高考总复习—用超重和失重解题
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超重和失重(1)1.在2008年北京奥运会上,比利时选手埃勒博第一跳轻松跃过2.05米的横杆,凭借这一成绩获得北京奥运会女子跳高冠军,假设埃勒博体重为m=50 kg.忽略空气阻力.g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )A.埃勒博下降过程处于失重状态B.埃勒博起跳以后在上升过程处于超重状态C.埃勒博起跳时地面对她的支持力大于她的重力D.起跳以后上升过程和下降过程均处于失重状态2.某人站在升降机底板的台秤上,从台秤的示数看到自己的体重减轻20%,则升降机的运动情况是()以0.2g匀加速上升或以0.8g匀减速下降以0.2g匀减速上升或以0.8g匀加速下降以0.8g匀加速上升或以0.2g匀减速下降以0.8g匀减速上升或以0.2g匀加速下降3.某同学用一个空的“易拉罐”做实验,他在靠近罐底的侧面打一个小洞,用手指堵住洞口,向“易拉罐”里面注满水,再把它悬挂在电梯的天花板上。
当电梯静止时,他移开手指,水就从洞口喷射出来,在水未流完之前,电梯启动加速上升。
关于电梯启动前、后的两个瞬间水的喷射情况,下列说法中正确的是()A.电梯启动前后水的喷射速率不变 B.电梯启动后水不再从孔中喷出C.电梯启动后水的喷射速率突然变大 D.电梯启动后水的喷射速率突然变小4.在升降机内使用弹簧秤和天平测量物体重力和质量,正确的说法是()A.只有匀速运动时,弹簧秤测量的重力才是正确的B.只有匀速运动时,天平测量的质量才是正确的C.无论做什么运动,用弹簧秤测量的重力不正确D.无论做什么运动,用天平测量的质量是正确的5.在电梯内用弹簧秤测某物体的重力,在下列情况中,弹簧秤示数最小的是()A.电梯以2m/s2的加速度加速上升B.电梯以2.5m/s2的加速度减速上升C.电梯以3m/s2的加速度减速下降D.电梯以2m/s2的加速度加速下降6.电梯中的弹簧秤上挂着一个物体,可以使弹簧秤读数减小的情况有()A.电梯加速上升 B.电梯减速上升C.电梯减速下降 D.电梯加速下降7.正在向上运动的升降机底板上放一磅秤,磅秤上放一物体,当磅秤的读数大于物体真实重量时,升降机正在做()A.减速上升B.加速上升C.减速下降D.加速下降8.绕地球做圆周运动的人造卫星中,有一与内壁相接触的物体,这个物体()A.受到地球的吸引力和卫星内壁的支持力的作用B.受到地球的吸引力和向心力的作用C.物体处于失重状态,不受任何力的作用D.只受地球吸引力的作用9.电梯内的弹簧测力计上挂着一个物体,下列几种情况,弹簧秤示数最小的为:()A.电梯以2 m/s2的加速度加速上升 B.电梯以3 m/s2的加速度减速上升C.电梯以3 m/s2的加速度减速下降 D.电梯以2 .5m/s2的加速度加速下降10.关于超、失重,下列说法正确的是()A.物体超、失重是因为地球吸引异常引起的B.物体超重运动方向一定向上C.物体失重运动方向一定向下D.只要加速度的方向向上物体即处于超重参考答案:1.答案: ACD解析:上升和下降过程中,埃勒博只受到重力作用,加速度向下,均处于失重状态,A、D选项均正确B 选项错误;起跳时埃勒博向上加速,加速度向上,地面对她的支持力大于她的重力,C选项正确.2.答案: B3.答案: C解析:当电梯不动时,水只是在重力的重力的作用下流出,此时流出的水做的是自由落体运动,当电梯加速上升时,此时电梯处于超重状态,水受到的作用力也要变大,所以水的喷射速率会变大,所以C正确,ABD错误.故选C.4.答案: A解析:因为弹簧秤示数F满足关系:F=mg±ma,只有a=0时,F=mg,故选项A对.只要不是完全失重,天平所称出的就是物体的质量.在完全失重状态下,天平也无法测量物体质量.5.答案: B解析:设物体的质量为m.A.以物体为研究对象,设弹簧称的拉力大小为F1,由牛顿第二定律得:F1-mg=ma1,代入解得F1=12mB.以物体为研究对象,设弹簧称的拉力大小为F2,由牛顿第二定律得:mg-F2=ma2,代入解得F2=7.5mC.以物体为研究对象,设弹簧称的拉力大小为F3,由牛顿第二定律得:F3-mg=ma3,代入解得F3=13mD.以物体为研究对象,设弹簧称的拉力大小为F4,由牛顿第二定律得:mg-F4=ma4,代入解得F4=8m6.答案: AD7.答案: BC解析:由题题,磅秤的读数大于物体真实重量,说明物体对磅秤的压力大于物体的重力,升降机处于超重状态,根据牛顿第二定律得知,物体的加速度方向向上,而速度方向可能向上,也可能向下,则升降机可能加速上升,也可能减速下降.8.答案: D解析:由于飞船内的物体受到的万有引力充当向心力;故加速度竖直向下,处于完全失重状态;故人造卫星与内壁间没有相互挤压;故物体只受地球的吸引力9.答案: B10.答案: D解析:考点:超重和失重.分析:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度;当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;如果没有压力了,那么就是处于完全失重状态,此时向下加速度的大小为重力加速度g.重力没有变化.解答:解:A、超重、失重时,重力没有变化,是视重发生变化,不是因为地球吸引异常引起的.故A错误.B.超重是物体对支持物的压力增大,大于重力,加速度的方向向上,而速度的方向可能向下,如向下做减速运动的过程中.故B错误.C.失重时加速度方向向下,速度方向可能向上.故C错误.D.超重是物体对支持物的压力增大的现象,根据牛顿第二定律可知,超重时加速度的方向向上:N=mg+ma,支持力大于重力.故D正确.故选:D.点评:本题主要考查了对超重失重现象的理解,人处于超重或失重状态时,人的重力并没变,只是对支持物的压力变了.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高考物理复习专题——超重和失重一.重力的测量原理:1.测量仪器分类:〔1〕悬挂类:〔2〕支持类:2.测量仪器的示数(称为视重)含义:关于悬挂类,示数为物体对悬挂物的拉力,由牛顿第三定律可知,该力等于物体所受的拉力.关于支持类,示数为物体对悬挂物的压力,由牛顿第三定律可知,该力等于物体所受的支持力.通过牛顿第三定律,可将对弹簧秤受力的研究转换为对物体受力的研究.不管物体状态如何,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)始终等于支持物(或悬挂物)对物体的作用力.3.物体重力的测量要求:只有在物体处于平稳状态时,弹簧秤的示数(视重)才等于物体所受的重力.二.超重和失重:1.概念:〔1〕假如弹簧秤的示数大于物体所受的重力,现在就发生了超重现象,即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称为超重现象,发生超重现象时,物体所受的重力不变,因此超重现象只是测量重力的仪器感受该物体比静止时重了,因此讲超重了.〔2〕假如弹簧秤的示数小于物体所受的重力,现在就发生了失重现象,即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称为失重现象,发生失重现象时,物体所受的重力不变,因此失重现象只是测量重力的仪器感受该物体比静止时轻了,因此讲失重了.〔3〕假如物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力(示数为零),即测量重力的仪器感受物重完全消逝,这种状态叫做完全失重状态,现在物体所受的重力也没变.2.条件:当物体具有向上的加速度时,产生超重现象;当物体具有向下的加速度时,产生失重现象;当物体向下的加速度等于重力加速度时(现在物体只受重力),处于完全失重状态.3.特点:当物体m有向上的加速度a时,物体超重,超出部分为ma;N21345213451234FNF /N t/s t 1 0 t 2 t 3 t 4 10当物体m 有向下的加速度a 时,物体失重,失去部分为ma .