4.7 超重和失重 期末复习学案 Word版含解析

超重和失重
1．物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于物体所受重力的现象叫做超重。
2．物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)小于物体所受重力的现象叫做失重。
例　如图，在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，站在磅秤上，则此人称得自己的“重量”为(　　)
A．ma　　　　　　　
B．m(a＋g)
C．m(g－a)
D．mg
【解析】 　首先应清楚，磅秤称得的“重量”实际上是人对磅秤的压力，也即磅秤对人的支持力FN。取人为研究对象，做力图如图所示，依牛顿第二定律有：FN－mg＝ma；FN＝m(g＋a)。
即磅秤此时称得的人的“重量”大于人的实际重力，人处于超重状态，故选B。
【答案】 B

1．下列说法正确的是(　　)
A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
2．关于超重和失重的下列说法中，正确的是(　　)
A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了
B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用
C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态
D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化
3．(多选)电梯内有一弹簧测力计挂着一个重5 N的物体。当电梯运动时，看到弹簧测力计的读数为6 N，则可能是(　　)
A．电梯加速向上运动　　　 B．电梯减速向上运动
C．电梯加速向下运动 D．电梯减速向下运动
4．(多选)如图所示，斜面体M始终处于静止状态，当物体m沿斜面下滑时有(　　)
A．匀速下滑时，M对地面压力等于(M＋m)g
B．加速下滑时，M对地面压力小于(M＋m)g
C．减速下滑时，M对地面压力大于(M＋m)g
D．M对地面压力始终等于(M＋m)g
5．2017年3月21日，在国际泳联跳水系列赛喀山站10米台决赛中，我国男女选手双双夺得冠军。如图是运动员某次跳台比赛中的v－t图象(取竖直向下为正方向)，t＝0时运动员起跳离开跳台。将运动员视为质点，则运动员(　　)
A．t1时刻到达水面
B．t2时刻到达水下最深处
C．t3时刻处于超重状态
D．t4时刻浮出水面
6．如图所示，质量m＝5.0 kg的物体放置在升降机的水平底板上，某时刻物体随升降机一起由静止开始竖起向下做匀加速直线运动，经过时间t＝3 s，升降机下落了h＝9 m的距离，g取10 m/s2。对上述运动过程，求：
(1)升降机的加速度大小a；
(2)物体受到的支持力的大小F。
1．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
2．(多选)蹦床运动员从最高点由静止下落，到接触床面，直至下降到最低点的过程中，不计空气阻力，则(　　)
A．从最高点到接触床面前，运动员做自由落体运动
B．从最高点到接触床面前，运动员处于完全失重状态
C．当刚接触蹦床时，运动员的速度最大
D．从接触床面到下降到最低点的过程中，运动员一直处于超重状态
3．(多选)如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线。图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的Ft图线，由图线分析电梯的运动情况，下列结论中正确的是(　　)
A．由图线K可知，此时电梯一定处于匀加速上升状态
B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小一定等于g
C．由图线M可知，此时电梯一定处于静止状态
D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向一定先向上后向下
4．(多选)如图，动物园的水平地面上放着一只质量为M的笼子，笼内有一只质量为m的猴子，当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为 F2。关于 F1 和 F2 的大小，下列判断中正确的是(　　)
A．F1＝F2
B．F1>(M＋m)g，F2<(M＋m)g
C．F1＋F2＝2(M＋m)g
D．F1－F2＝2(M＋m)g
5．四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，另有四个质量相同的小物体放在斜面顶端，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体匀减速下滑，第四个物体静止在斜面上，如图所示，四个斜面均保持不动，下滑过程中斜面对地面压力依次为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系是(　　)
A．F1＝F2＝F3＝F4　　　　 B．F1>F2>F3>F4
C．F16．若货物随升降机运动的vt图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是(　　)
7．倾角θ＝37°，质量M＝5 kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m＝2 kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t＝2 s到达底端，运动路程L＝4 m，在此过程中斜面保持静止。( sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)求：
(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向；
(2)地面对斜面的支持力大小(请用超重失重解决)。
第四节　超重和失重
课堂练习
1．B　2.D　3.AD　4.ABC　5.C
6．【答案】(1)2 m/s2　(2)40 N
【解析】(1)由匀加速公式h＝at2可得加速度a＝2 m/s2。
(2)升降机匀加速下降，物体处于失重状态。对物体受力分析可得mg－F＝ma，于是可以得出F＝40 N。
课后练习
1．B　2.AB　3.BD　4.BC　5.C　6.B
7．【答案】(1)3.2 N，方向水平向左　(2)67.6 N
【解析】(1)滑块由静止开始匀加速下滑，
由：L＝at2得：a＝2 m/s2
对木块受力分析，如图1所示：
则：mgsin θ－f1＝ma……①
mgcos θ－N1＝0……②
对斜面受力分析，如图2所示，则：
f2＋f1cos θ＝N1sin θ……③
联立以上三式可得：f2＝3.2 N, 方向向左
即地面对斜面的摩擦力大小为3.2 N，方向向左。
(2)设地面对斜面的支持力N
则：N＝N1cos θ＋f1sin θ
解得N＝67.6 N。