(共22张PPT)
6 超重和失重
站在体重计上向下蹲,你会发现,在下蹲的过程中,体重计的示数先变小,后 变大,再变小。当人静止后,保持某一数值不变。这是为什么呢?
一、重力的测量
1.先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的质量,利用牛顿第二定律可得G= mg 。
2.利用力的平衡条件对重力进行测量。
C
视重:物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力
G
F1
实重:物体实际的重力
问题:使用弹簧测力计测量物体所受的重力时,为什么要让物体保持静止时读数?如果不保持静止可能会发生什么现象?
实验探究:
①测量钩码的重力;
②将弹簧测力计连同钩码向上加速运动,观察弹簧秤示
数的变化;
③让弹簧测力计连同钩码向下加速运动,观察弹测力计示数的变化。
思考讨论:在什么情况下弹簧测力计的示数大于物体所受的重力?在什么情况下弹簧测力计的示数小于物体所受的重力?
神舟五号加速升空阶段,杨利伟要接受超重的考验,到了太空要吃失重之苦。
超重和失重
失重超重在我们日常生活中能否看到?
概念明确
分析总结
TEXT
ADD CONTENTS
超重
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情况。
失重
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情况。
感受什么是超重(失重)现象
N/
(一)理论分析:超重现象
以一个站在升降机里的体重计上的人为例分析:
设人的质量为m,升降机以加速度a加速上升。
v
a
分析:对人和升降机受力分析如图
F合 = N - G
F合 = N - G = m a
故:N = G + m a
人受到的支持力N大于人受到的重力G
再由牛顿第三定律得:压力N′大于重力G。
G
N
N′
(二)理论分析:失重现象
以站在升降机里的体重计上的人为例分析,设人
的质量为50kg,升降机以2m/s2的加速度加速下降。(g=10m/s2)
v
a
分析:对人和升降机受力分析如图
F合 = G-N
由牛顿第二定律得F合=G-N=ma
故:N=mg-ma=400N < 500N
人受到的支持力N小于人受到的重力G
再由牛顿第三定律得:压力N′小于重力G。
G
N
总结: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称为失重现象。
视重<实重
总结: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情况称为超重现象。
视重>实重
思考讨论:什么情况下物体发生超重现象?什么情况下物体发生失重现象?
类型 v方向 a方向 现象
加速上升
减速上升
加速下降
减速下降
向上
向上
向下
向下
向上
向下
向下
向上
超重
失重
超重
失重
总结:力学本质
F
mg
a
F
mg
a
失重
加速度方向向下,合力向下F < mg
超重
加速度方向向上,合力向上F > mg
物体本身
重力不变
当物体处于失重状态,且a=g 时会发生什么现象?
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象。
FN =m (g-a)=0
如:自由落体运动和竖直上抛运动
此时重力为零吗?
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物都处于完全失重状态。
强调:物体的重力与运动状态无关,不论物体处于超重状态还是失重状态,重力不变。(G=mg)
生活中的超重失重
太空中的失重环境
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物都将处于完全失重状态。
物体将飘在空中;液滴成绝对的球形,宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别;食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔……
空间站中的宇航员
航天员在天宫二号上展示水球的实验
【例】(多选)下列四个实验中,不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是( )
A.用弹簧测力计测物体的重力
B.用天平测物体的质量
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
ABD
弹簧测力计无法测量物体的重力,但仍能测量拉力或压力的大小
处于完全失重状态下,所有和重力有关的仪器都无法使用!
一、重力的测量
1.先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的质量,利用牛顿第二定律可得G= mg 。
2.利用力的平衡条件对重力进行测量。
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)大于物体所受重力的现象。
(2)产生条件:物体具有向上的加速度。
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:物体具有向下的加速度。
(3)完全失重
①定义:物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象;
②产生条件:加速度a=g, 方向竖直向下。
1.(多选)“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,人在从P点落下到最低点c的过程中( )
AB
A.在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态
B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重
状态
C.在bc段绳的拉力小于人的重力,人处于失重
状态
D.在c点,人的速度为零,其加速度为零
2.(多选)游乐园中,游客乘坐加速或减速运动的升降机,
可以体会超重或失重的感觉。下列描述正确的是( )
A.当升降机加速上升时,游客是处在失重状态
B.当升降机减速下降时,游客是处在超重状态
C.当升降机减速上升时,游客是处在失重状态
D.当升降机加速下降时,游客是处在超重状态
BC
3.某人在地面上最多能举起60 kg的物体,而在一个
加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体。求:
(1)此电梯的加速度多大?