三.练习:1.关于超重和失重,以下讲法中正确的选项是:〔 〕A .超重确实是物体受的重力增加了B .失重确实是物体受的重力减小了C .完全失重确实是物体一点重力都不受了D .不论超重或失重物体所受重力是不变的2.如下图,质量为50kg 的某同学站在升降机中的磅秤上,某一时刻该同学发觉磅秤的示数为40kg ,那么在该时刻升降机可能是以以下哪种方式运动?〔 〕A .匀速上升B .加速上升C .减速上升D .减速下降3.如下图,弹簧秤外壳质量为m ,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩上吊一重物.现用一竖直向上的外力拉弹簧秤,当弹簧秤向上做匀速直线运动时,示数为F 1;假设让弹簧秤以加速度a 向上做加速直线运动,那么弹簧秤的示数为(重力加速度为g ):〔 〕A .mgB .F 1 +mgC .F 1 +maD .(1+a g)F 1 4.把木箱放在电梯的水平地板上,那么以下运动中地板受到的压力最小的是:〔 〕A .电梯以a =5m /s 2的加速度匀减速上升B .电梯以a =2m /s 2的加速度匀加速上升C .电梯以a =2.5m /s 2的加速度匀加速下降D .电梯以υ =10m /s 的加速度匀速上升5.为了研究超重与失重现象,某同学把一体重计放在电梯的地板上,将一物体放在体重计上随电梯运动 并观看体重计示数的变化情形.下表记录了几个特定时刻体重计的示数,表内时刻不表示先后顺序〕时刻t 0 t 1 t 2 t 3 体重计示数〔kg 〕 45.0 50.0 40.045.0 假设t 0时刻电梯静止,那么:〔 〕A .t 1和t 2时刻电梯的加速度方向一定相反B .t 1和t 2时刻物体的质量并没有发生变化,但所受重力发生了变化C .t 1和t 2时刻电梯运动的加速度大小相等,运动方向一定相反D .t 3时刻电梯一定静止6.苹果园中学某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩) 向下,并在钩上悬挂一个重为10N 的钩码.弹簧秤的弹力随时刻变化的规律可通过一传感器直截了当得出, 如下图的F-t 图象.依照F-t 图象,以下分析正确的选项是:〔 〕A .从时刻t 1到t 2,钩码处于超重状态B .从时刻t 3到t 4,钩码处于失重状态C .电梯可能开始停在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼D .电梯可能开始停在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼7.如下图,升降机里的物体m 被轻弹簧悬挂,物体与升降机原先都处于竖直方向的匀速运动状态,某时刻由于升降机的运动状态变化而导直线致弹簧突然伸长了,那么现在升降机 的运动状态可能为:〔 〕 mA .加速下降B .减速下降C .加速上升D .减速上升8.原先做匀速运动的升降机内,有一被伸长弹簧拉住的,具有一定质量的物体A 静止在地板上,如图,现发觉A 突然被弹簧拉向右方,由此可知现在升降机的运动可能是〔 〕A .加速上升B .减速上升C .加速下降D .减速下降9.如下图,一个人站在医用体重计上测体重,当她站在体重计的测盘上不动时测得体重为G ,〔1〕当此人在体重计上突然下蹲时,那么体重计的读数〔 B 〕〔2〕假设此人在体重计上下蹲后又突然站起,那么体重计的读数〔 A 〕A .先大于G ,后小于G ,最后等于GB .先小于G ,后大于G ,最后等于GC .大于GD .小于G10.跳高运动员从地面上起跳的瞬时,以下讲法中正确的有:〔 〕A .地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力B .地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力C .运动员对地面的压力大于运动员受到的重力D .运动员对地面的压力等于运动员受到的重力11.某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N .他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t 0至t 3时刻段内,弹簧秤的示数如图甲所示,取电梯向上运动的方向为正,电梯运行的υ-t 图可能是图乙中的:〔 〕12.某人在地面上最多能举起60kg 的重物,那么此人在以5 m /s 2的加速度加速上升的电梯中,最多能举起40kg 的重物;假设此人电梯中最多能举起75kg 的重物,那么电梯的加速度大小为2 m /s 2,方向竖直向下〔取g = 10m /s 2〕.13.蹦床是一项体育运动,运动员利用弹性较大的水平钢丝网,上下弹跳,以下关于运动员上下运动过程的分析正确的选项是:〔 〕A .运动员在空中上升和下落过程都处于失重状态B .运动员在空中上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态C .运动员与蹦床刚接触的瞬时,是其下落过程中速度最大的时刻D .从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中,运动员做先加速后减速的变速运动14.在静止的升降机中有一天平,将天平左边放物体,右边放砝码,并调至平稳.假如:①升降机匀加速上升,那么天平右倾②升降机匀减速上升,那么天平仍保持平稳 ③升降机匀加速下降,那么天平左倾 ④升降机匀减速下降,那么天平仍保持平稳 那么以上讲法正确的选项是:〔 〕A .①②B .③④C .②④D .①③15.前苏联时期在空间建立了一座实验室,至今仍在地球上空运行.这座空间站中所有物体都处于完全失重状态,那么在其中能够完成以下哪个实验:〔 〕 图乙 图甲 440 t F /N 540 490 t t t t 3 υ D t 0 t 1 t 2 t 3 C t 0 t 1 t 2 t 3 υ B 0 t 1 t 2 t 3 υ A t 0 t 1 t 2 t 3 υA .用天平称量物体的质量B .用弹簧秤测物体的重力C .用水银气压计测舱内气体的压强D .用两个弹簧秤验证牛顿第三定律16.几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中.一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直截了当到10层,之后又从10层直截了当回到1层.并用照相机进行了相关记录,如下图.他们依照记录,进行了以下推断分析,其中正确的选项是:〔 〕A .依照图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度B .依照图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C .依照图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D .依照图4和图5可估测出电梯向下起动时的加速度 50 50 图1 图2 图3 图4图5 9 10 2 1 1。
超重和失重 问题超重和失重是两个很重要的物理现象。
当物体的加速度向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫做超重;当物体的加速度向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这种现象叫做失重;当物体向下的加速度为g 时,物体对支持物的压力为零,这种现象叫做完全失重。
下面通过举例说明超重和失重的有关问题。
