人教版高中物理舉一反三-必修一4.6超重和失重（學(xué)生版）

4.6超重和失重原卷版一、重力的測量1.方法一：先測量物體做自由落體運動的加速度g，再用天平測量物體的質(zhì)量，利用牛頓第二定律可得G=mg。2.方法二：將待測物體懸掛或放置在測力計上，使它處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)力的平衡條件可得重力大小等于測力計的示數(shù)，即G=F。二、超重和失重1.視重當(dāng)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”，大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力。2.失重(1)定義：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。(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度(或豎直分量向下)。3.超重(1)定義：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。(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度(或豎直分量向上)。4.完全失重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的狀態(tài)。(2)產(chǎn)生條件：a=g，且方向豎直向下。三、超重和失重現(xiàn)象的分析物體處于超重還是失重狀態(tài)，只取決于加速度的方向，與運動方向無關(guān)。狀態(tài)加速度視重F與重力mg的關(guān)系運動情況舉例受力示意圖平衡a=0F=mg靜止或勻速直線運動?超重向上F=m(g+a)>Mg向上加速或向下減速?失重向下F=m(g-a)<mg(a<g)向下加速或向上減速?完全失重a=gF=0自由落體運動、豎直上拋運動?四、超重、失重現(xiàn)象的應(yīng)用?1.超重現(xiàn)象的定量分析人站在具有向上的加速度a(向上加速或向下減速)的電梯里的體重計上，以人為研究對象：由牛頓第二定律有F合=F-mg=ma則體重計對人的支持力F=mg+ma故人對體重計的壓力大小F'=F=mg+ma因此體重計的示數(shù)為F'=mg+ma>mg2.失重現(xiàn)象的定量分析人站在具有向下的加速度a(向下加速或向上減速)的電梯里的體重計上，以人為研究對象：由牛頓第二定律有F合=mg-F=ma則體重計對人的支持力F=mg-ma故人對體重計的壓力大小為F'=F=mg-ma因此體重計的示數(shù)為F'=mg-ma<mg3.完全失重當(dāng)物體具有向下的加速度且a=g時，則F'=mg-mg=0。【超重和失重舉一反三練習(xí)】1．某運動員練習(xí)縱跳，從下蹲狀態(tài)向上躍起，直至豎直上升過程中，該運動員（

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A．處于失重狀態(tài) B．處于超重狀態(tài)C．先超重后失重 D．先失重后超重2．(多選)在如圖所示“兒童蹦極”活動中，拴在小朋友腰間的是左右對稱彈性極好的相同橡皮繩。若小朋友從最低位置（此時橡皮繩伸長量最大）處開始由靜止上升，直至上升到橡皮繩處于原長的過程中（橡皮繩處于彈性限度內(nèi)），下列說法中正確的是（）A．橡皮繩恢復(fù)原長時，小朋友的速度、加速度都為零B．小朋友的速度最大時，其加速度等于零C．小朋友處于最低位置時，速度為零，既不超重也不失重D．此過程小朋友的加速度先變小再變大，先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)3．2022年11月29日23時08分，搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，約10分鐘后，神舟十五號載人飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道，發(fā)射取得成功。11月30日7時33分，神舟十五號3名航天員順利進駐中國空間站，與神舟十四號航天員乘組首次實現(xiàn)“太空會師”。下列說法正確的是（

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A．23時08分指的是時間間隔B．研究飛船與火箭分離過程時，飛船可以看成質(zhì)點C．火箭發(fā)射升空的過程中，宇航員處于超重狀態(tài)D．火箭發(fā)射時火箭向下推空氣，空氣給火箭向上的反作用力4．如圖所示，小球懸掛在箱子頂端的拉力傳感器上，當(dāng)箱子沿豎直方向做變速運動時，傳感器的示數(shù)會變大或者變小，當(dāng)箱子的加速度向上為a時，可認為重力加速度由g變?yōu)椋?dāng)箱子的加速度向下為a時，可認為重力加速度由g變?yōu)?，小球好像處在一個重力加速度為的環(huán)境里，可把這個稱為等效重力加速度。下列說法正確的是（）

