(精品讲义)新高一物理衔接课程 第15讲 超重与失重

第15讲 超重与失重

一、超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(也叫视重)________物体的重力

二、失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力________物体的重力

完全失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于_______

思考与练习：

1. 超重时物体的重力变大，失重时物体的重力变小，完全失重时物体不受重力。（ X ）

2. 下列说法正确的是( B )

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

3. 在太空的空间实验室中，可以正常使用的仪器是（ BC ）

A. 天平 B. 弹簧测力计 C. 水银温度计 D. 水银气压计

4. 一水桶侧壁上不同高度处开有两个小孔，把桶装满水，水从孔中流出，如图.用手将桶提至高处，松手让桶自由落下，则在桶下落过程中( 答案:C )

A.水仍能从小孔中以原流速流出

B.水仍能从小孔中流出，但流速变快

C.水几乎不从小孔流出

D.水仍能从上孔中流出，但两孔流速相同

解析:桶和桶中的水自由下落时，都处于完全失重状态，故相互之间无作用力.

5．如图，AB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(答案：A)

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

解析：对于A、B整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A对B均无压力，只有A项正确．

16．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g，g为重力加速度．则人对电梯底部的3

压力为( 答案：D )

1A. 3 B．2mg C．mg 4 D. mg 3

4解析：对人进行受力分析，应用牛顿第二定律得F－mg＝ma，则F＝m(g＋a)＝mg，再由牛顿第三定3

4律知人对电梯底部的压力等于电梯底部对人的支持力，大小为. 3

7．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( 答案：C

)

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

解析：在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向右，电梯对其的支持

力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯

的作用方向指向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间的摩擦力等于零，

顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向竖直向下．

8. 实验小组利用DIS系统（数字化信息实验系统），观察超重和失重现象.他们在学校电梯内做实验，在电梯天花板上固定一个拉力传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重力为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上出现如图所示图线，根据图线分析可知下列说法正确的是( 答案:AC )

A.t1到t2时间内钩码处于失重状态，t3到t 4时间内钩码处于超重状态

B.t1到t2时间内电梯一定向下运动，t3到t4时间内电梯可能向上运动

C.t1到t4时间内电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下

D.t1到t4时间内电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上

解析:在t1-t2时间内F＜mg，电梯具有向下的加速度，处于失重状态，

t3-t4时间内F＞mg，电梯有向上的加速度，处于超重状态，A正确.因电梯速

度方向未知，故当速度方向向上时，则为向上减速或向上加速，当速度方向向下时，则为向下加速或向下减速，C正确.

9. 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，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正） （答案：A）

10. 如图，匀速运动的升降机内有一弹簧，弹簧右端固定在侧壁上，左端与物体A连接，物体A相对地板静止，弹簧处于拉伸状态．当电梯的运动状态变化时，发现弹簧突然被拉向右方，由此可

以判断此时升降机的运动可能是( BC )

A．加速上升 B．减速上升 C．加速下降 D．减速下降

分析：当物体被拉动时，因弹簧的弹力不能突变，所以一定是最大静摩擦力减小，物体与

地板间的正压力减小，物体处于失重状态，具有向下的加速度，可能的运动为减速上升或加速下降．

11．某人在地面上最多能举起60 kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体．求：

(1)此电梯的加速度多大？

(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？(g＝10 m/s2)

答案：(1)2.5 m/s2 (2)48 kg

解析：(1)不管在地面上，还是在变速运动的电梯里，人的最大举力是一定的，这是该题的隐含条件． 设人的最大举力为F，由题意可得F＝m1g＝60 kg×10 m/s2＝600 N．选被举物体为研究对象，它受到重力m2g和举力F的作用，在电梯以加速度a下降时，根据牛顿第二定律有m2g－F＝m2a.

解得电梯的加速度为a＝g－F600＝10 m/s2－m/s2＝2.5 m/s2. m280

(2)当电梯以加速度a上升时，设人在电梯中能举起物体的最大质量为m3，根据牛顿

F600第二定律有F－m3g＝m3a. 解得m3＝kg＝48 kg. g＋a10＋2.5

12. 如图，托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4Ｎ的物体

放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因4Ｎ物体的存在而增加的读数是（ D ）

Ａ．4Ｎ Ｂ．

Ｃ．0 Ｄ．3Ｎ

13. 如图，电磁铁A挂在支架C上，放到台秤的托盘中，在它的正下方有一个铁块B。铁

块B静止时，台秤的示数为G ，当电磁铁通电以后，铁块被吸引上升，台秤的示数将（ B ）

A. 保持G不变 B. 先增大，最后等于G

C. 先减小，最后等于G D. 为一个大于G的恒量

14. 如图所示，一密度为ρ0、重力为W1的铁块悬挂于弹簧秤S1上，并全部浸入密度为ρ的液体中，若液体及杯共重W2，全部置于磅秤S2上.(1)铁块平衡时，两秤示数各为多少?(2)若撤去弹簧秤，铁块在该液体中“自由下落”时，磅秤的示数是多少?

答案:(1)S1的示数为W1(1 W1 )，S2的示数为W2 0 0

2) 0(2)S2的示数为W1 W2 W1(1

15. 一段较长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮分别系着质量为m1和m2的物体，m1 > m2 ，

如图。将它们由静止释放，求悬点O处的弹力大小。

F = (m1+m2)g — m1a + m2a (m1 — m2)g = (m1 + m2)a

方法一：隔离法

方法二：整体法

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