物理·必修1(粤教版)
超重和失重
1．用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，下列四种情况下，细绳最容易被拉断的是( )
A．电梯匀速上升 B．电梯匀速下降
C．电梯加速上升 D．电梯加速下降
答案：C
2．下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( )
A．用天平测量物体的质量
B．用弹簧秤测物体的重力
C．用温度计测舱内的温度
D．用水银气压计测舱内气体的压强
解析：绕地球飞行的太空试验舱处于完全失重状态，处于其中的物体也处于完全失重状态，物体对水平支持物没有压力，对悬挂物没有拉力．用天平测量物体质量时，利用的是物体和砝码对盘的压力产生的力矩，压力为零时，力矩也为零，因此在太空实验舱内不能完成．同理，水银气压计也不能测出舱内温度．物体处于失重状态时，对悬挂物没有拉力，因此弹簧秤不能测出物体的重力．温度计是利用了热胀冷缩的性质，因此可以测出舱内温度．故只有选项C正确．
答案：C
3．(2013·太原模拟)物体在下列运动中，属于超重的是( )
A．汽车驶过拱形桥顶端时
B．荡秋千的小孩通过最低点时
C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动时
D．人造卫星绕地球做匀速圆周运动时
解析：荡秋千通过最低点时，物体具有竖直向上的加速度，出现超重现象，汽车驶过拱形桥顶端时具有竖直向下的加速度，出现失重现象，人造卫星绕地球做匀速圆周运动时具有指向地心的加速度，出现完全失重现象．选B.
答案：B
4．(2014·南昌高一)手托着书使它做下述各种情况的运动，那么，手对书的作用力最大的情况是( )
A．向下做匀减速运动 B．向上做匀减速运动
C．向下做匀加速运动 D．向上做匀速运动
答案：A
5．(双选)如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，g取10 m/s2.关于电梯的运动，以下说法正确的是( )
A．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2
B．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2
C．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2
D．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2
解析：某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，表明人处于失重状态．电梯可能向下加速运动或向上减速运动．由mg－F＝ma可求得a＝2 m/s2.故A、D正确．
答案：AD
6．(2014·北京西城高一)如图所示，一木箱置于电梯中，并随电梯一起向上运动，电梯地面水平，木箱所受重力和支持力大小分别为G和F.则此时( )
A．GB．G＝F
C．G>F
D．以上三种说法都有可能
解析：电梯向上运动过程有三种可能的运动状态：匀速向上、加速向上、减速向上，匀速向上时，支持力等于重力，向上加速时，出现超重现象，支持力大于重力，向上减速时出现失重现象，支持力小于重力．
答案：D
7．(2014·南昌高一)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．那么下列说法中正确的是( )
A．顾客始终受到三个力的作用
B．顾客始终处于超重状态
C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下
D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下
解析：扶梯加速向上时，人受重力、支持力、水平向右的摩擦力三个力的作用，所以，人对扶梯的作用力是支持力与摩擦力的反作用力，它们的合力指向左下方；当扶梯匀速向上时，人只受重力和支持力的作用，所以人对扶梯的作用力就是人对扶梯的压力，方向竖直向下．选C.
答案：C
8．(2014·安徽高一)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动．某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置，空气阻力不计，则人从P点落下到最低点c的过程中( )
A．人从a点开始做减速运动，一直处于失重状态
B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于超重状态
C．在bc段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态
D．在c点，人的速度为零，其加速度也为零
解析：人在b点时，拉力等于重力，人在ab段加速度向下，出现失重，人在bc段拉力大于重力，合力向上，加速度向上，出现超重现象，在c点人的速度为零，但加速度不为零．选C.
答案：C
9．(2014·南京高一)如图所示，底座A上装有一根长杆，总质量为M，杆上套有质量为m的环B，它与杆有摩擦，当环沿杆下滑的过程中，底座对地面的压力将可能( )
A．等于(M＋m)g B．小于(M＋m)g
C．大于(M＋m)g D．无法判断
解析：环与杆之间在竖直方向存在摩擦力的作用，环加速向下运动，则其重力大于环受的摩擦力，而A物体竖直方向受重力、环对杆的摩擦力及地面的支持力三个力作用处于平衡状态，合力为零，可知底座对地面的压力N＝Mg＋f答案：B
10．一质量为m＝40 kg的小孩子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到6 s内体重计示数F的变化如图所示．试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10 m/s2.
解析：由题图可知，在t＝0到t＝2 s的时间内，体重计的示数大于mg，故电梯应做向上的加速运动．设这段时间内电梯和小孩的加速度为a1，由牛顿第二定律F1－mg＝ma1，
得：a1＝1 m/s2
在这段时间内电梯上升的高度为：
h1＝a1t＝2 m.