A．當(dāng)箱子向上做減速運動時，等效重力加速度g'大于重力加速度gB．當(dāng)箱子向上的加速度等于g時，等效重力加速度g'等于2gC．當(dāng)箱子既不是超重狀態(tài)也不是失重狀態(tài)，等效重力加速度等于0D．拉力傳感器的示數(shù)F與小球的重力mg的合力與小球的質(zhì)量m之比等于等效重力加速度5．如圖甲所示，在體重計上一同學(xué)下蹲和站起，體重計的示數(shù)變化如圖乙所示，下列說法正確的是（

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A．a(chǎn)-b段對應(yīng)的是站起過程，b-c段對應(yīng)的是下蹲過程B．d-e段對應(yīng)的是站起過程，e-f段對應(yīng)的是下蹲過程C．a(chǎn)-c段對應(yīng)的是站起過程，d-f段對應(yīng)的是下蹲過程D．c點和d點處于蹲下狀態(tài)，a點和f點處于直立狀態(tài)6．打開手機加速度傳感器APP，手握手機迅速下蹲，手機記錄的圖像如圖所示，a、b分別為圖像的峰值，則（）A．峰值a對應(yīng)時刻，人向下運動的速度最大B．峰值b對應(yīng)時刻，人向下運動的速度最大C．峰值a對應(yīng)時刻，人對地面的壓力小于自身重力D．峰值b對應(yīng)時刻，人對地面的壓力小于自身重力7．質(zhì)量為m的人站在電梯內(nèi)，電梯從1樓上升到40樓，此過程中電梯速度v隨時間t變化的圖像如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的是（）

A．時間內(nèi)電梯對人的支持力小于mgB．時間內(nèi)人處于超重狀態(tài)C．時間內(nèi)人處于超重狀態(tài)D．時間內(nèi)電梯對人的支持力不斷增大8．如圖所示，魚兒擺尾擊水躍出水面，吞食荷花花瓣的過程中，下列說法正確的是（

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A．魚兒吞食花瓣時魚兒受力平衡B．魚兒擺尾出水時浮力大于重力C．魚兒擺尾擊水時受到水的作用力D．研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動作可把魚兒視為質(zhì)點9．一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時間t的關(guān)系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是（）

A．時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mg B．時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N<mgC．時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mg D．時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg10．(多選)如圖所示為東方明珠廣播電視塔，是上海的標(biāo)志性文化景觀之一，塔高約468米。游客乘坐觀光電梯大約1min就可以到達觀光平臺。若電梯簡化成只受重力與繩索拉力，已知電梯在由靜止開始上升，其加速度a與時間t的關(guān)系如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是（）

A．t＝6s時，電梯處于超重狀態(tài) B．7~53s時間內(nèi)，繩索拉力最小C．t＝59s時，電梯處于超重狀態(tài) D．t＝60s時，電梯速度恰好為011．(多選)“蹦極”是一項非常刺激的體育運動，某人身系彈性繩自高空中P點由靜止開始下落，如圖所示，a點是彈性繩的原長位置，c點是人所能到達的最低位置，b點是人靜止懸掛時的平衡位置，則在人從P點下落到c點的過程中，不計空氣阻力。（）

A．在Pa段，人做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B．在ab段，人的速度越來越小，人處于失重狀態(tài)C．在bc段，人的加速度越來越大，人處于超重狀態(tài)D．在c點，人的速度為零，加速度也為零12．(多選)如圖，將游樂場的滑梯簡化成傾角為的斜面，該滑梯的質(zhì)量為M，放在粗糙水平面上，一個質(zhì)量為m的小朋友沿滑梯下滑。在滑梯的不同位置，由于小朋友與滑梯間的動摩擦因數(shù)不同，小朋友在滑梯上的AB段勻速下滑，在BC段以大小為a的加速度勻減速下滑，滑梯始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度大小為g，則（）

A．小朋友在AB段勻速下滑的過程中，地面對滑梯的摩擦力為零B．小朋友在BC段勻減速下滑的過程中處于失重狀態(tài)C．小朋友在BC段勻減速下滑的過程中，地面對滑梯的支持力大小為D．小朋友在BC段勻減速下滑的過程中，滑梯對地面的摩擦力大小為，方向水平向左13．(多選)在電梯中，把一重物置于水平臺秤上，臺秤與力傳感器相連，電梯先從靜止加速上升，然后又勻速運動一段時間，最后停止運動。傳感器屏幕上顯示出其所受的壓力與時間的關(guān)系圖像，如圖所示，g取下列說法正確的是（）

A．電梯在啟動階段經(jīng)歷了4s的加速上升過程B．