【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤,如图1所示,弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m =4kg 的物体,试分析下列情况下电梯的运动情况(g 取10m/s 2):(1)当弹簧秤的示数T 1=40N ,且保持不变.(2)当弹簧秤的示数T 2=32N ,且保持不变.(3)当弹簧秤的示数T 3=44N ,且保持不变. 解析:选取物体为研究对象,它受到重力mg 和竖直向上的拉力T 的作用.规定竖直向上方向为正方向.当T 1=40N 时,根据牛顿第二定律有T 1-mg =ma 1,则 0/410440211=⨯-=-=s m m mg T a由此可见电梯处于静止或匀速直线运动状态.(2)当T 2=32N 时,根据牛顿第二定律有T 2-mg =ma 2,则 2222/2/44032s m s m m mg T a -=-=-=式中的负号示物体的加速度方向与所选定的正方向相反,即电梯的加速度方向竖直向下.电梯加速下降或减速上升.(3)当T 3=44N 时,根据牛顿第二定律有T 3-mg =ma 3,则2233/1/44044s m s m m mg T a =-=-=加速度为正值表示电梯的加速度方向与所选的正方向相同,即电梯的加速度方向竖直向上.电梯加速上升或减速下降.小结:当物体加速下降或减速上升时,亦即具有竖直向下的加速度时,物体处于失重状态;当物体加速上升或减速下降时,亦即具有竖直向上的加速度时,物体处于超重状态.【例2】举重运动员在地面上能举起120kg 的重物,而在运动着的升降机中却只能举起100kg 的重物,求升降机运动的加速度.若在以2.5m/s 2的加速度加速下降的升降机中,此运动员能举起质量多大的重物?(g 取10m/s 2)解析:运动员在地面上能举起120kg 的重物,则运动员能发挥的向上的最大支撑力F =m 1g =120×10N =1200N , (1)在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物,可见该重物超重了,升降机应具有向上的加速度对于重物:F -m 2g=m 2 a 1,则22221/2/10010001200s m s m m g m F a =-=-=(2)当升降机以a 2=2.5m/s 2的加速度加速下降时,重物失重.对于重物,F mg图1m g F m a m 120010 2.5kg 160kg 3323-=,得==-=.F g a -2点拨:题中的一个隐含条件是:该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量,它是由运动员本身的素质决定的,不随电梯运动状态的改变而改变.【例3】如图3所示,是电梯上升的v ~t 图线,若电梯的质量为100kg ,则承受电梯的钢绳受到的拉力在0~2s 之间、2~6s 之间、6~9s 之间分别为多大?(g 取10m/s 2)解析:从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速,根据v -t 图线可以确定电梯的加速度,由牛顿运动定律可列式求解对电梯的受力情况分析如图3所示:(1)由v -t 图线可知,0~2s 内电梯的速度从0均匀增加到6m/s ,其加速度a 1=(v t -v 0)/t =3m/s 2 由牛顿第二定律可得F 1-mg =ma 1解得钢绳拉力 F 1=m(g +a 1)=1300 N(2)在2~6s 内,电梯做匀速运动.F 2=mg =1000N(3)在6~9s 内,电梯作匀减速运动,v 0=6m/s ,v t =0,加速度a 2=(v t -v 0)/t =-2m/s 2 由牛顿第二定律可得F 3-mg =ma 2,解得钢绳的拉力F 3=m (g +a 2)=800N .点拨:本题是已知物体的运动情况求物体的受力情况,而电梯的运动情况则由图象给出.要学会从已知的v ~t 图线中找出有关的已知条件.小结:从计算结果来看吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度无关,而与它的加速度有关,即超失重的条件是看物体运动的加速度而不是看物体运动的速度。
物理总复习:超重和失重【考纲要求】1、理解牛顿第二定律,并会解决应用问题;2、理解超重和失重的概念,会分析超重和失重现象,并能解决具体超重和失重。
【考点梳理】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 ( )【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。
高考物理母题系列专题二十二、超重和失重问题【解法归纳】当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态(物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力);当物体具有向下的加速度时,物体处于失重状态(物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于重力);当物体向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态(物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零)。
忽略空气阻力的自由落体和竖直上抛、平抛、斜抛运动的物体,都处于完全失重状态。
例22.(2010高考海南物理)如图5,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.减速下降【解析】:木箱静止时物块对箱顶有压力,则物块受到箱顶向下的压力。
当物块对箱顶刚好无压力时,表明系统处于超重状态,有向上的加速度,属于超重,木箱的运动状态可能为加速上升或减速下降,选项BD正确。
【答案】BD【点评】此题考查受力分析、牛顿第二定律及超重和失重现象。
要注意题述中的“可能”运动状态,不要漏选。
衍生题1.(2011河南百所名校联考)高层住宅与写字楼已成为城市中的亮丽风景,电梯是高层住宅与写字楼必配的设施。
某同学将一轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,如图所示。
在电梯运行时,该同学发现轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了,这一现象表明()A.电梯一定是在下降B.该同学可能处于超重状态C.电梯的加速度方向一定是向下D.该同学对电梯地板的压力小于其重力【解析】轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小,说明电梯具有向下的加速度,不能说明电梯是下降还是上升,选项A错误;该同学一定处在失重状态,对电梯地板的压力小于其重力,选项B错误CD正确。
【答案】CD衍生题2.(2010青岛模拟)一体重为500N的同学站在体重计上,在升降机中研究超重与失重现象,升降机在上升过程中经历了加速、匀速和减速三个阶段,则比较符合实际情况的体重计的示数依次应为A.520N、500N、480N B.480N、500N、520NC.480N、520N、500N D.500N、500N、500N解析:加速上升,加速度方向向上,超重,体重计示数大于体重;匀速,体重计的示数等于体重;减速上升,加速度方向向下,失重,体重计示数小于体重,所以选项A正确。
高三物理超重失重试题答案及解析1.太空授课中,王亚平成功地制成了晶莹剔透的大水球,并用注射器在水球中注入了红色的液体,最终看到了红色液体充满了整个水球。
有关这个现象,下列说法错误的是A.大水球处于完全失重状态B.大水球处于平衡状态C.大水球成球形是因为水的表面张力D.红色液体的扩散反映了液体分子的无规则运动【答案】B【解析】该大水球的重力完全充当向心力,处于完全失重状态,A正确B错误;表面张力是使表面收缩的力。
