速度a ＝1 m/s 2沿水平地面向右加速运动时( )图6 A ．物块M 相对小车仍静止 B ．物块M 受到的摩擦力将增大 C ．物体M 受到的摩擦力将减小 D ．物块M 受到的弹簧的拉力将增大解析：由初始条件知最大静摩擦力F f max ≥5 N ，当小车向右加速运动时，取向右为正方向，假设物块仍相对小车静止，由牛顿第二定律得5＋F f ′＝10×1，F f ′＝5 N ，因F f ＝－5 N ，则A 正确．答案：A7.如图7所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块，其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg .现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m 的最大拉力为( )A.3μmg 5B.3μmg 4C.3μmg 2D ．3μmg解析：经过受力分析，A 、B 之间的静摩擦力为B 、C 、D 组成的系统提供加速度，加速度达到最大值的临界条件为A 、B 间达到最大静摩擦力，即a m ＝μmg 4m ＝μg4，而绳子拉力F T 给C 、D 组成的系统提供加速度，因而拉力的最大值为F Tm ＝3ma m ＝3μmg4，故选B. 答案：B8．如图8所示，质量为M 的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上，车上站着一质量为m 的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须( )A．匀速向下奔跑图8 B ．以加速度a ＝Mm g sin α向下加速奔跑C ．以加速度a ＝(1＋Mm )g sin α向下加速奔跑D ．以加速度a ＝(1＋Mm)g sin α向上加速奔跑甲解析：以车为研究对象，在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立坐标系，如图甲所示．因为车静止不动，即两个方向上合力都为零， x 方向：F f －Mg sin α＝0，所以摩擦力(人对车)沿斜面向上，大小等于Mg sin α，故人受车的作用力沿斜面向下．乙以人为研究对象受力分析如图乙所示． 则有F f ′＋mg sin α＝ma F f ＝F f ′所以a ＝(1＋Mm )g sin α， ]故C 正确． ]答案：C9．(2011·冀州模拟)如图9所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触．若使斜劈A在斜面体C上由静止释放，以下说法错误的是() 图9 A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q点对球B有压力B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对B均无压力C．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力解析：若C的斜面光滑，斜劈A一定有沿斜面向下的加速度a＝g sinθ，再分析光滑球B的受力如图所示，水平方向应用牛顿第二定律得：F N Q＝m B a cosθ＞0，即Q点对B有压力，A正确，B错误；若斜劈A 匀速下滑，则有球B在水平方向的合力为零，C正确；斜劈A沿斜面加速下滑时，a＞0，必有F N Q＝m B a cosθ＞0，D正确．答案：B二、非选择题(本题包括3小题，共46分)10．(15分)如图10所示，在水平地面上有A、B两个物体，质量分别为m A＝3.0 kg和m B＝2.0 kg，它们与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.10.在A、B 之间有一原长l＝15 cm、劲度系数k＝图10500 N/m的轻质弹簧将它们连接．现分别用两个方向相反的水平恒力F1、F2同时作用在A、B两物体上，已知F1＝20 N，F2＝10 N，取g＝10 m/s2.当物体运动达到稳定时，求：(1)A和B共同运动的加速度；(2)A、B之间的距离(A和B均可视为质点)．解析：(1)A、B组成的系统在运动过程中所受摩擦力为F f＝μ(m A＋m B)g＝5.0 N设运动达到稳定时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律有F1－F2－F f＝(m A＋m B)a解得a＝1.0 m/s2(2)以A为研究对象，运动过程中所受摩擦力F fA＝μm A g＝3.0 N设运动达到稳定时所受弹簧的弹力为F T，根据牛顿第二定律有F1－F fA－F T＝m A a解得F T＝14 N所以弹簧的伸长量Δx＝F T/k＝2.8 cm因此运动达到稳定时A、B之间的距离为x＝l＋Δx＝17.8 cm.答案：(1)1.0 m/s 2 (2)17.8 cm11．(15分)如图11所示，质量m ＝10 kg 的小球挂在倾角θ＝37°的光滑斜面的固定铁杆上，g 取10 m/s 2，求：(1)当斜面和小球以a 1＝g2的加速度向右匀加速运动时，小球对 图11绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？(2)当斜面和小球都以a 2＝3g 的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力又分别为多大？解析：先求出临界状态时的加速度，假设小球刚要离开斜面，这时F N ＝0，受力情况如图甲所示，故有⎩⎪⎨⎪⎧F sin θ＝mg (竖直)，F cos θ＝ma 0(水平)，所以a 0＝g tan θ＝43g .(1)当斜面和小球以a 1向右匀加速运动时，由于a 1＜a 0，可知这时小球与斜面间有弹力，因此其受力情况如图乙所示，故有⎩⎪⎨⎪⎧F 1cos θ－F N sin θ＝ma 1(水平)，F 1sin θ＋F Ncos θ＝mg (竖直)， 所以F 1＝100 N ，F N ＝50 N.(2)当斜面和小球以a 2向右匀加速运动时，由于a 2＞a 0，可知这时小球已脱离斜面，因此其受力情况如图丙所示．故有⎩⎪⎨⎪⎧F 2sin α＝mg (竖直)，F 2cos α＝ma 2(水平)， 两式平方相加，可得：F 2＝m 2g 2＋m 2a 22＝200 N.由牛顿第三定律知：当以加速度a 1运动时，小球对绳的拉力为100 N ，对斜面的压力为50 N ；当以加速度a 2运动时，小球对绳的拉力为200 N ，对斜面的压力为0.答案：(1)100 N 50 N (2)200 N 012．(16分)传送带是一种常用的运输工具，被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等．如图12所示为火车站使用的传送带示意图．绷紧的传送带水平部分长度L ＝5 m ，并以v 0 图12＝2 m/s 的速度匀速向右运动．现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端，已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2.(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端．(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短，则传送带速度的大小应满足什么条件？最短时间是多少？解析：(1)旅行包无初速度地轻放在传送带的左端后，旅行包相对于传送带向左滑动，旅行包在滑动摩擦力的作用下向右做匀加速运动，由牛顿第二定律得旅行包的加速度a ＝F /m ＝μmg /m ＝μg ＝2 m/s 2当旅行包的速度增大到等于传送带速度时，二者相对静止，匀加速运动时间t 1＝v 0/a ＝1 s 匀加速运动位移x ＝12at 21＝1 m此后旅行包匀速运动，匀速运动时间t 2＝L －xv 0＝2 s旅行包从左端运动到右端所用时间t ＝t 1＋t 2＝3 s.(2)要使旅行包在传送带上运行时间最短，必须使旅行包在传送带上一直加速，由v 2＝2aL 得v ＝2aL ＝2 5 m/s即传送带速度必须大于或等于2 5 m/s由L ＝12at 2得旅行包在传送带上运动的最短时间t ＝2La＝ 5 s. 答案：(1)3 s (2)大于或等于2 5 m/s 5 s。

