(講義)新高一物理銜接課程第15講超重與失重人文社科

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第15講超重與失重

一、超重：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦?也叫視重)________物體的重力

二、失重：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦_______物體的重力

完全失重：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Φ扔赺______

思索與練習(xí)：

1.超重時(shí)物體的重力變大，失重時(shí)物體的重力變小，完全失重時(shí)物體不受重力。（X）

2.下列說法正確的是(B)

A．體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)

B．蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)

C．舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間處于超重狀態(tài)

D．游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)

3.在太空的空間試驗(yàn)室中，可以正常使用的儀器是（BC）

A.天平B.彈簧測力計(jì)C.水銀溫度計(jì)D.水銀氣壓計(jì)

4.一水桶側(cè)壁上不同高度處開有兩個(gè)小孔，把桶裝滿水，水從孔中流出，如圖.用手將桶提至高處，松手讓桶自由落下，則在桶下落過程中(答案:C)

A.水仍能從小孔中以原流速流出

B.水仍能從小孔中流出，但流速變快

C.水幾乎不從小孔流出

D.水仍能從上孔中流出，但兩孔流速相同

解析:桶和桶中的水自由下落時(shí)，都處于完全失重狀態(tài)，故相互之間無作用力.

5．如圖，AB兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力)．下列說法正確的是(答案：A)

A．在上升和下降過程中A對B的壓力肯定為零

B．上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力

C．下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力

D．在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力

解析：對于A、B整體只受重力作用，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)，不論上升還是下降過程，A對B均無壓力，只有A項(xiàng)正確．

16．一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為g，g為重力加速度．則人對電梯底部的3

壓力為(答案：D)

1A.3B．2mgC．mg4D.mg3

4解析：對人進(jìn)行受力分析，應(yīng)用牛頓其次定律得F－mg＝ma，則F＝m(g＋a)＝mg，再由牛頓第三定3

4律知人對電梯底部的壓力等于電梯底部對人的支持力，大小為.3

7．為了節(jié)約能量，某商場安裝了智能化的電動(dòng)扶梯，無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢，有人站上扶梯時(shí)，它會先漸漸加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)受了這兩個(gè)過程，如圖所示．那么下列說法中正確的是(答案：C

)

A．顧客始終受到三個(gè)力的作用

B．顧客始終處于超重狀態(tài)

C．顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下

D．顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下

解析：在漸漸加速的過程中顧客受到的摩擦力水平向右，電梯對其的支持

力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛頓第三定律，它的反作用力即人對電梯

的作用方向指向左下；在勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，顧客與電梯間的摩擦力等于零，

顧客對扶梯的作用僅剩下壓力，方向豎直向下．

8.試驗(yàn)小組利用DIS系統(tǒng)（數(shù)字化信息試驗(yàn)系統(tǒng)），觀看超重和失重現(xiàn)象.他們在學(xué)校電梯內(nèi)做試驗(yàn)，在電梯天花板上固定一個(gè)拉力傳感器，測量掛鉤向下，并在鉤上懸掛一個(gè)重力為10N的鉤碼，在電梯運(yùn)動(dòng)過程中，計(jì)算機(jī)顯示屏上消失如圖所示圖線，依據(jù)圖線分析可知下列說法正確的是(答案:AC)

A.t1到t2時(shí)間內(nèi)鉤碼處于失重狀態(tài)，t3到t4時(shí)間內(nèi)鉤碼處于超重狀態(tài)

B.t1到t2時(shí)間內(nèi)電梯肯定向下運(yùn)動(dòng)，t3到t4時(shí)間內(nèi)電梯可能向上運(yùn)動(dòng)

C.t1到t4時(shí)間內(nèi)電梯可能先加速向下，接著勻速向下，再減速向下

D.t1到t4時(shí)間內(nèi)電梯可能先加速向上，接著勻速向上，再減速向上

解析:在t1-t2時(shí)間內(nèi)F＜mg，電梯具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，

t3-t4時(shí)間內(nèi)F＞mg，電梯有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，A正確.因電梯速

度方向未知，故當(dāng)速度方向向上時(shí)，則為向上減速或向上加速，當(dāng)速度方向向下時(shí)，則為向下加速或向下減速，C正確.

9.某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)，彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運(yùn)行的v-t圖可能是（取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎ù鸢福篈）

10.如圖，勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)有一彈簧，彈簧右端固定在側(cè)壁上，左端與物體A連接，物體A相對地板靜止，彈簧處于拉伸狀態(tài)．當(dāng)電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化時(shí)，發(fā)覺彈簧突然被拉向右方，由此可

以推斷此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)可能是(BC)

A．加速上升B．減速上升C．加速下降D．減速下降

分析：當(dāng)物體被拉動(dòng)時(shí)，因彈簧的彈力不能突變，所以肯定是最大靜摩擦力減小，物體與

地板間的正壓力減小，物體處于失重狀態(tài)，具有向下的加速度，可能的運(yùn)動(dòng)為減速上升或加速下降．

11．某人在地面上最多能舉起60kg的物體，而在一個(gè)加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體．求：

(1)此電梯的加速度多大？

(2)若電梯以此加速度上升，則此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少？(g＝10m/s2)

答案：(1)2.5m/s2(2)48kg

解析：(1)不管在地面上，還是在變速運(yùn)動(dòng)的電梯里，人的最大舉力是肯定的，這是該題的隱含條件．設(shè)人的最大舉力為F，由題意可得F＝m1g＝60kg10m/s2＝600N．選被舉物體為討論對象，它受到重力m2g和舉力F的作用，在電梯以加速度a下降時(shí)，依據(jù)牛頓其次定律有m2g－F＝m2a.

解得電梯的加速度為a＝g－F600＝10m/s2－m/s2＝2.5m/s2.m280

(2)當(dāng)電梯以加速度a上升時(shí)，設(shè)人在電梯中能舉起物體的最大質(zhì)量為m3，依據(jù)牛頓

F600其次定律有F－m3g＝m3a.解得m3＝kg＝48kg.g＋a10＋2.5

12.如圖，托盤測力計(jì)的托盤內(nèi)固定一個(gè)傾角為30的光滑斜面，現(xiàn)將一個(gè)重4Ｎ的物體

放在斜面上，讓它自由滑下，那么測力計(jì)因4Ｎ物體的存在而增加的讀數(shù)是（D）

Ａ．4ＮＢ．

Ｃ．0Ｄ．3Ｎ

13.如圖，電磁鐵A掛在支架C上，放到臺秤的托盤中，在它的正下方有一個(gè)鐵塊B。鐵

塊B靜止時(shí)，臺秤的示數(shù)為G，當(dāng)電磁鐵通電以后，鐵塊被吸引上升，臺秤的示數(shù)將（B）

A.保持G不變B.先增大，最終等于G

C.先減小，最終等于GD.為一個(gè)大于G的恒量

14.如圖所示，一密度為ρ0、重力為W1的鐵塊懸掛于彈簧秤S1上，并全部浸入密度為ρ的液體中，若液體及杯共重W2，全部置于磅秤S2上.(1)鐵塊平衡時(shí)，兩秤示數(shù)各為多少?(2)若撤去彈簧秤，鐵塊在該液體中“自由下落”時(shí)，磅秤的示數(shù)是多少?

答案:(1)S1的示數(shù)為W1(1W1)，S2的示數(shù)為W200

2)0(2)S2的示數(shù)為W1W2W1(1

15.一