（人教版）初升高物理暑假预习4.6 超重和失重（讲义）（学生版+教师版）

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知识点1 超重和失重
1.超重和失重的概念
(1)实重:物体实际所受的重力.物体所受的重力不会因为物体运动状态的变化而变化.
(2)视重:当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重. 视重大小等于弹测力计所受物体的拉力大小或台秤所受物体的压力大小.
[注意]因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于实重,所以我们用弹簧测力计测物体的重力时,应在物体静止或匀速运动时进行.
(3)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现象即此时视重大于实重.
(4)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现象即此时视重小于实重.
(5)完全失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象,即此时视重为零。
(1)发生超重或失重现象时,物体的重力没有变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)变大或变小了(即视重变大或变小了).
(2)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如:天平不能使用、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。
视重与实重的区别
电梯匀速运动时，体重秤上小朋友的视重等于实重;电梯向上加速运动时,视重大于实重;电梯向下加速运动时,视重小于实重
以电梯加速下降为例,沿加速度的方向建立坐标轴x,由牛顿第二定律知mg-N=ma,N=mg-ma;由牛顿第三定律可知，人对台秤的压力N'与台秤对人的支持力相等，即N'=mg - ma.
2.超重和失重时物体的运动状态
(1)超重:在竖直方向上有 F-mg=ma则F=mg +ma>mg,即物体具有向上的加速度时处于超重状态,物体可能是向上加速运动或向下减速运动
(2)失重:在竖直方向上有 mg-F=ma,则F=mg-ma(3)完全失重:F=0,加速度a=g,方向竖直向下。
(1)只要物体有向上或向下的加速度,物体就处于超重或失重状态,与物体的速度方向无关。
(2)即使物体的加速度不沿竖直方向,只要加速度具有竖直向上的分量物体就处于超重状态;同理,只要加速度具有竖直向下的分量,物体就处于失重状态。
【典例1】如图所示，运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，在这两个过程中，下列说法正确的是（ ）

A．加速下降过程处于超重状态
B．加速下降过程处于失重状态
C．减速下降过程处于失重状态
D．减速下降过程处于平衡状态
【典例2】如图所示，人站在地板水平的电梯内的台秤上， 人与电梯相对静止一起运动，如果人对台秤的压力大小为F1，台秤对人的支持力大小为F2，人受到的重力大小为G，则下列说法正确的是（ ）

A．当电梯加速上升时，F1小于G
B．当电梯减速上升时，F1小于F2
C．F1和F2是一对平衡力
D．F1和F2不能求合力
【典例3】在升降机里，一个小球系于弹簧下端，如图所示，升降机静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动时，弹簧伸长2cm，则升降机运动情况是（ ）

A．以的加速度加速下降
B．以的加速度减速上升
C．以的加速度加速上升
D．以的加速度减速下降
【典例4】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是人静止悬吊时的位置，人在从p点下落到最低点c点的过程中，下列说法错误的是（ ）

A．在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态
B．在ac段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后减小，加速度先减小后增大
C．在b点速度最大，加速度为零
D．在c点，速度为零，处于平衡状态
【典例5】如图所示，小车位于水平面上，其上顶板装有压力传感器。车内弹簧处于竖直，弹簧上端把一个物块压在压力传感器上。小车以加速度a向右做匀加速运动，小物块恰好不相对压力传感器滑动，此时压力传感器的示数为。一段时间后，小车沿水平方向从水平面上飞出，落地前压力传感器的示数为，该过程弹簧一直处于竖直。忽略空气阻力，重力加速度为g，则小物块与压力传感器间的动摩擦因数为（ ）
A．B．C．D．
【典例6】（多选）某人乘电梯从楼到楼的图像如图，下列说法正确的是（ ）

A．内物体做匀加速直线运动，加速度为
B．内物体做匀速直线运动，速度保持不变
C．内，物体做匀减速直线运动，处于失重状态
D．内，此人经过的位移为
【典例7】一个重为的人站在升降机内的磅秤上，在升降机运动的过程中看到磅秤示数为，，则升降机的运动情况可能是（ ）
A．向上加速，加速度大小为2m/s2B．向下加速，加速度大小为1m/s2
C．向上减速，加速度大小为2m/s2D．向下减速，加速度大小为1m/s2
【典例8】（多选）如图甲，某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器读数F随时间t变化的图像如图乙，下列说法正确的是（ ）
A．该同学重力约为500N
B．下蹲过程中该同学始终处于失重状态
C．该同学完成了一次下蹲再起立的动作
D．起立过程中该同学对传感器的压力小于传感器对该同学的支持力
一、单选题
1．潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”。如图甲所示，某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时，该潜艇“掉深”，随后采取措施成功脱险，在时间内潜艇竖直方向的图像如图乙所示（设竖直向下为正方向）。不计水的粘滞阻力，则（ ）
A．潜艇在“掉深”时的加速度为
B．潜艇回到初始高度
C．潜艇竖直向下的最大位移为
D．潜艇在时间内处于超重状态
2．升降机内地板上放有物体A，其上再放另一物体B，二者的质量分别为MA、MB。当升降机以加速度a向下加速运动时（aA．MAgB．
C．D．
3．引体向上是高中学生体质健康标准的选测项目，如图甲所示，质量为60kg的男同学用双手抓住单杠做引体向上，在竖直向上的运动过程中，他重心运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，重力加速度大小取10m/s2，由图像可知（ ）
A．t=0.5s时，单杠对他的支持力约为582N
B．t=1.1s时，他向上运动到最高点
C．t=1.5s时，他处于失重状态
D．t=1.5s时，单杠对他的支持力约为600N
4．年糕是我国很多地方传统的新年应时食品，打年糕时一般需要用木制榔头反复捶打石槽中煮熟的糯米如图所示。用木制榔头捶打年糕的过程中，放在水平地面上的石槽始终未动，下列说法正确的是（ ）
A．整个下降过程中榔头始终处于失重状态
B．榔头对年糕的弹力是年糕发生形变引起的
C．年糕凹陷，说明榔头对年糕的打击力大于年糕对榔头的支持力
D．榔头向下打击年糕时，地面对石槽的支持力大于石槽和年糕的总重力
5．如图，质量为M的大圆环中间有一立柱，其上串着一个质量为m的球，球和立柱间有摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．小球在立柱上端由静止释放，若加速下滑，则地面对大圆环的支持力大于
B．小球在立柱上以一定的速度向下运动，若减速下滑，则地面对大圆环的支持力小于
C．小球在立柱上以一定的初速度向上运动，只要初速度足够大，小球就能通过摩擦力将大圆环托离地面
D．小球在立柱上以一定的初速度向上运动，只要加速度足够大，小球就能通过摩擦力将大圆环托离地面
6．如图所示为影视摄影区的特技演员高空速滑的图片，钢索与水平方向的夹角，质量为m的特技演员（轻绳、轻环质量忽略不计），利用轻绳通过轻质滑环悬吊在滑索下。在匀速下滑过程中，不计空气阻力，已知，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．钢索对轻质滑环的作用力垂直于钢索向上B．演员处于完全失重状态
C．钢索与滑环间的动摩擦因数为0.6D．钢索对滑环的摩擦力为0.6mg
7．人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像（图）如图所示，则（ ）