在没有外力作用下,球形的表面积最小,即表面收缩得最小,故液滴为球形,C正确;红色液体在水球中慢慢散开,这是一种扩散现象,说明分子在不停的做无规则运动,D正确;【考点】考查了完全失重,液体张力,分子扩散2.某同学站在装有力传感器的轻板上做下蹲-起立的动作。
.如图所示为记录的力随时间变化的图线,纵坐标为力(单位为牛顿),横坐标为时间(单位为秒)。
由图线可知,该同学的体重约为650N,除此以外,以下有关由图线还可以得到的信息,其中正确的是()A.该同学做了两次下蹲-起立的动作B.该同学做了一次下蹲-起立的动作,且下蹲后约2s起立C.下蹲过程中人处于失重状态,起立过程中人处于超重状态D.下蹲过程中人所受重力先变小后变大【答案】B【解析】由图线可看出,该同学先失重后超重,再超重再失重的过程,即该同学先加速下蹲后减速下蹲,再加速起立,再减速起立,即该同学经历了一次下蹲-起立的动作,从图像看出下蹲后约2s起立,选项A 错误,B正确;下蹲和起立过程中都有超重和失重状态,选项C 错误;下蹲和起立过程中人所受重力保持不变,选项D错误。
【考点】超重和失重。
3.如图所示,假设地球是个半径为R的标准的球体,其表面的重力加速度为g,有一辆汽车沿过两极的圆周轨道沿地面匀速率行驶,不计空气阻力,则下列说法中正确的是()A.重力和地面的支持力是一对平衡力B.汽车的机械能保持不变C.汽车在北极处于超重状态,在南极处于失重状态D.若汽车速率为,重力的作用效果是改变汽车的运动状态【答案】BD【解析】A、汽车在地球两极行驶时,由重力和支持力的合力提供向心力.设汽车的质量为m,支持力为F,速度为v,地球半径为R,则由牛顿第二定律得:,得。
用超重和失重解题一.超重和失重放在水平面上的物体对支持面的压力或对竖直绳的拉力大于物体的重力,叫做超重;当支持力或拉力小于物体的重力时,叫做失重。
当压力或拉力为0时,叫完全失重。
注意:超重或失重都并不是物体的重力增大或减小了,而是指物体对支持面的压力或拉力比重力大或小,完全失重也不是重力消失。
在发生这些现象时,重力都仍然存在,而且不变。
视重变了,实重未变。
在处于完全失重的系统中,平常由重力产生的物理现象都会消失,比如单摆停摆,不再有沉、对流等,无所谓上方、下方,泼出去的水可悬浮在空中缩成球形。
例:质量为m的物体,放在升降机中,求下列情况下,物体对升降机底板的压力。
①升降机以加速度a匀加速上升;②升降机以加速度a匀减速上升;③升降机以加速度a匀加速下降;④升降机以加速度a匀减速下降。
解:取向上为正。
①加速上升,a向上。
N-mg=maN=m(g+a)②减速上升,a向下。
N-mg=-maN=m(g-a)③加速下降,a向下。
N-mg=-maN=m(g-a)④减速下降,a向上N-mg=maN=m(g+a)由上可见,当物体有向上的加速度时,物体处于超重状态;当物体有向下的加速度时,物体处于失重状态。
练习:1、一个人蹲在磅秤上不动时,称其重力为G,当此人突然站起时,在整个站起过程中,磅秤的读数为( )A.先小于G,后大于GB.先大于G,后小于GC.大于GD.小于G(知识点:牛顿第二定律、超重和失重,要求学生分析清整个运动情景。
)解:A。
2、如图,m 1和m 2是叠放在一起的两木块,现将它们一起以初速度v 斜向上抛出,不考虑空气阻力,抛出后m 2的受力情况是:A 、只受重力;B 、受重力和m 1的压力作用;C 、受重力、m 1的压力和摩擦力作用;D 、所受合力的方向与初速度方向一致。
分析:系统具有向下的加速度g ,处于完全失重状态,m 1也处于完全失重状态,对m 2无压力,故也无摩擦力。
解:A 。
3、三个质量均为M 的相同形状的劈块放在地面上,另有三个相同木块(质量为m),分别从劈块顶沿斜面下滑,由于动摩擦因数不同,第一个加速下滑,第二个匀速下滑,第三个减速下滑,三个劈块均不动。
2025届高考物理复习:经典好题专项(超重、失重问题 瞬时问题)练习1. (多选)如图所示,甲、乙两图中A 、B 两球质量相等,图甲中A 、B 两球用轻质杆相连,图乙中A 、B 两球用轻质弹簧相连,均用细绳悬挂在天花板下处于静止状态,则在两细绳烧断的瞬间( )A .图甲中轻杆的作用力为零B .图甲中两球的加速度一定相等C .图乙中两球的加速度一定相等D .图甲中A 球的加速度是图乙中A 球加速度的一半2. 两个质量均为m 的小球A 、B 被细线连接放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上(斜面固定在地面上不动),如图所示,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,关于A 、B 的加速度大小,下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A .a A =0,aB =12gB .a A =12g ,a B =0C .a A =12g ,a B =12gD .a A =g ,a B =g3.(多选)(2023ꞏ湖南彬州市期末)如图甲是某人站在力传感器上做下蹲—起跳动作的示意图,中间的●表示人的重心。
图乙是根据传感器画出的F -t 图线。
两图中a ~g 各点均对应,其中有几个点在图甲中没有画出,图中a 、c 、e 对应的纵坐标均为700 N 。
取重力加速度g =10 m/s 2。
请根据这两个图所给出的信息,判断下面说法中正确的是( )A .此人重心在b 点时处于超重状态B .此人重心在c 点时的加速度大小大于在b 点时的加速度大小C .此人重心在e 点时的加速度大小等于在a 点时的加速度大小D.此人重心在f点时脚已经离开传感器4.小胡用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度,得到图甲所示图线(规定竖直向上为正方向),为简化问题,将图线简化为图乙。
已知t=0时电梯处于静止状态,则以下判断正确的是()A.t=5 s时电梯处于失重状态B.8~9 s内电梯在做减速运动C.10~15 s内电梯在上行D.16~17 s内电梯在下行5.(多选)如图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备,图乙为建筑材料被吊车竖直提升过程的运动图像(竖直向上为正方向),根据图像可知下列判断正确的是()A.在0~10 s钢索最容易发生断裂B.30~36 s材料处于超重状态C.36~46 s材料处于失重状态D.46 s时材料离地面的距离最大6. (多选)电梯给人们的生活与工作带来了很多的便利。
超重与失重及其巧用解题超重与失重实质上是高考核心考点牛顿第二定律的重要应用.只有结合牛顿第二定律去理解、掌握它,才能应用它去分析解决问题.一. 超重与失重1. 超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象.设支持物对物体竖直向上的支持力为F,物体质量为m,向上加速度为,由牛顿第二定律得:F-mg=ma,则视重F=m(g+a)>mg.2. 失重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为失重现象.设加速度a向下,有mg- F=ma,则视重F=m(g-a)<mg.当a= g时,F=0,这是完全失重状态.3. 理解:⑴超重与失重并不是物体所受的重力增大与减小了,而是视重(或示重)增大与减小了,即相互作用的弹力增大与减小了.⑵超、失重的条件:是否出现超重与失重,与运动速度的大小及方向无关,只有竖直方向的加速度决定.即当物体(或物体的一部分)有竖直向上的加速度(或分量)时,物体处于超重状态;有竖直向下的加速度(或分量)时,物体处于失重状态.⑶常见的完全失重主要有三种情况:做自由落体的物体;所有做抛体运动的物体;在太空轨道上做匀速圆周运动的天体及其内的一切物体.当物体处于完全失重状态时,与重力有关的现象和仪器可能会变化、消失或不能使用.如单摆停摆、天平失效、液体柱不再产生向下的压强、浸在液体中的物体不受浮力等.二. 