到t＝2 s末的时间电梯达到的速度为：
v＝at1＝2 m/s
在t＝2 s到t＝5 s的时间内，体重计的示数等于mg，故电梯应向上做匀速运动．
在这段时间内电梯上升的高度为：h2＝vt2＝6 m.
在t＝5 s到t＝6 s的时间内，体重计的示数小于mg，故电梯应做向上的匀减速运动．设这段时间内电梯和小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律mg－F2＝ma2，得：a2＝2 m/s2
在这段时间内电梯上升的高度为：
h3＝vt3－a2t＝1 m.
所以电梯在这段时间内上升的高度是：
h＝h1＋h2＋h3＝9 m.
答案：9 m
课件22张PPT。第四章 力与运动
第六节 超重和失重 栏目链接D1．认识什么是超重、失重和完全失重现象．
2．理解什么情况下会出现超重和失重现象．
3．会根据实际情况分析超重和失重问题．
重点：超重与失重现象的判断．
难点：运用牛顿第二定律解释超重与失重的现象．
栏目链接 栏目链接1．实重与视重．
(1)实重：是指物体受到的________________大小．
(2)视重：是指当物体挂在弹簧测力计或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的______________．
重力 示数 栏目链接2．超重与失重．
(1)超重：物体有__________的加速度称物体处于超重．处于超重的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)________物体的重力，即________________________．
(2)失重：物体有向下的加速度称物体处于失重．处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)________物体的重力mg，即______________．
向上 大于 F＝mg＋ma 小于 FN＝mg－ma 栏目链接(3)完全失重：物体以加速度a＝g向________竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时)，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于________的现象．即________．
3．在完全失重的状态下，平常一切由________的物理现象都会________，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等．
下 零 FN＝0 重力产生 完全消失 栏目链接 栏目链接考点1 超重与失重现象产生超重与失重现象的条件：
(1)当物体具有向上加速度时出现超重现象；
(2)当物体具有向下加速度时出现失重现象；当物体向下的加速度为g时，出现完全失重现象．比如人造卫星中的物体处于完全失重状态．
栏目链接例1 (2014·广东肇庆高一)(双选)如图所示，电梯中的人随电梯匀速向上运动，快到目标楼层时，电梯匀减速直至停止， 在电梯匀减速运动过程中，下列说法正确的是( ) 栏目链接 A．电梯中的人的加速度方向竖直向下
B．电梯中的人的加速度方向竖直向上
C．电梯中的人处于超重状态
D．电梯中的人处于失重状态
栏目链接解析：电梯向上减速运动时，加速度向下，A对，B错；当物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态，所以C错，D对．
答案：AD
小结：1.在超重与失重现象中，物体的重力既不“超”，也不“失”，只是物体对支持面的压力或对悬绳的拉力发生了变化，而物体的重力仍然存在且大小不变．
2．判断物体是否发生了“超重”或“失重”，要看物体的加速度方向，若加速度向上就出现超重现象，若加速度向下就出现失重现象．
栏目链接变 式
练 习1．关于超重和失重，下列说法中正确的是( )
A．超重就是物体受的重力增加了
B．失重就是物体受的重力减小了
C．完全失重就是物体一点重力都不受了
D．不论超重或失重，物体所受重力是不变的
栏目链接变 式
练 习解析：超重不是说物体的重力增加了，失重也不是说物体的重力减小了，完全失重不是说重力完全消失．在发生超重或失重现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化．故D对．
答案：D
栏目链接考点2 运用牛顿第二定律解释超重与失重现象 栏目链接 栏目链接例2 弹簧秤上挂一个10 kg的物体，当弹簧秤和物体一同做下列各种运动时，弹簧秤的示数分别为多少？
(1)以2 m/s2的加速度沿竖直方向加速上升；
(2)以1 m/s2的加速度沿竖直方向减速上升． 栏目链接 栏目链接变 式
练 习2．(2014·南京高一)一个同学蹲在体重计上称体重，当该同学静止时体重计示数为460 N．现在该同学突然起立，则从开始起立到静止站直全过程中体重计的示数( ) 栏目链接A．一直大于460 N
B．一直小于460 N
C．先是大于460 N后小于460 N，最后等于460 N
D．先是小于460 N后大于460 N，最后等于460 N
栏目链接变 式
练 习解析：该同学从开始起立到静止站直全过程中，先竖直向上加速，后竖直向上减速，根据牛顿定律可得向上加速时出现超重现象，体重计读数增大，向上减速，出现失重现象，选C.
答案：C
栏目链接