(2)若电梯以此加速度上升,则此人在电梯里最多
能举起物体的质量是多少?(取g=10 m/s2)
答案:(1)2.5 m/s2 (2)48 kg第四章 运动和力的关系
6 超重和失重
教材分析
教科书中将“超重与失重”以单独一节的形式呈现出来,注重学生在学习超重和失重过程中的体验和发现过程,强化应用牛顿运动定律分析超重和失重过程的方法。
教科书通过让学生站在体重计上向下蹲的过程中观察体重计示数的变化,引发疑问,强调学生的参与、体验与思考。在学生展开活动之前,教科书帮助学生明确了两种常见的测量重力的方法,为学生后续利用体重计寻找超重和失重产生的条件并理解超重和失重搭建了台阶。在“超重和失重”中,教科书引导学生利用牛顿运动定律对体重计上的人进行分析,并根据体重计的示数与重力的关系,介绍了超重现象和失重现象。教科书在“思考与讨论”栏目中将体重计示数变化图像化,并引导学生分析从体重计上“站起”过程中超重和失重的情况,强调了学生的分析过程。再通过“做一做”栏目和所给的例题,再一次体验超重和失重的过程,强化了牛顿运动定律的应用。教科书最后提出了超重和失重现象在许多领域中都有所应用,引导学生通过多种方式进行进一步的学习。
学情分析
由于超重和失重现在已经演化成了生活语言,与物理学中超重和失重本来的意义有较大的不同,对学生对超重和失重的物理内涵的认识会有阻碍作用。学生容易出现“超重是重力增加,失重是重力减少”的误区。
三、教学目标与核心素养
课标定位:
1.知道超重和失重现象,并理解产生超重、失重现象的条件。
2.能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象。
素养目标:
1.通过观察超重和失重现象,掌握分析和归纳问题的方法。
2.通过实验和理论分析探究超重和失重现象的过程,体会科学探究和科学思维在研究物理问题中的作用。
四、教学重难点
重点:应用规律分析超重和失重现象自然
难点:引导学生对超重和失重的物理内涵有清晰的认识
五、教学过程
【新课引入】
通过学生在体重计上向下蹲的过程,创设真实的、学生可以参与的情境。在学生充分参与的基础上提出关于示数变化的问题,激发了学生学习兴趣,引发学生思考,引入新课。
【新课讲授】
(一)重力的测量
教师:组织学生基于以下两个问题阅读教科书105页部分:测量物体重力的方法有哪些?测力计测量物体重力的原理是什么?
学生总结:
在地球表面附近测量重力的两种方法:第一种方法是测量物体质量,再乘以所测量的重力加速度得到重力;第二种方法是利用力的平衡条件来测量重力。
(2)用弹簧测力计测量钩码的重力
教师:使用弹簧测力计测量物体所受的重力时,为什么要让物体保持静止时读数?如果不保持静止可能会发生什么现象?
实验探究:①测量钩码的重力;②将弹簧测力计连同钩码向上加速运动,观察弹簧秤示
数的变化;③让弹簧测力计连同钩码向下加速运动,观察弹测力计示数的变化。学生发现当钩码向上或向下运动时,弹簧测力计的读数有时大于钩码的重力,有时小于钩码的重力。
教师引导学生思考讨论:在什么情况下弹簧测力计的示数大于物体所受的重力?在什么情况
下弹簧测力计的示数小于物体所受的重力?
学生体验:
发现弹簧测力计保持静止状态时,重物受力满足平衡条件,弹簧测力计的示数与物
体重力相等。
如果弹簧测力计在竖直方向运动,则会出现示数波动的情况。
(二)超重和失重
(1)观察电梯中的超重和失重现象
课前组织部分学生将体重计搬到电梯中,让一位同学站在体重计上,然后让电梯从静止状态
开始从一楼升到五楼,再从五楼下降到一楼,要求学生观察其示数变化,用手机将体重计示数变化情况拍摄下来。
教师在课堂上将拍摄到的示数情况投影到屏幕上,同时请学生解说实验过程中观察到的现
象。引导学生分析如下问题:
①电梯从一楼由静止开始上升至五楼再由五楼下降至一楼的过程中,经历了哪些运动过程?
②各个过程分别是什么样的运动?