巧用超重与失重解题超重、失重与我们的生活、生产等息息相关;大家一定还记得女航天员王亚平在神十中精彩授课的情景:那个大水球、单摆的运动等.正因如此,围绕超重与失重现象的命题越来越多,这当然要用超重与失重观点解决;而一些常规的问题,用超重与失重观点既可定性分析,也可定量计算,常能起到事半功倍作用.用超重与失重观点计算视重的方法是:先由竖直方向的加速度计算出超重或失重ma,则视重为总重力加或减超重或失重ma.此法对两个或以上物体组成的整体也可用.例1. 如图1所示,一质量为M=10kg,倾角θ为30°的斜面ABC静止在粗糙水平地面上.有一质量m=1kg的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行的路程S=1.4m时,其速度v=1.4m/s,在这过程中斜面没有动.求地面对斜面的支持力?(g取10)解析:本题如用一般的隔离法、牛顿定律等解答比较繁杂,图1但如用失重与超重的观点分析,则问题就显得容易多了.把M、m看成整体,物体的一部分m存在竖直向下的加速度,物体就部分失重,结合牛顿第三定律,地面对斜面的支持力就等于物体的实重减去失去的那部分重量.物体m的加速度由运动学公式可得:a 的竖直分量为:则地面对斜面的支持力为:例2. 在正常运行的太空实验室中,下列说法正确的是:()A. 不用模具可以制出标准球形滚珠B. 不用模具只能制出椭球形滚珠C.可在液态金属中冲入气泡制成泡沫金属D. 可用体重计测出宇航员的体重解析:在正常运行的太空实验室中,由于一切物体均处于完全失重状态,物体间没有相互作用的挤压力.熔融态的金属液在表面张力的作用下,不用模具便可形成标准球形滚珠;气泡在液态金属中既不“上浮”,也不“下沉”,可在任意位置停住,也可均匀地分布其中,凝固后就成为泡沫金属.太空实验室中体重计、水银气压计等是无法使用的.正确答案是:A、C.例3. 如图2所示,支架质量为M,放在水平地面上,转轴O处用长为L的细绳悬挂一质量为m的小球.求小球由静止从与轴O在同一平线上的水平位置释放后,当它运动到最低点时地面对支架的支持力多大?解析:小球在竖直平面内做圆周运动,到达最低点时向心加速度a方向向上,小球超重.将支架和小球看作一个整体,由失重与超重的观点可得地面对支架的支持力图2 小球由静止从水平位置释放运动到最低点时的速度为:小球在竖直位置时的加速度为:由以上三式可得:强化练习:1.一运动员站在体重计上,他由静止开始下蹲,至下蹲状态刚停下为止.此过程中关于体重计示数变化的描述正确是()A.一直变小B.一直变大C.先变小后变大D. 先变大后变小2.如图3所示,滑轮与绳子质量不计,且无摩擦,,在A、B两物体作匀加速运动过程中,下列关于悬挂滑轮轻杆中的张力大小判断正确的是()A. B.C. D. 无法确定参考答案:1. C 2. C图3。
巧用“超重”和“失重”解选择题-物理试题物理对桌面的压力或物体对细绳的拉力小于物体的重力时,叫“失重”。
此时,物体的加速度方向向下。
如果大于物体的重力就叫“超重”,此时,物体的加速度方向向上,这一知识点,可用来巧解某些复杂的选择题,以节省大量时间,达到事半功倍。
因为现在考试中,题量大,选择题每小题分值小,如花费大量时间势必影响做好整套试卷。
现举几例说明如何运用这一方法。
例1 如下图所示,滑轮的质量不计,如果m1=m2+m3,这时杠杆恰好平衡,若把m2从右边移到左边的m1上,杠杆将()A.顺时针转动。
B.逆时针转动。
C.仍然保持平衡D.无法判断分析把右端悬线以下看成一个系统,若把m2从右边移到左边的m1上,系统的重心向下作加速运动,系统失重,杠杆逆时针转动,故选B。
例2 如下图所示,台称上装有盛水的杯,杯底用轻线系一木质小球,若轻线断裂,不计小球上升过程中水的阻力,台称读数()A.增大B.减小C.不变。
分析将木球以及被木球排开的那部分“水球”作为一个整体,木球加速上升,“水球”加速下降,但m水球>m木球,故两者合起来,共同重心加速下降,系统失重,台称读数减小,故选B。
例3 如下图所示,台称上放一个装有水的杯子,通过固定在台称上的支架用细线悬挂一个小球,球全部浸在水中,平衡时台称的示数为某一数值,今剪断悬线,在球下落但还没有到达杯的过程中,若不计水的阻力台称示数将()A.增大B.减小C.不变。
分析与上例一样,将铁球和被铁球排开“水球”作为系统,铁球加速下降,同时水球加速上升,但铁球质量大于水球质量,故系统重心加速下降,系统失重,读数减小,选B。
例4 如下图所示,A为电磁铁,C为胶木称盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬于O点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上的拉力F的大小为()A.F=mgB.mg<F<(M+m)gC.F=(M+m)gD.F>(M+m)g.分析取A、B、C作为研究系统,因B加速上升,故系统的重心也加速上升,系统超重,拉力变大,故选D。
教学·现场高中物理高阶思维教学———以“超重和失重”教学为例文|杨俊义高阶思维是学生在高中阶段需要形成的关键素养,也是学生适应外界环境,通过已知概念进行创新推演达到认知平衡,进而解决实际问题的重要思维能力。
物理学科作为解释事物内在规律与性质的学科,从现实世界中寻找问题、探究问题,借助物理概念,将复杂的现象模型化,最终通过数理演算得出结论。
在物理现象的解决中,通过教师的课堂引领、对问题情景的分析、建立新旧知识的联系、综合不同维度的信息,进而形成创新性认知,逐步帮助学生养成良好的学习习惯,帮助学生建立高阶思维能力。
一、教学内容与目标本节课主要通过2个实验引出重力的两种测量方法,并以此为基础,通过具体事例帮助学生理解“超重和失重”的概念、本质及规律,进而掌握“超重和失重”的内涵及实际应用。
教学目标:1.通过2个实验带领学生理解重力的测量过程。
2.带领学生理解“超重和失重”的概念、推导、具体应用。
3.理解平衡、失重、超重之间的关系。
4.运用受力分析法解释本节课的各个运动状态。
二、教学过程(一)新课导入课程伊始,教师可以为学生播放一个小视频:某学生站在体重计上向下深蹲的过程中,体重秤上的示数先变小再变大后又变小,该生静止后,体重秤上的数值保持不变,如图1所示。
教师:同学们知道发生这种现象的原因是什么吗?请大家带着这个疑问与老师一起学习“超重和失重”的内容。
图1学生下蹲过程中示数的变化(二)新课教学1.重力的测量在地球表面的周围,物体由于地球的吸引力而受到重力的作用。
通常来说测量重力的方法主要有以下两种:第一种方法,即实验1:步骤1:测量重物处于自由落体运动状态下的加速度g。
步骤2:通过天平测量物体的质量,如图2所示,根据“G=mg”得出物体的质量。
步骤3:通过牛顿第二定律F=ma求出最后答案。
图2测量物品质量第二种方法,即实验2:我们借助力的平衡条件对重力进行测量,首先把待测物体悬挂在测力计上,使之静止,在此情况88案例采撷下,物体所受的重力和测力计支持力的大小或者对物体的拉力相等,进而通过测力计的示数呈现出重力的大小。
专题3.4 超重和失重【考纲解读与考频分析】超重和失重是常见现象,也是考纲要求的考点,高考命题频率较高。
【高频考点定位】超重失重考点一:超重和失重【3年真题链接】1. (2019年4月浙江选考)如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。
A、B两球分别连在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。
若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,ρ木<ρ水<ρ铁)()A. A球将向上运动,B、C球将向下运动B. A、B球将向上运动,C球不动C. A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动D. A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动【参考答案】D【名师解析】开始时A球下的弹簧被压缩,弹力向上;B球下的弹簧被拉长,弹力向下;将挂吊篮的绳子剪断的瞬时,系统的加速度为g,为完全失重状态,此时水对球的浮力为零,则A球将在弹力作用下向上运动,B球将在弹力作用下向下运动,C球不动;选项D正确。
