课后素养落实21超重与失重.docx

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1、课后素养落实（二十一）超重与失重（建议用时：25分钟）考点一超重现象1 .如图所示，在台秤的托盘上放一个支架，支架上固定一电磁铁A,电磁铁 A的正下方有一铁块3,电磁铁A不通电时，台秤的示数为G.某时刻接通电源, 在铁块区被吸引起来的过程中，台秤的示数将（）A.不变B.变大C.变小D.忽大忽小B很多同学认为，当铁块3被吸起时脱离台秤，所以对台秤的压力消失， 台科的示数减小，从而错选C.其实，铁块区被吸起的过程是铁块区加速上升的 过程，处于超重状态，即整体处于超重状态，所以整体对托盘的压力大于整体 的重力.故选项B正确.2 .在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为 机的物

2、体.当电梯匀速运动时，弹簧被压缩了 X,某时刻后观察到弹簧又被继续 压缩了忐，重力加速度为g.则电梯在此时刻后的运动情况可能是（）A.以大小为转的加速度加速上升B.以大小为强的加速度减速上升C.以大小为常的加速度加速下降D.以大小为常的加速度减速下降D因为电梯匀速运动时，弹簧被压缩了 x,由此可以知道，mg=kx9当弹 簧又被继续压缩了弹簧的弹力变大了，所以物体的合力应该是向上的，大 小是mmg,由牛顿第二定律b=机。可得，-jmg=ma9所以加速度大小为。=而 g,合力是向上的，当然加速度的方向也就是向上的，此时物体可能是向上的匀 加速运动，也可能是向下的匀减速运动，所以D正确.考点二失重现

3、象3 .（多选）原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质 量的物体A静止在地板上，如图所示，现在发现A突然被弹簧拉向右方，由此 可判断此时升降机的运动可能是（）B.减速上升A.加速上升C.加速下降D.减速下降BC物体A原来静止，说明物体在水平方向和竖直方向都受力平衡，水平方 向摩擦力与弹簧的弹力相平衡，竖直方向支持力与重力相平衡.现在发现物体A 被拉向右方，说明滑动摩擦力小于弹簧的拉力，而滑动摩擦力又与正压力（或支 持力）成正比，所以是支持力减小了，从而得出结论：物体A处于失重状态，即 有向下的加速度，故做向上减速或向下加速运动，所以A、D不正确.故B、C 正确.4 .如图所

4、示，小球的密度小于水的密度，球固定在弹簧的上端，弹簧的下端定于杯底，它们完全浸没在水中，当装置静止时，弹簧的伸长量为&G当整 个装置自由下落时，弹簧的伸长量将（B.小于AxA.仍为AxC.大于AxD.等于零D当整个装置自由下落时，球、水都处于完全失重状态，水对球的浮力为零，球对弹簧的压力为零，所以=0,弹簧恢复到原长，故选项D正确.考点三 超、失重的比较及有关计算5 .（多选）“蹦极”是一项非常刺激的运动，某人身系弹性绳由高空尸点自由卜落，图中点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低点，力点是人静 止悬吊着时的平衡位置，人从尸点落下到最低点c的过程中（A.人在网段做自由落体运动，处于完全失

5、重状态B.在H段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C.在曲段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D.在c点，人的速度为0,其加速度为0AB根据题中所提供的信息，把物理情景转化为一种物理模型，分析人的运 动过程，结合超重、失重的概念来处理.人从尸点到c点的过程中，川段做自 由落体运动，加速度为g,方向竖直向下，处于完全失重状态，选项A正确；ab 段做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下，处于失重状态，选项B正确；be段做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上，处于超重状态，选 项C错误；在。点，拉力大于重力，加速度不为0,选项D错误.6 .（多选）如图所示是某同学站在力板传感器上做下蹲一

6、起立的动作时记录的压力方随时间1变化的图线.由图线可知该同学（）A.体重约为650 NB.做了两次下蹲一起立的动作C.做了一次下蹲一起立的动作，且下蹲后约2 s起立D.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态AC当该同学站在力板传感器上静止不动时，其合力为零，即压力读数恒等 于该同学的体重值，由图线可知：该同学的体重约为650N, A正确；每次下蹲, 该同学都将经历先向下做加速（加速度方向向下）、后减速（加速度方向向上）的运 动，即先经历失重状态，后经历超重状态，读数尸先小于体重，后大于体重； 每次起立，该同学都将经历先向上做加速（加速度方向向上）、后减速（加速度方 向向下）的运动，即先经历超重

7、状态，后经历失重状态，读数方先大于体重，后 小于体重.由图线可知C正确，B、D错误.7 .某同学为了研究超重和失重现象，将重为50 N的物体带进竖直升降的电梯中，放置在压力传感器的水平载物面上，电梯由启动到停止的过程中，测得压力（F）一时间变化的图像如图所示，设在。=3 s和t2=8 s时电梯的速度分别为。1和V29由此他做出判断A.电梯在上升，V1V2C.电梯在下降，V1V2）B.电梯在上升，V1V2B物体最后静止时对地面的压力等于重力，所以根据牛顿第二定律可知，04 s电梯向上加速，414 s匀速，1418 s向上减速，18 s后静止.在A=3s 时物体仍然做加速运动，所以人时刻的速度小于