③在各个过程中体重计的示数情况怎样?
物体出现超重和失重状态与哪个物理量有关?
在充分讨论的基础上,由学生完成下表。
通过填表,排除速度方向,定位到加速度的方向上。
总结得出以下结论:当电梯具有向上的加速度时,人处于超重状态;当电梯具有向下的加速度时,人处于失重状态。
理论分析超重和失重现象:
以教材107页例题为基础引导学生利用牛顿运动定律分析超重和失重;
提醒学生正确运用牛顿第三定律。让学生注意到人加速向下运动的过程中有FN教师:引导学生利用牛顿运动定律分析物体受力情况后提出这样的问题让学生来讨论:物体的超重和失重是物体所受的重力发生了变化吗?
学生:经过讨论后会发现,在产生超重和失重现象的过程中,只要物体的位置相对地球没有
发生较大的改变,物体所受的重力并不会改变,只是对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化。
(3)对于完全失重,可以让学生观看航天员生活等各类视频,让学生通过更多的途径简单了解。
【课堂小结】
【课后作业】
教材108页“练习与应用”
板书设计
一、重力的测量
1.先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的质量,利用牛顿第二定律可得G= mg 。
2.利用力的平衡条件对重力进行测量。
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)大于物体所受重力的现象。
(2)产生条件:物体具有向上的加速度。
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:物体具有向下的加速度。
(3)完全失重
①定义:物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象;
②产生条件:加速度a=g, 方向竖直向下。
教学反思
建议先让学生亲自参与体验超重和失重的过程,再引导学生应用牛顿运动定律进行分析与解释,强化学生的体验过程,这有助于激发学生学习的主动性,培养学生应用物理知识解决生活现象的意识。
针对学生活动设计引导学生观察、思考和分析的问题,引导学生通过观察、记录、分析和总结得出结论。
在分析超重和失重两种现象的过程中,建议保持学生自主学习的空间。依据学生的条
件不同,可以由教师引导学生分析,或者与学生一起讨论分析超重或失重现象中的一种,而让学生独立分析和推理另一种现象,培养学生的方法迁移能力。绝密★启用前
4.6超重和失重课后巩固练习
一、单选题(共5小题,共30分)
人在平地上静止站立时,受到的支撑力等于人的重力。做原地纵跳时,在快速下蹲和蹬伸的过程中,人体受到的支撑力发生变化(如图1,G为重力,F为支撑力)。图2中曲线能正确反映该变化的是( )。
(6分)
【正确答案】 D
【答案解析】下蹲过程的加速阶段中人体处于失重状态,F<G,减速阶段中处于超重状态,F>G。同理,蹬伸过程中的加速上升阶段F>G,减速上升阶段F<G。腾空后人离开地面,F=0,故D项正确。
2018年10月20日,国产大型水陆两栖飞机“鲲龙-600”水上首飞起降成功。飞机从水面腾空而起,在平稳飞行14分钟,完成一系列试飞科目后,顺利着水降落。在下列情形中,机内飞行员处于超重状态的是( ) (6分)
A.飞机静止不动时
B.飞机加速上升时
C.飞机匀速飞行时
D.飞机加速下降时
【正确答案】 B
【答案解析】AC、飞机静止和匀速飞行时,合外力为0,加速度为0,故AC错误;
B、飞机加速上升时,加速度向上,飞机处于超重状态,故B正确;
D、飞机加速下降时,加速度向下。飞机处于失重状态,故D错误;
故选:B。
某探究性学习小组探究电梯启动和制动时的加速度大小,小明同学站在体重计上乘电梯从1层到10层,之后又从10层返回到1层,并将体重计示数用照相机进行记录,请认真观察分析图甲、乙、丙、丁、戊,得出的正确判断是( )。
(6分)
A.根据图乙和图丙,可估测电梯向上启动时的加速度