2.(浙江新高考2018年4月选考科目物理试题)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作,下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是A. B. C. D.【参考答案】 C【名师解析】对人的运动过程分析可知,人下蹲的过程可以分成两段:人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,此时人对传感器的压力小于人的重力的大小;在减速下蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重力的大小,故C正确,A、B、D错误;故选C。
【点睛】人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,在减速下蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态。
【2年模拟再现】1. (2019浙江稽阳联谊学校联考模拟)绍兴市S区奥体中心举行CH杯全国蹦床锦标赛,对于如图所示蹦床比赛时运动员的分析,下列说法中正确的是()A.运动员在蹦床上上升阶段,一直处于超重状态B.运动员在蹦床上加速上升阶段,蹦床的弹性势能增大C.运动员离开蹦床在空中运动阶段,一直处于失重状态D.运动员离开蹦床在空中运动阶段,重力势能一直增大【参考答案】.C【命题意图】本题以蹦床锦标赛为情景,考查牛顿第二定律、超重和失重、机械能及其相关的知识点。
用超重、失重的观点解题【方法指导】当物体具有向上的加速度时,由牛顿第二定律知悬绳对悬挂物的拉力或支持面对被支持物的支持力F N - mg = ma ,由牛顿第三定律知物体对悬绳拉力或对支持面的压力F N ’= mg +ma ,如物体重力增加了ma 一样,这种现象称之为超重。
当物体具有向下的加速度时,由牛顿第二定律得mg -F N = ma ,由牛顿第三定律知物体对悬绳拉力或对支持面的压力F N ’ = mg - ma ,如物体重力减轻了ma 一样,这种现象称之为失重。
当a = g 时,物体对悬绳拉力或对支持面压力完全消失,如物体没有重力一样,这种现象称为完全失重。
由此可看出,超重的实质是物体或物体的一部分具有向上的加速度,表现为物体对悬绳的拉力或对支持面的压力比重力大。
失重的实质是物体或物体的一部分具有向下的加速度,表现为物体对悬绳的拉力或对支持面的压力比重力小。
因此,物体是处于超重还是失重状态,与物体向上运动还是向下运动无关,只取决与于物体加速度方向是向上还是向下;处于超、失重状态下的物体受到的重力并没有变化。
由于处于超、失重状态下物体对支持面的压力不再等于重力,因此依据重力的影响制作的测量仪器将失效,如天平、比重计、体重计、水银气压计等。
液体对浸于其中的物体浮力公式在超重状态下是F 浮=ρv 排(g +a ),在失重状态下是F 浮=ρv 排(g -a)。
利用超、失重的规律,去定性和定量分析有关的物理问题,在很多情况下比直接应用牛顿运动定律分析要简单的多。
超重和失重是两个重要的物理现象.在实际应用中,如果能灵活地运用超重和失重的相关知识处理有关问题,可使一些问题得到简化。
【对点题组】1. 一个年轻人在以加速度为a =2 m/s 2加速上升的升降机中最多能举起质量为m =50kg 的重物.问当升降机以同样大小的加速度减速上升时,该年轻人最多能举起的重物的质量m ′为( )(取g =10 m/s 2)A.50kg B.100kg C.75kg D.125kg2. 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测力计,弹簧测力计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,他看到弹簧测力计的示数为40N ,如图所示,g 取10 m/s 2,求此时人对地板的压力.3. 如下图所示把盛水容器放在台秤的托盘上,用固定在容器底部的细线使小木球悬浮在水中.若细线突然断裂,则在小木球上浮到水面的过程中,台秤的示数将( )A .变小B .变大C .不变D .无法判断4. 如下图所示,在托盘测力计的托盘内固定一个质量为M 的光滑的斜面体,现将一个质量为m 的物体放在斜面上,让它自由滑下,则测力计的示数( )A .F N =(M +m )gB .F N =MgC .F N >(M +m )gD .F N <(M +m )g5.手托着书使它做下述各种情况的运动,那么,手对书的作用力最大的情况是( ) A .向下做匀减速运动 B .向上做匀减速运动 C .向下做匀加速运动D .向上做匀速运动6. 放在电梯地板上的一个木箱,被一根处于伸长状态的水平弹簧拉着,处于静止状态(如图所示),某时刻发现木箱突然被弹簧拉动,据此可判断出电梯的运动情况可能是( )A.匀速上升B.加速上升C.减速上升D.减速下降7.如图所示记录的是升降机竖直向上运动的v -t 图像,升降机水平底板上放着重物,根据图像可知 ( )A.第5 s 内升降机的加速度大小为1 m/s 2B.0~5 s 内升降机的位移为10 mC.0~2 s 内重物处于超重状态D.2~4 s 内重物处于失重状态8.(多选)如图a ,用力传感器研究橡皮绳中拉力随时间的变化。
专题:超重和失重一.重力的测量原理: 1.测量仪器分类:〔1〕悬挂类: 〔2〕支持类:2.测量仪器的示数(称为视重)含义:对于悬挂类,示数为物体对悬挂物的拉力,由牛顿第三定律可知,该力等于物体所受的拉力. 对于支持类,示数为物体对悬挂物的压力,由牛顿第三定律可知,该力等于物体所受的支持力.通过牛顿第三定律,可将对弹簧秤受力的研究转换为对物体受力的研究.无论物体状态如何,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)始终等于支持物(或悬挂物)对物体的作用力.3.物体重力的测量要求:只有在物体处于平衡状态时,弹簧秤的示数(视重)才等于物体所受的重力. 二.超重和失重: 1.概念:〔1〕如果弹簧秤的示数大于物体所受的重力,此时就发生了超重现象,即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称为超重现象,发生超重现象时,物体所受的重力不变,因此超重现象只是测量重力的仪器感觉该物体比静止时重了,所以说超重了. 〔2〕如果弹簧秤的示数小于物体所受的重力,此时就发生了失重现象,即物体对支持物的压力〔或对N2 134 50 2 1 3 4 5 0 12 3 4 FN悬挂物的拉力〕小于物体所受重力的现象称为失重现象,发生失重现象时,物体所受的重力不变,因此失重现象只是测量重力的仪器感觉该物体比静止时轻了,所以说失重了.〔3〕如果物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力(示数为零),即测量重力的仪器感觉物重完全消失,这种状态叫做完全失重状态,此时物体所受的重力也没变.2.条件:当物体具有向上的加速度时,产生超重现象;当物体具有向下的加速度时,产生失重现象;当物体向下的加速度等于重力加速度时(此时物体只受重力),处于完全失重状态.3.特点:当物体m有向上的加速度a时,物体超重,超出局部为ma;当物体m有向下的加速度a时,物体失重,失去局部为ma.三.练习:1.关于超重和失重,如下说法中正确的答案是:〔〕A.超重就是物体受的重力增加了B.失重就是物体受的重力减小了C.完全失重就是物体一点重力都不受了D.不论超重或失重物体所受重力是不变的2.如下列图,质量为50kg的某同学站在升降机中的磅秤上,某一时刻该同学发现磅秤的示数为40kg,如此在该时刻升降机可能是以如下哪种方式运动?