3-3超重与失重瞬时问题一、选择题1．(2011·南通模拟)下列哪个说法是正确的()A．体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态[答案] B[解析]当物体的加速度方向向上时，处于超重状态，而加速度方向向下时，处于失重状态．题中A、C、D选项中所描述的都是平衡状态，B中上升和下落过程加速度均向下，处于失重状态，故选项B正确．2．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．那以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．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下[答案] C[解析]当电梯匀速运转时，顾客只受两个力的作用，即重力和支持力，故A、B都不对；由受力分析可知，加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力，故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，而匀速时没有摩擦力，此时方向竖直向下，故选C.3．(2011·北京西城模拟)如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种情况中，体重计的示数最大的是()A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5m/s2[答案] B[解析]当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失重状态．设人受到体重计的支持力为F N，体重计示数大小即为人对体重计的压力F N′.由牛顿第二、第三定律可得：mg－F N＝ma⇒F N＝F N′＝m(g－a)；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计的支持力为F N1，人对体重计的压力F N1′，由牛顿第二、第三定律可得：F N1－mg＝ma⇒F N1＝F N1′＝m(g＋a)，代入具体数据可得B正确．4．(2011·西宁模拟)如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为g sinθB．B球的受力情况未变，瞬时加速度为零C．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2g sinθD．弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零[答案]BC[解析]线烧断瞬间，弹簧弹力与原来相等，B球受力平衡，a B＝0，A球所受合力为mg sinθ＋kx＝2mg sinθ，故a A＝2g sinθ.5．如图所示，A为电磁铁、C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为m1，B为铁片，质量为m2，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为()A．F＝m1g B．m1g<F<(m1＋m2)gC．F＝(m1＋m2)g D．F>(m1＋m2)g[答案] D[解析]对整体应用牛顿运动定律．取A、B、C为系统，B向上加速，整体处于超重状态，F>(m1＋m2)g，选D.6.在光滑水平面上有一质量为m的物块受到水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的劲度系数为k的轻质弹簧，如图所示．当物块与弹簧接触且向右运动的过程中，下列说法正确的是()A．物块在接触弹簧的过程中一直做减速运动B．物块接触弹簧后先加速后减速，当弹力等于F时其速度最大C．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度等于F/mD．当物块的速度为零时，弹簧的压缩量等于F/k[答案] B[解析]物块接触弹簧后，弹簧形变量逐渐增大，开始一段时间弹力小于F，所以物块会继续向右加速，直到弹力等于F，此时加速度为0，但速度达到最大；物块继续向右运动，弹簧形变量继续增大，弹力大于F，加速度方向变为向左，开始减速，直到速度为零，故A错，B对；由于无法得到物块接触弹簧时的速度，弹簧的最大形变量无法得知，故加速度不能确定，故C错；物块速度为零时，弹簧压缩量必大于F/k，故D错．7.某同学为了研究超重和失重现象，将重为50N的物体带进竖直升降的电梯中，放置在压力传感器的水平载物面上．电梯由启动到停止的过程中，测得压力(F)—时间(t)变化的图象如图所示．设在t1＝3s 和t2＝8s时电梯的速度分别为v1和v2，由此他做出判断()A．电梯在上升，v1>v2B．电梯在上升，v1<v2C．电梯在下降，v1<v2D．电梯在下降，v1>v2[答案] B[解析]在0～4s内，F>mg，故物体处于超重状态，电梯具有向上的加速度，电梯一定加速上升，而且在t＝3s时电梯正在加速，而t ＝8s时的电梯的速度与电梯在t＝4s时的速度相等，故有v1<v2，所以只有B正确．8．(2011·苏北四市二调)在探究超重和失重规律时，一位体重为G 的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可有正确的是()[答案] D[解析]发生超重和失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向，当加速度向上时就超重，当加速度向下时就失重．