B.根据图甲和图乙,可估测电梯向上制动时的加速度
C.根据图甲和图戊,可估测电梯向下制动时的加速度
D.根据图丁和图戊,可估测电梯向下启动时的加速度
【正确答案】 C
【答案解析】图甲显示该同学实际的体重,图乙显示向上加速超重时的示数,图丙显示向上减速失重时的示数,图丁显示向下加速失重时的示数,图戊显示向下减速超重时的示数,综合图片可知,根据图甲和图丙或图戊估测电梯制动时的加速度,图甲和图乙或图丁可估测电梯启动时的加速度,故C项正确。
如图所示,在电梯内地板上放一体重计,某同学站在体重计上,电梯静止时体重计示数为50kg;电梯运动过程中,某一段时间内该同学发现体重计示数为40kg,g=10m/s2,则在这段时间内( )
(6分)
A.电梯可能以2m/s2的加速度加速上升
B.电梯可能以2m/s2的加速度减速上升
C.电梯可能以2.5m/s2的加速度加速上升
D.电梯可能以2.5m/s2的加速度减速下降
【正确答案】 B
【答案解析】由题意可知该同学的实重为G实=m实g=50×10N=500N,由题图可知当电梯运动过程中该同学的视重为G视=m视g=40×10N=400N,所以该同学处于失重状态,电梯的加速度方向向下,且大小为 ,故电梯可能以2m/s2的加速度加速下降或减速上升,故ACD错误,B正确。
故选:B。
某同学做引体向上时,其中心的速度随时间变化图象如图所示,取向上为正方向,关于该同学的运动情况,下列说法正确的是( )
(6分)
A.0.5s时处于超重状态
B.1.5s时处于超重状态
C.1.0s时上升至最高点
D.0.5s、1.5s两时刻的加速度相同
【正确答案】 A
【答案解析】A、0.5s时中心正处于加速上升阶段,处于超重状态,故A正确;
B、1.5s时中心正处于减速上升阶段,处于失重状态,故B错误;
C、中心在1.75s内速度一直是向上的,故1.75s到达最高点,故C错误;
D、v-t图象的斜率表示加速度,0.5s、1.5s两时刻的加速度大小和方向均不同,故D错误;
故选:A。
二、多选题(共3小题,共18分)
如图所示,质量为m的人站在体重计上,随电梯以大小为a的加速度加速上升,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
(6分)
A.人对体重计的压力大小为m(g+a)
B.人对体重计的压力大小为m(g-a)
C.人对体重计的压力大于体重计对人的支持力
D.人对体重计的压力等于体重计对人的支持力
【正确答案】 A D
【答案解析】超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度,合力也向上。根据牛顿第二定律即可计算出人对体重计的压力;明确牛顿第三定律的应用,知道人对体重计的压力和体重计对人的支持力为作用力和反作用力。
AB、人受到的支持力N:N-mg=ma,得:N=mg+ma.根据牛顿第三定律得,对体重计的压力大小m(g+a),故A正确,B错误;
CD、人对体重计的压力和人受到的支持力是作用力和反作用力,故人对体重计的压力等于体重计对人的支持力,故C错误,D正确。
故选:AD。
将重为50N的物体放在某直升电梯的地板上.该电梯在经过某一楼层地面前后运动过程中,物体受到电梯地板的支持力随时间变化的图象如图所示.由此可以判断:( )
(6分)
A.t=1s时刻电梯的加速度方向竖直向上
B.t=6s时刻电梯的加速度为零
C.t=8s时刻电梯处于失重状态
D.t=11s时刻电梯的加速度方向竖直向下
【正确答案】 A B D
【答案解析】A、在0-2s内,地板对重物的支持力F大于其重力,重物处于超重状态,则t=1s时刻电梯的加速度方向竖直向上,故A正确;
B、在2-10s内,地板对重物的支持力F等于其重力,则电梯做匀速直线运动或静止状态,加速度为零,故B正确.
C、t=8s时刻电梯匀速运动,处于平衡状态,故C错误;
D、从10s-12s内,地板对重物的支持力F小于其重力,重物处于失重状态,则t=11s时刻电梯的加速度方向竖直向下.故D正确.