〔〕A.匀速上升B.加速上升C.减速上升D.减速下降3.如下列图,弹簧秤外壳质量为m,弹簧与挂钩的质量忽略不计,挂钩上吊一重物.现用一竖直向上的外力拉弹簧秤,当弹簧秤向上做匀速直线运动时,示数为F1;假设让弹簧秤以加速度a向上做加速直线运动,如此弹簧秤的示数为(重力加速度为g):〔〕A.mg B.F1 +mg C.F1 +ma D.(1+a g)F14.把木箱放在电梯的水平地板上,如此如下运动中地板受到的压力最小的是:〔〕A.电梯以a =5m/s2的加速度匀减速上升B.电梯以a =2m/s2的加速度匀加速上升C.电梯以a =2.5m/s2的加速度匀加速下降D.电梯以υ =10m/s的加速度匀速上升5.为了研究超重与失重现象,某同学把一体重计放在电梯的地板上,将一物体放在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况.下表记录了几个特定时刻体重计的示数,表内时间不表示先后顺序〕时间t0 t1 t2 t3 体重计示数〔kg〕45.0 50.0 40.0 45.0假设t0时刻电梯静止,如此:〔〕A.t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反B.t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化,但所受重力发生了变化C.t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等,运动方向一定相反F /Nt/st 1t 2 t 3 t 410D .t 3时刻电梯一定静止6.苹果园中学某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩)向下,并在钩上悬挂一个重为10N 的钩码.弹簧秤的弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出,如下列图的F-t 图象.根据F-t 图象,如下分析正确的答案是:〔 〕 A .从时刻t 1到t 2,钩码处于超重状态 B .从时刻t 3到t 4,钩码处于失重状态C .电梯可能开始停在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼D .电梯可能开始停在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼 7.如下列图,升降机里的物体m 被轻弹簧悬挂,物体与升降机原来都处于竖直方向的匀速 运动状态,某时刻由于升降机的运动状态变化而导直线致弹簧突然伸长了,如此此时升降机的运动状态可能为:〔 〕A .加速下降B .减速下降C .加速上升D .减速上升8.原来做匀速运动的升降机内,有一被伸长弹簧拉住的,具有一定质量的物体A 静止在地板上,如图,现发现A 突然被弹簧拉向右方,由此可知此时升降机的运动可能是〔 〕 A .加速上升 B .减速上升 C .加速下降 D .减速下降9.如下列图,一个人站在医用体重计上测体重,当她站在体重计的测盘上不动时测得体重为G ,〔1〕当此人在体重计上突然下蹲时,如此体重计的读数〔 B 〕〔2〕假设此人在体重计上下蹲后又突然站起,如此体重计的读数〔 A 〕A .先大于G ,后小于G ,最后等于GB .先小于G ,后大于G ,最后等于GC .大于GD .小于G10.跳高运动员从地面上起跳的瞬间,如下说法中正确的有:〔 〕A .地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力B .地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力C .运动员对地面的压力大于运动员受到的重力D .运动员对地面的压力等于运动员受到的重力11.某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N .他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t 0至t 3时间段内,弹簧秤的示数如图甲所示,取电梯向上运动的方向为正,电梯运行的υ-t 图可能是图乙中的:〔 〕m440t F /N 540 490 υ t 0 t 1 t 2 t 3 0 t 1 t 2 t 3 υ t 0 t 1 t 2 t 3 υ 0 t 1 t 2 t 3 υ12.某人在地面上最多能举起60kg 的重物,如此此人在以5 m /s 2的加速度加速上升的电梯中,最多能举起40kg 的重物;假设此人电梯中最多能举起75kg 的重物,如此电梯的加速度大小为2m /s 2,方向竖直向下 〔取g = 10m /s 2〕.13.蹦床是一项体育运动,运动员利用弹性较大的水平钢丝网,上下弹跳,如下关于运动员上下运动过程的分析正确的答案是:〔 〕A .运动员在空中上升和下落过程都处于失重状态B .运动员在空中上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态C .运动员与蹦床刚接触的瞬间,是其下落过程中速度最大的时刻D .从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中,运动员做先加速后减速的变速运动 14.在静止的升降机中有一天平,将天平左边放物体,右边放砝码,并调至平衡.如果:①升降机匀加速上升,如此天平右倾 ②升降机匀减速上升,如此天平仍保持平衡③升降机匀加速下降,如此天平左倾④升降机匀减速下降,如此天平仍保持平衡那么以上说法正确的答案是:〔 〕 A .①②B .③④C .②④D .①③15.前苏联时期在空间建立了一座实验室,至今仍在地球上空运行.这座空间站中所有物体都处于完全失重状态,如此在其中可以完成如下哪个实验:〔 〕A .用天平称量物体的质量B .用弹簧秤测物体的重力C .用水银气压计测舱内气体的压强D .用两个弹簧秤验证牛顿第三定律16.几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中.一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层.并用照相机进展了相关记录,如下列图.他们根据记录,进展了以下推断分析,其中正确的答案是:〔 〕A .根据图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度B .根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C .根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D .根据图4和图5可估测出电梯向下起动时的加速度5050图1 图2 图3 图4 图5910211。
避躲市安闲阳光实验学校超重和失重1.超重并不是重力增加了,失重并不是重力减小了,完全失重也不是重力完全消失了。
在发生这些现象时,物体的重力依然存在,且不发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)。
2.只要物体有向上或向下的加速度,物体就处于超重或失重状态,与物体向上运动还是向下运动无关。
3.尽管物体的加速度不是在竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。
4.物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的,其大小等于ma。
5.物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向没有关系。
下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系。
