课件35张PPT。第5节超重与失重
“课时跟踪训练”见“课时跟踪训练（二十四）”
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A级—学考达标
1．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，其质量发生了改变
D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
解析：选D 重力只与物体的质量和当地重力加速度有关，与运动状态无关，则A、B错误；质量是物体的固有属性，与运动状态也无关，C错误；综上所述可知D正确。
2．下列仪器在太空中的国际空间站上不能正常使用的有( )
A．天平 B．温度计
C．弹簧测力计 D.刻度尺
解析：选A 太空中的国际空间站处于完全失重状态，在此环境下与重力有关的仪器将不能使用，故A符合题意。
3．升降机中站着一个人，在升降机减速上升过程中，以下说法正确的是( )
A．人对地板的压力将增大
B．地板对人的支持力将增大
C．人所受的重力将会减小
D．人所受的重力保持不变
解析：选D 升降机减速上升过程中，加速度向下，人处于失重状态，人对地板的压力和地板对人的支持力将减小，A、B错误；而人所受的重力保持不变，C错误，D正确。
4．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 手托物体由静止开始向上运动，一定先做加速运动，物体处于超重状态；而后可能匀速上升，也可能减速上升，选项A、B错误。在物体离开手的瞬间，二者分离，不计空气阻力，物体只受重力，物体的加速度一定等于重力加速度；要使手和物体分离，手向下的加速度一定大于物体向下的加速度，即手的加速度大于重力加速度，选项C错误，D正确。
5.如图是我国长征二号运载火箭把载人“神舟十一号”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．飞船加速下落时，宇航员处于失重状态
C．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力小于其重力
D．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力
解析：选B 加速上升或减速下降，加速度均是向上，处于超重状态；加速下降或减速上升，加速度均是向下，处于失重状态，由此知选项B正确。
6．一个人站在体重计上，在他蹲下的过程中，体重计的示数将( )
A．先小于体重后大于体重，最后等于体重
B．先大于体重后小于体重，最后等于体重
C．先小于体重，后等于体重
D．先大于体重，后等于体重
解析：选A 由题可知，当人站在体重计上静止不动时，体重计的示数等于人的重力，当此人突然下蹲时，人向下加速，具有向下的加速度，人处于失重状态，根据牛顿第二定律分析可知体重计对人的支持力小于人的重力，则人对体重计的压力也小于人的重力，然后人向下减速，具有向上的加速度，人处于超重状态，根据牛顿第二定律分析可知体重计对人的支持力大于人的重力，则人对体重计的压力也大于人的重力，故A正确，B、C、D错误。
7．一人乘电梯上楼，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( )
A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小
C．t＝8.5 s时最大 D.t＝5 s时最小
解析：选A 人受重力mg和支持力N的作用，由牛顿第二定律得N－mg＝ma。由牛顿第三定律得人对地板的压力N′＝N＝mg＋ma。当t＝2 s时a向上最大，N′最大；当t＝8.5 s时，a向下最大，N′最小，选项A正确。
8．在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内( )
A．晓敏同学所受的重力变小了
B．晓敏同学对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动
D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
解析：选D 体重计示数变小，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，故A错误。晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故B错误。以竖直向下为正方向，有mg－F＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝，加速度方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，故C错误，D正确。
9．在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与力传感器相连，电梯先从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系(FN-t)图像，如图所示，则
(1)电梯在启动阶段经历了________ s加速上升过程。
(2)电梯的最大加速度是多少？(g取10 m/s2)
解析：(1)由题图可知，电梯在启动阶段经历了4 s加速上升过程。
(2)由牛顿第二定律可知FN－mg＝ma，
则am＝＝ m/s2≈6.7 m/s2。
答案：(1)4 (2)6.7 m/s2
B级—选考提能
10.如图所示，质量为m1＝2 kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M＝5 kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1 kg的物体C。不计定滑轮的质量和一切阻力，取g＝10 m/s2。在箱子加速下落的过程中，下列说法不正确的是( )
A．物体A处于失重状态，加速度大小为10 m/s2
B．物体A处于超重状态，加速度大小为5 m/s2
C．物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5 N
D．轻绳对定滑轮的作用力大小为60 N
解析：选A 物体A加速上升，处于超重状态，取A、B、C整体为研究对象，由牛顿第二定律得(M＋m2)g－m1g＝(M＋m1＋m2)a，代入数据得加速度a＝5 m/s2，A错误、B正确；物体C加速下降，处于失重状态，隔离C有m2g－N＝m2a，得N＝5 N，C正确；隔离A有T－m1g＝m1a，得T＝30 N，由牛顿第三定律得轻绳对定滑轮的作用力大小为2T＝60 N，D正确。
11.[多选]如图所示，放置在水平地面上的直角劈质量为M，上面放一个质量为m的物体。若m在其斜面上匀速下滑，M仍保持静止，下列正确的说法是( )
A．M对地面的压力等于(M＋m)g
B．M对地面的压力大于(M＋m)g
C．地面对M没有摩擦力
D．地面对M有向左的摩擦力
解析：选AC 因物体M、m均处于平衡状态，故可以把两物体看成一个整体，这个整体在竖直方向受到向下的重力(Mg＋mg)和向上的支持力N，对整体由平衡条件得N＝(M＋m)g，A正确，B错误；由于整体处于平衡状态，因此水平方向合力为零，由此可推知地面对M没有摩擦力，C正确，D错误。
12．据报载，我国航天员张晓光的质量为63 kg(装备质量不计)，假设飞船以8.6 m/s2的加速度竖直加速上升，g取9.8 m/s2。
(1)此时张晓光对座椅的压力多大？
(2)张晓光训练时承受的压力可达到8g，这表示什么意思？
解析：(1)对张晓光受力分析，由牛顿第二定律
得N－mg＝ma，
则N＝mg＋ma＝m(g＋a)＝63×(9.8＋8.6)N＝1 159.2 N。
由牛顿第三定律知，张晓光对座椅的压力和座椅对张晓光的支持力互为作用力与反作用力，
则N′＝N＝1 159.2 N。
(2)表示张晓光可承受大小为自身重力8倍的压力。
答案：(1)1 159.2 N (2)见解析
13．一质量为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t1＝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，设在这段时间内体重计作用于小孩的力为F1，电梯及小孩的加速度为a1，由牛顿第二定律得F1－mg＝ma1
在这段时间内电梯上升的高度h1＝a1t12
在t1＝2 s到t2＝5 s的时间内，体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻电梯的速度，即v1＝a1t1
在这段时间内电梯上升的高度h2＝v1(t2－t1)
在t2＝5 s到t3＝6 s的时间内，体重计的示数小于mg，故电梯应做向上的减速运动，设这段时间内体重计作用于小孩的力为F2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律得mg－F2＝ma2
在这段时间内电梯上升的高度
h3＝v1(t3－t2)－a2(t3－t2)2
电梯上升的总高度h＝h1＋h2＋h3
联立以上各式解得h＝9 m。
答案：9 m