完成一次下蹲动作，它包括的物理过程是：先加速向下运动，然后减速向下运动，对应的加速度方向是先向下，后向上，即先失重后超重，对应的选项是D.二、非选择题9．一个质量是50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m A＝5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40N.g取10m/s2，求此时人对地板的压力．[答案]400N方向竖直向下[解析]以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示，选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可得m A g－F T＝m A a，所以a＝m A g－F Tm A＝5×10－405m/s2＝2m/s2.再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力F N.仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得m人g－F N＝m人a.所以F N＝m人g－m人a＝(50×10－50×2) N＝400N.由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400N，方向竖直向下．10．完整的撑秆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段，持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落．运动员从静止开始以加速度a＝1.25m/s2匀加速助跑，速度达到v＝9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2＝4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t＝0.90s.已知运动员的质量m＝65kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气的阻力，求：(1)运动员起跳前的助跑距离；(2)假如运动员从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小．[答案] (1)32.4m (2)1300N[解析] (1)设助跑距离为x ，由运动学公式 v 2＝2ax解得：x ＝v 22a＝32.4m (2)运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v ′，由运动学公式有：v ′2＝2gh 2设软垫对运动员的作用力为F ，由牛顿第二定律得F －mg ＝ma ′由运动学公式a ′＝v ′t解得：F ＝1300N.11．(2011·北京东城区检测)杂技中的“顶竿”是由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑．若竹竿上演员自竿顶由静止开始下滑，滑到竹竿底部时速度正好为零．已知竹竿底部与下面顶竿人肩部之间有一传感器，传感器显示竿上演员自竿顶滑下过程中顶竿人肩部的受力情况如图所示．竹竿上演员质量为m1＝40kg，竹竿质量m2＝10kg，g＝10m/s2.(1)求竹竿上的人下滑过程中的最大速度v1；(2)请估测竹竿的长度h.[答案](1)4m/s(2)12m[解析](1)在演员下滑的前4s内，顶竿人肩部对竹竿的支持力为F1＝460N，竹竿和上面的演员总重力为500N，人匀加速下滑，加速度为a1, a1＝G1－(F1－G竿)m1＝1m/s2演员由静止下滑，下滑4s后达到最大速度v1，有v1＝a1t1＝4m/s (2)在演员下滑的前4s，为匀加速下滑，下滑距离为h1h1＝0＋v12t1＝8m在演员下滑的4s～6s，为匀减速下滑，下滑距离为h2h2＝v1＋02t2＝4m，竹竿的长度h＝h1＋h2＝12m.12.如图所示，台秤上有一装水容器，容器底部用一质量不计的细线系住一个空心小球，体积为1.2×10－3m3，质量为1kg.这时台秤的读数为40N；剪断细线后，在小球上升的过程中，台秤的读数是多少？(ρ水＝1×103kg/m3)．[答案]39.6N[解析]剪断细线后，空心小球加速上升，处于超重状态，根据牛顿第二定律得ρ水gV－mg＝ma.解得空心小球的加速度为a ＝ ρ水Vg m －g ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫ρ水V m －1g ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1×103×1.2×10－31－1×10m/s 2＝2m/s 2. 在空心小球加速上升的同时，同体积的“水球”以同样大小的加速度向下流动填补小球原来占据的空间．处于失重状态，该“水球”的质量为m ′＝ρ水V ＝1.2kg.这时台秤对容器的支持力为F ＝40N ＋ma －m ′a ＝40N ＋1×2N －1.2×2N ＝39.6N.根据牛顿第三定律，台秤所受的压力(即台秤的读数)为F ′＝40N ＋ma －m ′a ＝39.6N.。

