2022年超重和失重典型例题解析 .pdf

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1、学习必备欢迎下载超重和失重典型例题解析【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241 所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m4kg 的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况 (g 取 10m/s2)：(1)当弹簧秤的示数T140N，且保持不变(2)当弹簧秤的示数T232N，且保持不变(3)当弹簧秤的示数T344N，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(1)当 T140N 时，根据牛顿第二定律有T1mgma1，解得这时电梯的加速度 ，由此可见，电梯处于a404104m / s012Tmgm1静止或匀速直线运动状态(2)

2、当 T232N 时，根据牛顿第二定律有T2mgma2，解得这时电梯的加速度式中的负号表a2m / s22Tmgmms2232404/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 T344N 时，根据牛顿第二定律有T3mgma3，解得这时电梯的加速度为正值表示电梯a44404m / s1m/ sa3223Tmgm3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点拨： 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精选学习资料 - -

3、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页学习必备欢迎下载时，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/s2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/s2) 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 Fm1g12010N1200N，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，所以；Fm gm aa120

4、010010100m/ s2m/ s221122Fm gm22当升降机以2.5m/s2的加速度加速下降时，重物失重对于重物，m gFm am1200102.5kg160kg3323 ，得Fga2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 242 所示，是电梯上升的vt 图线，若电梯的质量为100kg，则承受电梯的钢绳受到的拉力在02s 之间、 26s 之间、 69s 之间分别为多大？ (g 取 10m/s2) 解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速

5、、再减速，根据vt 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24 2 所示：(1)由 vt 图线可知， 02s 内电梯的速度从0 均匀增加到6m/s，其加速度 a1(vtv0)/t3m/s2由牛顿第二定律可得F1mg ma1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页学习必备欢迎下载解得钢绳拉力F1m(ga1)1300 N (2)在 26s 内，电梯做匀速运动F2mg1000N (3)在 69s 内，电梯作匀减速运动，v06m/s， vt 0，加速度a2(vtv0)/t 2m/s2由牛顿第二定

6、律可得F3 mg ma2，解得钢绳的拉力F3 m(ga2)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【问题讨论】在02s 内，电梯的速度在增大，电梯的加速度恒定，吊起电梯的钢绳拉力是变化的，还是恒定的？在 26s 内，电梯的速度始终为09s 内的最大值，电梯的加速度却恒为零，吊起电梯的钢绳拉力又如何？在 69s 内，电梯的速度在不断减小，电梯的加速度又是恒定的，吊起电梯的钢绳拉力又如何？请你总结一下， 吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？【例 4】如图 243 所示，在一升降机中，物

7、体A 置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体 A 恰好静止不动， 若升降机以加速度g 竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是 A物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变D物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用点拨： (1)当物体以加速度g 向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其的作用力亦为零(2)处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在答案： D 【例 5】如图 244 所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的

8、质量关系是：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页学习必备欢迎下载m1m2 m3，这时弹簧秤的读数为T若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数T 将 A增大B减小C不变D无法判断点拨： (1)若仅需定性讨论弹簧秤读数T 的变化情况，则当m2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，由于 m1 m2m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此T(m1m2m3)g而 m2移至 m1上后，由于左边物体m1、m2 加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力T0(m1m2)g；由于右

9、边物体m3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力T0m3g(2)若需定量计算弹簧秤的读数，则将 m1、m2、m3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力T0，而弹簧秤读数T 2T0，即可求解答案： B 跟踪反馈1金属小筒的下部有一个小孔A，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中 A水继续以相同的速度从小孔中喷出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页学习必备欢迎下载B水不再从小孔中喷出C水将以较小的速度从小孔中喷出D水将以更大的速度从小孔中喷出2

10、一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T，有一个体重为G 的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下若GT，要使下滑时绳子不断，则运动员应该 A以较大的加速度加速下滑B以较大的速度匀速下滑C以较小的速度匀速下滑D以较小的加速度减速下滑3在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量 10kg 的物体 (g 取 10m/s2)，则 A天平的示数为10kg B天平的示数为14kg C弹簧秤的示数为100N D弹簧秤的示数为140N 4如图 245 所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m 的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为 Ag BC0 D()()Mm gmMm gm参考答案： 1B 2A 3AD 4 D精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页