高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第5节 超重与失重精品课后作业题

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考点1：超重现象
1．实重与视重
（1）实重：物体实际所受重力．物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化．
（2）视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数称为物体的视重．当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重．
2．超重现象
（1）超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象．
（2）产生超重的原因：当物体具有竖直向上的加速度a时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F.由牛顿第二定律可得：F－mg＝ma.所以F＝m(g＋a)>mg.由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′>mg.
（3）超重的动力学特点：
超重eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(向上加速运动,向下减速运动))加速度方向向上(或有向上的分量)．
【例1】 一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一个质量为1 kg的鱼，弹簧测力计的读数为12 N，该人的体重为750 N，则他对升降机地板的压力为(g取10 m/s2)( )
A．750 N B．762 N
C．900 N D．912 N
【技巧与方法】
理解超重现象的两点技巧
物体处于超重状态时，实重(即所受重力)并不变，只是视重变了，视重比实重增加了ma.
决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关，即物体可以向上加速运动，也可以向下减速运动．
【针对训练】
1．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明( )
A．电梯一定是在上升
B．电梯一定是在下降
C．电梯的加速度方向一定是向下
D．乘客一定处在超重状态
2．质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机以4 m/s2的加速度匀加速上升时，体重计的读数是多少？(g取10 m/s2)
考点2：失重现象
1．对失重现象的理解
（1）从力的角度看：失重时物体受到的竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平支撑面(或台秤)的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把这种现象定义为“失重”．
（2）从加速度的角度看：根据牛顿第二定律，处于失重状态的物体的加速度方向向下(a≤g，如图所示)，这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据．
2.对完全失重的理解
物体处于完全失重状态(a＝g)时，重力全部产生加速度，不再产生压力(如图所示)，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等．
【例2】 质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数分别为多少？(g取10 m/s2)
(1)升降机匀速上升；
(2)升降机以3 m/s2的加速度匀加速下降．
【技巧与方法】
超重、失重问题的处理方法
（1）用牛顿第二定律列方程分析．以加速度的方向为正方向列牛顿第二定律方程，求出结果后，注意运用牛顿第三定律变换成所求的结论，也要注意区分加速度的方向和速度方向．
（2）处理连接体问题时，如测力计、台秤示数的变化问题，对于其中一个物体(或物体中的一部分)所处的运动状态的变化，而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断问题，可以根据系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断．
【针对训练】
3．(多选)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
4．一个质量为50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，人看到弹簧测力计的示数为40 N，如图所示，g取10 m/s2，求此时人对地板的压力．
考点达标
一、选择题
1．下列关于失重和超重的说法中，正确的是( )
A．物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力增大
B．在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程
C．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程
D．只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态
2．(多选)“天宫二号”绕地球运动时，里面所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验( )
A．水银温度计测量温度
B．做托里拆利实验
C．验证阿基米德原理
D．用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律
3．如图所示，A、B两人用安全带连接在一起，从飞机上跳下进行双人跳伞运动，降落伞未打开时不计空气阻力．下列说法正确的是( )
A．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力一定为零
B．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力大于B的重力
C．在降落伞未打开的下降过程中，安全带的作用力等于B的重力
D．在降落伞打开后减速下降过程中，安全带的作用力小于B的重力
4．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为eq \f(1,3)g，g为重力加速度．人对电梯底部的压力大小为 ( )
A.eq \f(1,3)mg B．2mg
C．mg D.eq \f(4,3)mg
5．(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N．他将体重计移至电梯内称其体重，t0 至t3时间段内，体重计的示数如图所示，电梯运动的v­t图像可能是以下四个选项中的(取电梯向上运动的方向为正方向)( )
A B
C D
6．一个同学站在体重计上称体重，当该同学静止时体重计示数为600 N，现在该同学突然下蹲，则从开始下蹲到静止全过程中体重计的示数( )
A．一直大于600 N
B．一直小于600 N
C．先是大于600 N，后小于600 N，最后等于600 N
D．先是小于600 N，后大于600 N，最后等于600 N
二、非选择题
7．竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一只弹簧测力计，如图所示．弹簧测力计的钩上悬挂一个质量m＝4 kg的物体，试分析下列各种情况下电梯具体的运动(g取10 m/s2)：
(1)当弹簧测力计的示数T1＝40 N，且保持不变；
(2)当弹簧测力计的示数T2＝32 N，且保持不变；
(3)当弹簧测力计的示数T3＝44 N，且保持不变．(弹簧均处于伸长状态)