课后素养落实21超重与失重

课后素养落实

（二十一）超重与失重（建议用时分钟）25◎考点一超重现象.如图所示，在台秤的托盘上放一个支架，支架上固定一电磁铁电磁铁1A,A的正下方有一铁块电磁铁不通电时，台秤的示数为某时刻接通电源,在铁块3,A G.区被吸引起来的过程中，台秤的示数将（）不变变大A.B.变小忽大忽小C.D.[很多同学认为，当铁块被吸起时脱离台秤，所以对台秤的压力消失，台B3科的示数减小，从而错选其实，铁块区被吸起的过程是铁块区加速上升的过程，C.处于超重状态，即整体处于超重状态，所以整体对托盘的压力大于整体的重力.故选项正确.]B在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为机

2.的物体.当电梯匀速运动时，弹簧被压缩了某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了X,忐，重力加速度为g.则电梯在此时刻后的运动情况可能是（）以大小为转的加速度加速上升A.以大小为强的加速度减速上升B.以大小为常的加速度加速下降C.以大小为常的加速度减速下降D.[因为电梯匀速运动时，弹簧被压缩了由此可以知道，mg=kx当弹簧又被D x,9继续压缩了弹簧的弹力变大了，所以物体的合力应该是向上的，大小是由牛mmg,顿第二定律=机可得，-j^mg=ma所以加速度大小为=而g,合力是向上的，当b9然加速度的方向也就是向上的，此时物体可能是向上的匀加速运动，也可能是向下的匀减速运动，所以正确.]D◎考点二失重现象（多选）原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质

3.量的物体静止在地板上，如图所示，现在发现突然被弹簧拉向右方，由此可A A判断此时升降机的运动可能是（）A.加速上升B.减速上升C.加速下降D.减速下降［物体原来静止，说明物体在水平方向和竖直方向都受BC A力平衡，水平方向摩擦力与弹簧的弹力相平衡，竖直方向支持力与重力相平衡.现在发现物体被拉向右方，说明滑动摩擦力小于弹簧的拉力，而滑动摩擦力又与正A压力（或支持力）成正比，所以是支持力减小了，从而得出结论物体处于失A重状态，即有向下的加速度，故做向上减速或向下加速运动，所以、不正确.A D故、正确.］B C.如图所示，小球的密度小于水的密度，球固定在弹簧的上端，弹簧的下4端定于杯底，它们完全浸没在水中，当装置静止时，弹簧的伸长量为当整个装G置自由下落时，弹簧的伸长量将（A.仍为Ax B.小于AxC.大于AxD.等于零［当整个装置自由下落时，球、水都处于完全失重状态，水对球的浮力为D零，球对弹簧的压力为零，所以弹簧恢复到原长，故选项正确.］=0,D◎考点三超、失重的比较及有关计算.（多选）“蹦极”是一项非常刺激的运动，某人身系弹性绳由高空尸点5自由卜落，图中〃点是弹性绳的原长位置，点是人所能到达的最低点，力点是人静止c悬吊着时的平衡位置，人从尸点落下到最低点的过程中（c人在网段做自由落体运动，处于完全失重状态A.在段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态B.H在曲段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C.在点，人的速度为其加速度为D.c0,0［根据题中所提供的信息，把物理情景转化为一种物理模型，分析人的运动AB过程，结合超重、失重的概念来处理.人从尸点到点的过程中，川段做自由落体c运动，加速度为方向竖直向下，处于完全失重状态，选项正确；ab段做加速g,A度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下，处于失重状态，选项正B确；be段做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上，处于超重状态，选项错误；在点，拉力大于重力，加速度不为选项错误.]C0,D（多选）如图所示是某同学站在力板传感器上做下蹲一起立的动作时记

6.录的压力方随时间变化的图线.由图线可知该同学（）1体重约为A.650NC.做了一次下蹲一起立的动作，且下蹲后约2s起立做了两次下蹲一起立的动作B.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态D.[当该同学站在力板传感器上静止不动时，其合力为零，即压力读数恒等于AC该同学的体重值，由图线可知该同学的体重约为正确；每次下蹲,该同650N,A学都将经历先向下做加速（加速度方向向下）、后减速（加速度方向向上）的运动，即先经历失重状态，后经历超重状态，读数尸先小于体重，后大于体重；每次起立，该同学都将经历先向上做加速（加速度方向向上）、后减速（加速度方向向下）的运动，即先经历超重状态，后经历失重状态，读数方先大于体重，后小于体重.由图线可知正确，、错误.]C BD.某同学为了研究超重和失重现象，将重为的物体带进竖直升降的750N电梯中，放置在压力传感器的水平载物面上，电梯由启动到停止的过程中，测得为1和V29由此他做出判断）电梯在上升，V1V2A.电梯在上升，V1V2B.C.电梯在下降，V1V2D.电梯在下降，V1V2压力（）一时间⑺变化的图像如图所示，设在=和t=8时电梯的速度分别F3s s2物体最后静止时对地面的压力等于重力，所以根据牛顿第二定律可知，B[电梯向上加速，匀速，向上减速，后静止.在时物0〜4s4〜14s14〜18s18s A=3s体仍然做加速运动，所以人时刻的速度小于，时的速度，而，时电梯的=4s2=8s速度等于时的速度，所以故正确.]f=4s gv02,B.重为的物体挂在竖直弹簧秤上，弹簧秤上端固定在电梯顶板上，如图所82N示,当电梯竖直下降过程中，发现弹簧秤上的示数为则电梯的加速度1N.〃（）ag,方向竖直向下A.a=g方向竖直向下B.9ag方向竖直向上C.9a=g,方向竖直向上D.［对物体进行受力分析，物体受重力和弹簧秤的拉力厂作用，取竖直向上为A正方向，根据牛顿第二定律知F—mg=ma得物体的加速度为P-1-2a=一~—=02m/s2=—5m/s2,负号表示物体的加速度方向竖直向下,小于重力加速度.所以、、错误，正确.］B CD A质量为的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列运动时,体重

