解法秘籍-超重和失重

牛顿运动定律的应用,超重和失重,解法举例,高考实战!

解题秘籍：超重和失重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度． 2．失重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度． (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)等于零的状态．

＝g ，方向竖直向下．

G 的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲和起立的动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力随时间t 变化的图象，则下列图象中可能正确的是( )

解析：选D ．

【例2】弹簧测力计挂在升降机的顶板上，下端挂一质量为2 kg 的物体．当升降机在竖直方向运动时，弹簧测力计的示数始终是16 N ．如果从升降机的速度大小为3 m/s 时开始计时，则经过1 s ，升降机的位移大小可能是(g 取10 m/s 2) ( )

A ．3 m

B ．8 m

C ．2 m

D ．4 m 解析：选CD 【例3】一个质量是50 kg 的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为m ＝5 kg 的物体A ，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40 N ，g 取10 m/s 2，求此时人对地板的压力．

[答案] 400 N ，方向竖直向下

【例4】在如图所示的装置中，重4 N 的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置被固定在台秤上并保持静止，斜面的倾角为30°.如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断而物块正下滑时，与稳定时比较，台秤的读数( )

A ．增大4 N

B ．增大3 N

C ．减小1 N

D ．不变

[解析] 物块下滑的加速度a ＝g sin 30°＝1

2

g ，方向沿斜面向下．此加速度的竖直分量a 1＝a sin 30°

＝14g ，方向向下，所以物块失重，其视重为F 视＝G －ma 1＝3

4mg ＝3 N

，故台秤的读数减小1 N ，选项C 正确．

【例5】如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M 的竖直竹竿，当竿上

一质量为m 的人以加速度a 加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为( )

A ．(M ＋m )g

B ．(M ＋m )g －ma

C ．(M ＋m )g ＋ma

D ．(M －m )g 解析：选B ．

【例6】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 内体重计示数 F 的变化情况如图所示．试问：在这段时间内小孩超、失重情况及电梯上升的高度是多少？(取重力加速度g ＝10 m/s 2)

解析：小孩体重G ＝400 N ，由题图知，在0～2 s 内，F 1＝440 N ，F 1>G ，电梯匀加速上升，小孩

处于超重状态，此时有a 1＝F 1－G m ＝1 m/s 2，v ＝a 1t 1＝2 m/s ，h 1＝1

2a 1t 21

＝2 m

在2～5 s 内，F 2＝400 N ，F 2＝G ，电梯匀速上升，小孩处于平衡状态，此时有h 2＝v t 2＝6 m

在5～6 s 内，F 3＝320 N ，F 3<G ，电梯匀减速上升，小孩处于失重状态，此时有a 3＝G －F 3

m

＝2 m/s 2

又v －a 3t 3＝0，说明电梯在6 s 末停止．故h 3＝v

2

t 3＝1 m

h ＝h 1＋h 2＋h 3＝9 m. )应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是( )

A ．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态

B ．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态

C ．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度

D ．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

解析：选D ．手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A 错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，

此过程物体处于超重状态，选项B 错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C 错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，所以选项D 正确． 2.(2015·高考江苏卷)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a 随时间t 变化的图线如图所示，以竖直向上为a 的正方向，则人对地板的压力( )

牛顿运动定律的应用,超重和失重,解法举例,高考实战!

A ．t ＝2 s 时最大

B ．t ＝2 s 时最小

C ．t ＝8.5 s 时最大

D ．t ＝8.5 s 时最小

[思路点拨] (1)0～4 s 内物体处于超重状态，7 s ～10 s 内物体处于失重状态． (2)竖直向上的加速度最大时，压力最大，竖直向下的加速度最大时，压力最小．

[解析] 人受重力mg 和支持力F N 的作用，由牛顿第二定律得F N －mg ＝ma .由牛顿第三定律得人对地板的压力大小为F ′N ＝F N ＝mg ＋ma ，当t ＝2 s 时a 有最大值，F ′N 最大．当t ＝8.5 s 时，a 有最小值，F ′N 最小，选项A 、D 正确．

[答案] AD 3. (2015·高考重庆卷)若货物随升降机运动的v －t 图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力 …… 此处隐藏：2038字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……