物理总复习：超重和失重考点：超重、失重、完全失重1、超重当物体具有竖直向上的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。

2、失重物体具有竖直向下的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。

3、完全失重物体以加速度a=g向下竖直加速或向上减速时（自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时以及忽略空气阻力的各种抛体运动），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。

在完全失重的状态下，由重力产生的一切物理现象都会消失。

如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等，但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的，因为弹簧测力计是根据F＝kx制成的，而不是根据重力制成的。

要点诠释：（1）当系统的加速度竖直向上时（向上加速运动或向下减速运动）发生超重现象，当系统的加速度竖直向下时（向上减速运动或向下加速运动）发生失重现象；当竖直向下的加速度正好等于g时（自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面）发生完全失重现象。

（2）超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关，而与物体的速度大小和方向无关。

“超重”不能理解成物体的重力增加了；“失重”也不能理解为物体的重力减小了；“完全失重”不能理解成物体的重力消失了，物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。

（3）人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小，用这种方法测得的重力大小常称为“视重”，其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力。

例、在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。

传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是( )GA B C D【答案】D【解析】 人从静止→加速向下→最大速度→减速向下→静止，可见从静止到最大下蹲速度，人处于失重状态，台秤读数变小；从最大的下蹲速度到静止，人处于超重状态，台秤读数变大，最后其读数等于人的重力。