9.60kg计的读数是多少？g取10m/s21升降机匀速上升，其速度0=2m/s；2升降机以2m/s2的加速度匀加速上升；3升降机以2m/s2的加速度匀加速下降；4升降机以2m/s2的加速度匀减速下降.［解析］以升降机中的人为研究对象进行受力分析，如图所示:当升降机匀速上升时Ni-mg=0,所以Ni=mg=600根据牛顿第三定律，人1N,对体重计的压力即读数为600N.当升降机以的加速度匀加速上升时，的方向竖起向上，由牛顿第二22m/s2Q定律得Ni-mg=ma所以N2=mg+〃=6010+2N=720N,根据牛顿第三定律，9人对体重计的压力即读数为超重.720N⑶当升降机以的加速度匀加速下降时，〃的方向竖直向下，由牛顿第2m/s2二定律得mg-N3=ma所以〃=桃一=四=此根据牛顿96010—24809第三定律，人对体重计的压力即读数为失重.480N当升降机以的加速度匀减速下降时，的方向竖直向上，由牛顿第42m/s2a二定律得N4~mg=ma所以根据牛顿第三定律，人对体重计的N4=mg+a=720N,9压力即读数为超重.720N［答案］1600N2720N3480N4720N建议用时分钟

15.多选如图所示，小球放在真空正方体容器内，球的直径恰好等于10B A B的内边长，现将它们以初速度竖直向上抛出，下列说法中正确的是A若不计空气阻力，下落过程中，对没有弹力A.8A若考虑空气阻力，上升过程中，对的弹力向下B.4B若考虑空气阻力，下落过程中，对的弹力向上C.3A若不计空气阻力，上升过程中，对有向上的弹力D.A8[将容器以初速度伙）竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究对AB象，根据牛顿第二定律得到加速度为再以容器为研究对象，上升和下落过程g,A其合力等于其重力，则对没有压力，对也没有支持力，故正确,错5A A B AD误；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到上升过程加速度大于再以球为研究对象，根据牛顿第二定律分析〃受到的合力大于重g,5力，除受到重力外，还应受到向下的压力，对的压力向下，故正确；若考B A8B虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到下落过程加速度小于g,再以〃为研究对象，根据牛顿第二定律分析受到的合力小于重力，除受到重AB力外，还应受到向上的力，即对的支持力向上，对的压力向下，故错ABB AC误.]如图所示，台秤上放置盛水的杯子，杯底用细线系一木质小球，若细线1L突然断裂，则在小木球上浮到水面的过程中，台秤的示数将（）变小A.变大B.不变C.无法判断D.[将容器和木球视为整体，整体受台秤竖直向上的支持力和竖直向下的重力.A当细线被剪断后，其实际效果是在木球向上加速运动的同时，木球上方与木球等体积的水球，将以同样大小的加速度向下加速流动，从而填补了木球占据的空间，由于水邛木，水球的质量大于木球的质量，故木球和水组成系统的重心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故台秤的示数将变小，正确.]A实验小组为了测量一栋层的写字楼每层的平均高度（层高）及电梯运行

12.26情况，请一质量为帆的同学站在放于电梯的水平地板上的体重计上，体重=60kg计内安装有压力传感器，电梯从一楼直达楼，已知，至内，电梯静止不26=0f=ls动，与传感器连接的计算机自动画出了体重计示数F随时间变化的图线，如图所示，求电梯启动和制动时的加速度大小；1该大楼每层的平均层高.2［解析］电梯启动，即加速向上运动，加速度向上，处于超重状态，11〜3s对于此状态有Fi—mg=mai代入数据解得ai=2m/s29电梯制动，即向上减速运动，加速度向下，处于失重状态，对于此状21〜23s态有mg—F3=ma3代入数据解得的=2m/s

2.9电梯匀速运动的速度v=aiti=42m/s匀加速上升的位移为=^vtixi=^X4X2m=4m从图中读得，电梯匀速上升的时间打=所以匀速上升的位移为必=”18S,2=4X18m=72m匀减速上升的时间为所以位移为2s,3=；3=；X4X2m=4m尸_工_弛层er向入m=

3.2m.=25=25所以总位移=+2+3=80mX XIX X［答案］⑴2m/s22m/s

223.2m一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面的高处，然后让座舱自由落

13.75m下.落到离地面高时，制动系统开始启动，座舱均匀减速，到地面时刚30m好停下.若座舱中某人用手托着机的铅球，取试求:=5kg g=10m/s2,⑴从开始下落到最后着地经历的总时间;⑶当座舱落到离地面15m的位置时，铅球对手的压力是多少⑵当座舱落到离地面的位置时，手对铅球的支持力是多少35m［解析］由题意可知，座舱先自由下落1加=75m-30m=45m由加=；g日得h=\J^=3s下落时的速度Vi=gh=3045m m/s减速过程中的平均速度—力v万=2=15m/shl减速时间t===2s2V2总时间t=ti+t=5s.2离地面时，座舱自由下落，铅球处于完全失重状态，所以手对铅球的235m支持力为零.由况且加=〃必得减速过程中加速度的大小3=22a=15m/s2或a=~=15m/s2ti根据牛顿第二定律N—mg=ma解得N=125N根据牛顿第三定律可知，铅球对手的压力为125N.［答案］15s203125N。