故选:ABD
某同学在摩尔城观光电梯内,利用速度传感器和计算机研究观光电梯升降过程中的情况,如图所示,v-t图像是计算机显示的观光电梯,在某一段时间内的速度变化情况(向上为正方向)。已知该同学质量m=50kg,g=10m/s2,根据图像提供的信息,可以判断下列说法中正确的是( )
(6分)
A.0~5s内,该同学处于超重状态,对地板压力大小为520N
B.5~10s内,该同学处于超重状态,对地板压力大小为510N
C.10~20s内,该同学处于失重状态。对地板压力大小为490N
D.20~25s内,该同学处于超重状态,对地板压力大小为510N
【正确答案】 A C
【答案解析】A、在0-5s内电梯的加速度为 ,对该同学由牛顿第二定律得:F1-mg=ma1,代入数据得F1=520N,由牛顿第三定律知对地板压力大小为520N,故A正确;
B、由图可知在5-10s内电梯在匀速上升,处于平衡状态,所以该同学对电梯的压力等于重力,即FN=G=mg=500N,故B错误;
C、在10-20s内电梯的加速度方向向下,则该同学处于失重状态,其加速度大小为a2=0.2m/s2,则mg-F2=ma2,代入数据解得F2=490N,由牛顿第三定律知对地板压力大小为490N,故C正确;
D、在20-25s内,电梯的加速度与在10-20s内电梯的加速度相同,加速度方向向下,该同学处于失重状态,对电梯的压力等于490N,故D错误。
故选:AC。
三、计算题(共1小题,共13分)
某人在地面上最多能举起质量为80kg的重物,当此人站在以a=10m/s2的加速度加速上升的升降机中时,又最多能举起质量为多少千克的重物?(取g=10m/s2) (13分)
【正确答案】 解:设此人的最大举力为F,由题意得:F=mg=800N ①
设此人在升降机中最多能举起质量为m'千克的重物,根据牛顿对大定律得:
F﹣m'g=m'a ②
联立①、②式并代入数据解得:m'=40kg
答:最多能举起质量为40千克的重物。
【答案解析】根据人在地面上最多能举起质量为80kg的物体,计算出人最大的举力。由牛顿第二定律求出人变速运动的电梯中能举起的物体的最大质量。
四、计算题(组)(共2小题,共39分)
质量M=50kg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,测力计下挂着一个质量m=1kg的物体A.在升降机运动的某段时间内,人看到弹簧测力计的示数为8N.g取10m/s2。
(18分)
(1) 求此时升降机加速度的大小和方向;(7分)
【正确答案】 解:以物体A为研究对象,它受到竖直向下的重力mg、竖直向上的拉力F作用,
根据牛顿第二定律得:mg﹣F=ma
代入数据解得升降机的加速度大小a=2m/s2,方向竖直向下。
答:升降机加速度的大小为2m/s2,方向竖直向下。
【答案解析】升降机与A具有相同的加速度,对A分析,根据牛顿第二定律求出A的加速度大小和方向,从而得出升降机的加速度大小和方向。
(2) 求此时人对地板的压力大小;(7分)
【正确答案】 解:以人为研究对象,它受到竖直向下的重力Mg、竖直向上的支持力N作用
根据牛顿第二定律有:Mg﹣N=Ma
代入数据,解得:N=400N
根据牛顿第三定律,此时人对地板的压力大小为400N。
答:此时人对地板的压力大小为400N。
【答案解析】隔离对人分析,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出人对地板的压力大小。
(3) 请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动,升降机处于超重状态还是失重状态。(4分)
【正确答案】 解:升降机可能在向上运动,也可能在向下运动。升降机处于失重状态。
答:升降机可能在向上运动,也可能在向下运动。升降机处于失重状态。
【答案解析】根据加速度的分析判断超失重。
某同学用一手机传感器软件探究电梯上升过程中的超失重现象,该软件可以实时测量手机运动时的加速度。该同学在电梯里随电梯由静止开始上升,电梯加速上升过程传感器上显示加速度a=0.3m/s2,重力加速度g=10m/s2。
(21分)
(1) 若加速上升的时间为3s,求3s末该同学的速度大小v和位移大小x;
(10分)
【正确答案】 3s末的速度大小v=at=0.3×3m/s=0.9m/s
3s末的位移大小
【答案解析】应用匀变速的v-t公式与x-t公式求解。
(2) 若该同学的体重为50kg,求加速上升阶段他对电梯的压力N。
(11分)
【正确答案】 对该同学,由牛顿第二定律得:F-mg=ma
代入数据解得:F=515N,则他对电梯的压力大小为515N,方向竖直向下
【答案解析】对该同学应用牛顿第二定律求出电梯对他的支持力,然后求出他对电梯的压力。