特别提醒:不论是超重、失重、完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变。
6.超重和失重现象的判断“三”技巧(1)从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。
(3)从速度变化角度判断①物体向上加速或向下减速时,超重;②物体向下加速或向上减速时,失重。
“天地双雄”是欢乐谷的一项游乐设施,它的两座高度均为五十多米的高塔竖直矗立在游乐场上,塔的四周安装有可以上下运动的座椅,乘客坐在座椅上随着座椅运动,若在下降过程中加速度a随时间t变化的图线如图2所示,以竖直向下为a的正方向,则A.人对座椅的压力在t1时刻最大B.人对座椅的压力在t4时刻最大C.在t1~t2时间内,人处于超重状态D.在t3~t4时间内,人处于失重状态【参考答案】B【详细解析】t1~t2时间内,人处于失重状态;在t3~t4时间内,人处于超重状态。
在t4时刻N mg ma-=,此时座椅对人的支持力最大,则人对座椅的压力在t4时刻最大。
完整版)高中物理解题技巧物体在重力场中的状态分为三种:超重、失重和重力平衡状态。
在解题时,要根据题目所给出的情况,确定物体所处的状态,再根据物理规律进行分析和计算。
在本例中,利用超重状态下的竖直向上的加速度,可以得出正确答案为D。
技巧一:合成法解题典例1】一倾角为θ的斜面上放一木块,木块上固定一支架,支架末端用丝线悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,小球与木块相对静止共同运动。
当细线(1)与斜面方向垂直,或沿水平方向时,求上述两种情况下木块下滑的加速度。
解析:由题意可知小球与木块相对静止共同沿斜面运动,即小球与木块有相同的加速度,方向必沿斜面方向。
可以通过求小球的加速度来达到求解木块加速度的目的。
在本题中利用合成法的好处是相当于把三个力放在一个直角三角形中,利用三角函数可直接把三个力联系在一起,从而很方便地进行力的定量计算或利用角边关系(大角对大边,直角三角形斜边最长,其代表的力最大)直接进行力的定性分析。
在三力平衡中,尤其是有直角存在时,用力的合成法求解尤为简单;物体在两力作用下做匀变速直线运动,尤其合成后有直角存在时,用力的合成更为简单。
技巧二:超、失重解题典例2】如图2-2-4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M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于O点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小满足:A。
F=MgB。
Mg<F<(M+m)gC。
F=(M+m)gD。
F>(M+m)g解析:以系统为研究对象,系统中只有铁片在电磁铁吸引下向上做加速运动,有向上的加速度(其它部分都无加速度),所以系统有竖直向上的加速度,系统处于超重状态,所以轻绳对系统的拉力F与系统的重力(M+m)g满足关系式:F>(M+m)g,正确答案为D。
对于超、失重现象大致可分为以下几种情况:物体在重力场中的状态分为三种:超重、失重和重力平衡状态。
在解题时,要根据题目所给出的情况,确定物体所处的状态,再根据物理规律进行分析和计算。
教学随笔
物
体的重力,叫做超重;当支持力或拉力小于物体的重力时,叫做失重。
注意:超重或失重都并不是物体的重力增大或减小了,而是指物
体对支持面的压力或拉力比重力大或小,完全失重也不是重力消失。
平常由重力产生的物理现象都会消失,
比如单摆停摆,不再有沉、对流等,无所谓上方、下方,泼出去的水
的物体,放在升降机中,求下列情况下,物体对升
N-mg=-ma
N=m(g-a)
③加速下降,a向下。
N-mg=-ma
N=m(g-a)
④减速下降,a向上
N-mg=ma
N=m(g+a)
由上可见,当物体有向上的加速度时,物体处于超重状态;当物体有向下的加速度时,物体处于失重状态。
练习:1、一个人蹲在磅秤上不动时,称其重力为G,当此人突然站起时,在整个站起过程中,磅秤的读数为( )
A.先小于G ,后大于G
B.先大于G ,后小于G
C.大于G
D.小于
G
(知识点:牛顿第二定律、超重和失重,要求学生分析清整个运动
情景。
)
解:A 。
2、如图,m 1和m 2是叠放在一起的两木块,现将它
们一起以初速度v 斜向上抛出,不考虑空气阻力,抛出后m 2的受力情况是: A 、只受重力;
B 、受重力和m 1的压力作用;
C 、受重力、m 1的压力和摩擦力作用;
D 、所受合力的方向与初速度方向一致。
分析:系统具有向下的加速度g ,处于完全失重状态,m 1也处于
完全失重状态,对m 2无压力,故也无摩擦力。
解:A 。
3、三个质量均为M 的相同形状的劈块放在地面上,另有三个相同
木块(质量为m),分别从劈块顶沿斜面下滑,由于动摩擦因数不同,第一个加速下滑,第二个匀速下滑,第三个减速下滑,三个劈块均不动。
设下滑过程中劈块对地面的压力分别是N 1、N 2、N 3,则:
A 、N 1>N 2>N 3;
B 、N 1=N 2=N 3;
C、N1<N2<N3;
D、N2<N1<N3;
解:C。
二、用超失、重解题
当物体具有向上(或向下)的加速度a时,则我们可认为物体超重了(或失重)ma,则物体表现出来的重力增加了(或减少)ma;当物体具有向下的加速度a 时,则我们可认为物体失重了ma,则物体表现出来的重力减少了ma。
灵活运用这一结论解题,可以大大简化解题过程。
例1、(《讲义》P89 例2)质量为2kg的物体,挂在电梯的弹簧下端。
当电梯以5m/s2的加速度竖直加速下降时,求弹簧称的示数(g=10m/s2)。
分析:电梯和物体以5m/s2向下加速,物体失重ma=2×5=10N,则物体的“重力”20-10=10N
解:10N。
例2、(《讲义》P89 例1)原来作匀速运动的木箱内,有一被伸长弹簧拉住、具有一定质量的物体A静止在地板上,如图所示。
现发现A突然被弹簧拉向右方。
由此可判断,木箱的运动可能是:
A、加速下降;
B、减速上升;
C、匀速向右运动;
D、加速向左运动。
分析:原来拉力与摩擦力平衡,现物体被拉动,表明摩擦力减小了,因此压力减小了,物体处于失重状态。
另一种原因是木箱向左加速,由于惯性,木箱向右运动。
解:A、B、D。
例3、《讲义》P92 例5
直接用超重解。
设此时能举起的质量为m,物体重力增加了masin300,则mg+masin300=550,得m=50kg。
练习:1、质量为m的物体沿质量为M的静止光滑斜面下滑,斜面倾角为α。
水平地面对斜面体的支持力为________。
解:(M+m)-mgsin2αArray
2、如图3—18所示,底坐A上装有一根直立长杆,其
总质量为M,杆上套有质量为m的环B,它与杆有摩擦,
当环从底座以初速度向上飞起时(底座保持静止,环的加速
度为a1,环下落时,环的加速度为a2(方向向下)。
求环在升起和下落的过程中,底坐对水平的压力分别是和。
解:⑴、环升起时,加速度a1向下,失重ma1。
将A、B视为一个整体。
N=(M+m)g-ma1=Mg-m(a1-g)
⑵、环下落时,加速度a2向下,失重ma2。
将A、B视为一个整
体。
N=(M+m)g-ma2=Mg-m(a2-g)
答:此题应填Mg-m(a1-g),Mg-m(a2-g)。
3、如图,在轻杆两端分别固定两个质量均为m的金属球A、B,杆可绕光滑轴O在竖直平面内转动,OA=a,OB=2a。
开始时杆水平放置。
不计空气阻力,求杆转到竖直位置时,轴O受到的力的大小。
解:设杆竖直时,角速度为ω,将A、B及杆视为一个整体,O受的力等于A、B的重力与B的超重部分之和减去A的失重部分,即:
N=2mg+mω2×2a-mω2a
杆从水平位置到竖直的过程中,系统机械能守恒
mg×2a-mga=m(ωa)2/2+m(2ωa)2/2
得N=12mg/5
4、《讲义》P101 【培养素质】1、3
【提升能力】2、7
【才华展示】3
教学后记:。