A．下蹲过程中最大加速度为6m/s2B．人在下蹲过程中，力的示数先变大，后变小
C．人在站起过程中，先失重后超重D．人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作
8．如图是航天飞船返回验返回地面的示意图，其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，距地面一定高度时，点燃返回舱的缓冲火箭，返回开始减速下降运动，落地速度恰返好为零，返回能安全着陆，则（ ）
A．返回舱在喷气过程中处于平衡状态B．返回舱匀速运动过程中处于失重状态
C．火箭点燃后伞绳对返回舱的拉力不变D．火箭开始喷气瞬间返回舱获得向上的加速度
9．在蹦床运动过程中，用力传感器测出弹簧床对运动员的弹力F，下图是绘制的F随时间t的变化图像，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员的质量为40kgB．运动员在3.6s~4.8s内处于超重状态
C．运动员的最大加速度大小为50m/s2D．运动员离开蹦床上升的最大高度为3.2m
10．某同学站在电梯底板上，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，如图所示的v-t图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（取向上为正方向）。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）
A．在0~5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态
B．在5~10s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态
C．在10~20s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
D．在20~25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
11．在某次无人机操控比赛中，一名选手操纵无人机沿竖直方向运动，无人机的图像如图所示，取竖直向上为正方向，对无人机的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．0~0.5s内的加速度大于0.5s~1.0s内的加速度
B．0.5s~1.0s内的加速度方向发生变化
C．0.5s时距离地面的高度最大
D．1.5s~2.0s内无人机处于超重状态
12．如图，密闭玻璃水壶内有一铁球悬挂在水中。现用激光将悬挂铁球的细线烧断，请问此时台秤示数（ ）
A．变大B．变小C．不变D．无法判断
13．我国空降部队在抗震救灾过程中多次建立功勋，这与伞兵们平时严格的训练是分不开的。一伞兵从高空悬停的直升机上无初速度下落，5s后打开降落伞。规定竖直向下为正方向，其沿竖直方向运动的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．0～5s内伞兵处于完全失重状态B．5～9s内，伞兵处于超重状态
C．伞兵下落50m时速度小于D．5～9s内伞兵所受的合力越来越大
14．蹦极是一项极限运动，在做好充足防护的情况下，人们可以感受完全失重的刺激。蹦极所用绳索的弹力大小遵循胡克定律，人下降过程中的加速度随位置变化的图像如图所示，图中，已知蹦极者的质量为m，重力加速度为g（忽略空气阻力以及绳索的重力），下列说法正确的是（ ）
A．从到，人处于失重状态
B．从到，人处于超重状态
C．下降到时，人受到的拉力等于
D．下降到时，人受到的拉力大于
15．如图所示为某工地上的自动卸货车作业过程，卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，倾角先缓慢增大，当货物开始加速下滑时倾角保持不变。在卸货的全过程中（ ）

A．货物受到车厢的摩擦力一直增大
B．货物受到车厢的支持力一直减小
C．地面对货车的支持力一直大于总重力
D．地面对货车的支持力大小先等于总重力后小于总重力
二、多选题
16．如图所示，斜面体放在水平面上，一个光滑物块从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑动，速度减为零后又向下滑动，斜面体始终保持静止，则物块在斜面上运动过程中（ ）

A．物块先超重后失重
B．水平面对斜面体的支持力不变
C．水平面对斜面体的摩擦力始终向左
D．物块运动到最高点时，水平面对斜面体的摩擦力为零
17．电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取10 m/s2）（ ）
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4 m/s2
C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2
D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为4 m/s2
18．某同学在地面上用体重计称得体重为490N。他将体重计移至电梯内称其体重，至时间段内，体重计的示数如图甲所示，电梯运行的v-t图像可能是下图中的哪一个？（取电梯向下运动的方向为正）（ ）
A．B．
C．D．