8、，=4 s时的速度，而，2=8 s时 电梯的速度等于f=4s时的速度，所以gv02,故B正确.8 .重为2 N的物体挂在竖直弹簧秤上，弹簧秤上端固定在电梯顶板上，如图 所示,当电梯竖直下降过程中，发现弹簧秤上的示数为1 N.则电梯的加速度（）A. ag,方向竖直向下B. a=g9方向竖直向下C. a(102四=480此 根据牛顿第三定律，人对体重计的压力即读数为480 N(失重).(4)当升降机以2 m/s2的加速度匀减速下降时，a的方向竖直向上，由牛顿第二定律得：N4mg=ma9所以N4=m(g+a)=720 N,根据牛顿第三定律，人对 体重计的压力即读数为720 N(超重).答案(1)60

9、0 N (2)720 N (3)480 N (4)720 N(建议用时：15分钟)10 .(多选)如图所示，小球B放在真空正方体容器A内，球B的直径恰好等 于A的内边长，现将它们以初速度。竖直向上抛出，下列说法中正确的是(A.若不计空气阻力，下落过程中，8对A没有弹力B.若考虑空气阻力，上升过程中，4对B的弹力向下C.若考虑空气阻力，下落过程中，3对A的弹力向上D.若不计空气阻力，上升过程中，A对8有向上的弹力AB将容器以初速度 伙）竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究 对象，根据牛顿第二定律得到加速度为g,再以容器A为研究对象，上升和下落 过程其合力等于其重力，则5对A没有压力，A对

10、B也没有支持力，故A正确, D错误；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：上升过 程加速度大于g,再以球5为研究对象，根据牛顿第二定律分析：受到的合力 大于重力，B除受到重力外，还应受到向下的压力，A对8的压力向下，故B 正确；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：下落过 程加速度小于g,再以为研究对象，根据牛顿第二定律分析：A受到的合力小 于重力，B除受到重力外，还应受到向上的力，即A对B的支持力向上，B对A 的压力向下，故C错误.1L如图所示，台秤上放置盛水的杯子，杯底用细线系一木质小球，若细线突然断裂，则在小木球上浮到水面的过程中，台秤的示数将（）A.

11、变小B.变大C.不变D.无法判断A将容器和木球视为整体，整体受台秤竖直向上的支持力和竖直向下的重 力.当细线被剪断后，其实际效果是：在木球向上加速运动的同时，木球上方 与木球等体积的水球，将以同样大小的加速度向下加速流动，从而填补了木球 占据的空间，由于水邛木，水球的质量大于木球的质量，故木球和水组成系统 的重心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故台秤的示数将变小，A 正确.12.实验小组为了测量一栋26层的写字楼每层的平均高度（层高）及电梯运 行情况，请一质量为帆=60 kg的同学站在放于电梯的水平地板上的体重计上， 体重计内安装有压力传感器，电梯从一楼直达26楼，已知，=0至f=ls

12、内，电 梯静止不动，与传感器连接的计算机自动画出了体重计示数F随时间变化的图 线，如图所示，求：(1)电梯启动和制动时的加速度大小；(2)该大楼每层的平均层高.解析(1)13 s电梯启动，即加速向上运动，加速度向上，处于超重状态， 对于此状态有Fimg=mai9代入数据解得ai = 2 m/s22123s电梯制动，即向上减速运动，加速度向下，处于失重状态，对于此 状态有mgF3=ma39代入数据解得的=2 m/s2.(2)电梯匀速运动的速度v=aiti=4 m/s匀加速上升的位移为xi =vti =X 4X 2 m=4 m从图中读得，电梯匀速上升的时间打=18 S,所以匀速上升的位移为必=”2

13、 =4X18 m=72 m匀减速上升的时间为2s,所以位移为3=；3=；X4X2 m=4 m所以总位移x=xi+x2+x3=80 m尸er _工_弛 层向入=25 = 25m=3.2 m.答案2 m/s22 m/s2 (2)3.2 m13. 一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75 m的高处，然后让座舱自由 落下.落到离地面30 m高时，制动系统开始启动，座舱均匀减速，到地面时刚好停下.若座舱中某人用手托着机=5 kg的铅球，取g=10m/s2,试求:从开始下落到最后着地经历的总时间;当座舱落到离地面35 m的位置时，手对铅球的支持力是多少?当座舱落到离地面15 m的位置时，铅球对手的压力是多少?解析(1)由题意可知，座舱先自由下落加=75 m-30 m=45 m由 加=；g日得h=J=3 s下落45 m时的速度Vi=gh=30 m/s减速过程中的平均速度 力v2=万=15 m/shl减速时间t2=2sV2总时间 t=ti+t2=5 s.(2)离地面35m时，座舱自由下落，铅球处于完全失重状态，所以手对铅球 的支持力为零.(3)由况=2且加=2必得减速过程中加速度的大小a=15 m/s2(或 a=15 m/s2)ti根据牛顿第二定律Nmg=ma解得N=125N根据牛顿第三定律可知，铅球对手的压力为125N.答案(1)5 s (2)0 (3)125 N