2022年高一物理超重和失重典型例题解析老师版.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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24 1 所示,弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量 m4kg 的物体,试分析以下情形下电梯的运动情形 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：选取物体为争论对象,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 T 140N 时,依据牛顿其次定律有T1mgma1,解得这时电梯的加速度a 1T 1mg40 4102 m /

2、s ,由此可见,电梯处于 0m4静止或匀速直线运动状态2当 T 232N 时,依据牛顿其次定律有T2mgma2,解得这时电梯的加速度a2T 2mg32440m/2 s2m / s2式中的负号表m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 344N 时,依据牛顿其次定律有T3mgma3,解得这时电梯的加速度 a 3T 3 mg4440m / s 21m / s 2a 3 为正值表示电梯m 4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

3、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如在以 员能举起质量多大的重物？g 取 10m/s2 2.5m/s2 的加速度加速下降的升降机中,此运动解析：运动员在地面上能举起120kg 的重物,就运动员能发挥的向上的最大支撑力F m1g120 10N1200N,名师归纳总结 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第 1 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - -

4、 - - - - 学习必备 欢迎下载速度对于重物,Fm gm a 1,所以a 1Fm g120010010即举重时对重物的m21002 m / s2 2m / s；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 g Fm a2,得m3gF1200 102.5 kg160kga2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最大支持力 是一个恒量,它是由运动员本身的素养打算的,不随电梯运动状态的转变而转变【例 3】如图 242 所示,是电梯上升的 vt 图线,如电梯的质量为 100kg,就承担电梯的钢绳受到的拉力在 02s 之间、 26s 之间、 69s 之间分别

5、为多大？g 取 10m/s2 解析：从图中可以看出电梯的运动情形为先加速、后匀速、再减速,依据 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形分析如图24 2 所示：0 匀称增加到6m/s,其加速度a1vtv0/t1由 vt 图线可知, 02s 内电梯的速度从3m/s2由牛顿其次定律可得 F1mg ma1解得钢绳拉力 F1mga11300 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,vt0,加速度 a2vtv0/t 2m/s2由牛顿其次定律可得 F3mg ma2,解得钢绳的拉力 F3mga2 800N点拨：

6、此题是已知物体的运动情形求物体的受力情形,而电梯的运动情形就由图象给出要学会从已知的 vt 图线中找出有关的已知条件【问题争论】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,仍是恒定的？在 26s 内,电梯的速度始终为 钢绳拉力又如何？09s 内的最大值,电梯的加速度却恒为零,吊起电梯的在 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,仍是与它的加速度有关？【例 4】如图 243 所示,在一升降机中, 物体 A 置于斜面上, 当升降机处于静止状态时,名师归纳总结 物体 A

7、 恰好静止不动, 如升降机以加速度g 竖直向下做匀加速运动时,以下关于物体受力的说第 2 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载法中正确选项 A物体仍旧相对斜面静止,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旧存在答案：

8、D 【例 5】如图 244 所示,滑轮的质量不计,已知三个物体的质量关系是：m1m2 m3,这时弹簧秤的读数为 T如把物体 m2 从右边移到左边的物体 m1 上,弹簧秤的读数 T 将 A增大T 的变化情形,就当B减小C不变D无法判定点拨： 1如仅需定性争论弹簧秤读数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m1m2m3,故系统的重心加速下降,系统处于失重状态,因此 Tm1m2m3g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T0m1m2g；由于右边物体m3加速上升而超重,因此跨过滑轮的连线张力T0m3g2

9、如需定量运算弹簧秤的读数,就将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 跟踪反馈名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载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,假如让装满水的小筒从高处自由下落,不计空气阻力,就在小筒自由下落的过程中 A水连续以相同的速度从小孔中喷出 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2一根竖直悬挂的绳子所能承担的最大拉力为T,有一个体重为G

10、的运动员要沿这根绳 子从高处竖直滑下如GT,要使下滑时绳子不断,就运动员应当 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,就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时,小球加速度的大小为 名师归纳总结 Ag 2A BMm g第 4 页,共 4 页mC0 DMm gm参考答案： 1B 3AD 4 D- - - - - - -