第18讲 超重和失重-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

第18讲  超重和失重

       【学习目标】

1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象．

2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动．

3．掌握传送带问题和滑块—滑板模型问题的解题技巧．

        【基础知识】

一、  重力的测量

1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用            测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝        ．

2．另一种方法是，利用力的            对重力进行测量．

二  超重和失重

1．超重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)       物体所受重力的现象．

(2)产生条件：物体具有             的加速度．

2．失重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)          物体所受重力的现象．

(2)产生条件：物体具有                的加速度．

(3)完全失重

①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)              的状态．

②产生条件：a＝g，方向            ．

   【考点剖析】

考点一：对超、失重状态的判断

例1．某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．该同学处于超重状态

B．该同学处于失重状态

C．体重计示数先减小后增大

D．体重计示数先增大后减小

考点二：超、失重现象中的计算

例2．明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确是(　　)

A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2

B．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2

C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2

D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2

考点三：超、失重现象中的图象分析

例3．某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是(　　)

A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况

B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态

C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止

D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止

        【真题演练】

1．下列说法正确的是(　　)

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内处于超重状态

D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

2．下列关于超重和失重的说法中，正确的是(　　)

A．物体处于超重状态时，其重力增加了

B．物体处于完全失重状态时，其重力为零

C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比处于静止时增加或减小了

D．物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化

3． 2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动．下列说法正确的是(　　)

A．探测器在加速过程中惯性变大

B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态

C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态

D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力

4．在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是(　　)

A．升降机以0.8g的加速度加速上升

B．升降机以0.2g的加速度加速下降

C．升降机以0.2g的加速度减速上升

D．升降机以0.8g的加速度减速下降

5.在太空空间站中，一切物体均处于完全失重状态，下列测量中,仪器能正常使用的是(   )

A.用弹簧测力计测物体的重力 B.用弹簧测力计测拉力

C.用天平测物体的质量 D.用温度计测物体的温度

6.如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是(　　)

A．若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力

B．若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下

C．若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上

D．若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力

7.某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是(　　)

A．易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快

B．易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快

C．易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变

D．易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出

8．一质量为m＝40 kg的小孩站在电梯内的体重计上．电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0～6 s内体重示数F的变化如图所示．取重力加速度g＝10 m/s2，求：

在这段时间内电梯上升的高度是多少．

       【过关检测】

1．关于超重与失重的说法正确的是(　　)

A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

B．在超重现象中，物体的重力是增大的

C．处于完全失重状态的物体，其重力一定为零

D．如果物体处于失重状态，它必然有竖直向下的加速度

2.如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是(　　)

A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态

B．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力

C．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态

D．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力

3．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．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，则电梯运行的v－t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)(　　)

4.如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数(　　)

A．变大　　　　　　　　 B．不变

C．变小   D．先变大后变小

5．如图所示，一轻质弹簧上端固定在升降机的天花板上，下端挂一小球，在升降机匀速竖直下降过程中，小球相对于升降机静止，若升降机突然停止运动，设空气阻力可忽略不计，弹簧始终在弹性限度内，且小球不会与升降机的内壁接触，则小球在继续下降的过程中(　　)

A．小球的加速度逐渐减小，小球处于失重状态

B．小球的加速度逐渐增大，小球处于超重状态

C．小球的速度逐渐减小，小球处于失重状态

D．小球的速度逐渐增大，小球处于超重状态

6如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2.现剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断前的示数相比将(　　)

A．变大 B．变小

C．不变 D．先变小后变大

7．某同学做一小实验，在上端开口的塑料瓶靠近底部的侧面打一个小孔，用手握住水瓶并按住小孔，注满水，移开手指水就会从孔中射出，然后释放水瓶，发现水不再射出(瓶内水足够多)，这是因为水瓶在下落过程中水(　　)

A．处于超重状态 B．处于失重状态

C．做匀速直线运动 D．做匀减速直线运动

8．高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷．当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后．人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙．则下列说法正确的（    ）

A．人向上弹起过程中，先处于超重状态，后处于失重状态

B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力

C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力

D．弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力

9．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．则在加速过程中，下列说法中正确的是(　　)

A．顾客受到三个力的作用

B．顾客处于超重状态

C．扶梯对顾客没有摩擦力的作用

D．顾客对扶梯的压力等于顾客的重力

10．某人在以a＝0.5 m/s2的加速度匀加速下降的升降机中最多可举起m1＝90 kg的物体，则此人在地面上最多可举起多少千克的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2＝40 kg的物体，则此升降机上升的加速度为多大？(g取10 m/s2)