试卷第4页,总4页
第3页 第4页绝密★启用前
4.6超重和失重课后巩固练习
一、单选题(共5小题,共30分)
人在平地上静止站立时,受到的支撑力等于人的重力。做原地纵跳时,在快速下蹲和蹬伸的过程中,人体受到的支撑力发生变化(如图1,G为重力,F为支撑力)。图2中曲线能正确反映该变化的是( )。
(6分)
2018年10月20日,国产大型水陆两栖飞机“鲲龙-600”水上首飞起降成功。飞机从水面腾空而起,在平稳飞行14分钟,完成一系列试飞科目后,顺利着水降落。在下列情形中,机内飞行员处于超重状态的是( ) (6分)
A.飞机静止不动时
B.飞机加速上升时
C.飞机匀速飞行时
D.飞机加速下降时
某探究性学习小组探究电梯启动和制动时的加速度大小,小明同学站在体重计上乘电梯从1层到10层,之后又从10层返回到1层,并将体重计示数用照相机进行记录,请认真观察分析图甲、乙、丙、丁、戊,得出的正确判断是( )。
(6分)
A.根据图乙和图丙,可估测电梯向上启动时的加速度
B.根据图甲和图乙,可估测电梯向上制动时的加速度
C.根据图甲和图戊,可估测电梯向下制动时的加速度
D.根据图丁和图戊,可估测电梯向下启动时的加速度
如图所示,在电梯内地板上放一体重计,某同学站在体重计上,电梯静止时体重计示数为50kg;电梯运动过程中,某一段时间内该同学发现体重计示数为40kg,g=10m/s2,则在这段时间内( )
(6分)
A.电梯可能以2m/s2的加速度加速上升
B.电梯可能以2m/s2的加速度减速上升
C.电梯可能以2.5m/s2的加速度加速上升
D.电梯可能以2.5m/s2的加速度减速下降
某同学做引体向上时,其中心的速度随时间变化图象如图所示,取向上为正方向,关于该同学的运动情况,下列说法正确的是( )
(6分)
A.0.5s时处于超重状态
B.1.5s时处于超重状态
C.1.0s时上升至最高点
D.0.5s、1.5s两时刻的加速度相同
二、多选题(共3小题,共18分)
如图所示,质量为m的人站在体重计上,随电梯以大小为a的加速度加速上升,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
(6分)
A.人对体重计的压力大小为m(g+a)
B.人对体重计的压力大小为m(g-a)
C.人对体重计的压力大于体重计对人的支持力
D.人对体重计的压力等于体重计对人的支持力
将重为50N的物体放在某直升电梯的地板上.该电梯在经过某一楼层地面前后运动过程中,物体受到电梯地板的支持力随时间变化的图象如图所示.由此可以判断:( )
(6分)
A.t=1s时刻电梯的加速度方向竖直向上
B.t=6s时刻电梯的加速度为零
C.t=8s时刻电梯处于失重状态
D.t=11s时刻电梯的加速度方向竖直向下
某同学在摩尔城观光电梯内,利用速度传感器和计算机研究观光电梯升降过程中的情况,如图所示,v-t图像是计算机显示的观光电梯,在某一段时间内的速度变化情况(向上为正方向)。已知该同学质量m=50kg,g=10m/s2,根据图像提供的信息,可以判断下列说法中正确的是( )
(6分)
A.0~5s内,该同学处于超重状态,对地板压力大小为520N
B.5~10s内,该同学处于超重状态,对地板压力大小为510N
C.10~20s内,该同学处于失重状态。对地板压力大小为490N
D.20~25s内,该同学处于超重状态,对地板压力大小为510N
三、计算题(共1小题,共13分)
某人在地面上最多能举起质量为80kg的重物,当此人站在以a=10m/s2的加速度加速上升的升降机中时,又最多能举起质量为多少千克的重物?(取g=10m/s2) (13分)
四、计算题(组)(共2小题,共39分)
质量M=50kg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,测力计下挂着一个质量m=1kg的物体A.在升降机运动的某段时间内,人看到弹簧测力计的示数为8N.g取10m/s2。
(18分)
(1) 求此时升降机加速度的大小和方向;(7分)
(2) 求此时人对地板的压力大小;(7分)
(3) 请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动,升降机处于超重状态还是失重状态。(4分)
某同学用一手机传感器软件探究电梯上升过程中的超失重现象,该软件可以实时测量手机运动时的加速度。该同学在电梯里随电梯由静止开始上升,电梯加速上升过程传感器上显示加速度a=0.3m/s2,重力加速度g=10m/s2。(21分)
(1) 若加速上升的时间为3s,求3s末该同学的速度大小v和位移大小x;
(10分)
(2) 若该同学的体重为50kg,求加速上升阶段他对电梯的压力N。
(11分)
试卷第4页,总4页
第3页 第4页