《高考物理总复习之牛顿运动定律的应用――超重与失重》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习之牛顿运动定律的应用――超重与失重（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 超重与失重 问题讨论 问题1 竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤 如图所示 弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m 4kg的物体 试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读数 g取10m s2 1 当电梯以2m S2的加速度向上匀加速运动时 弹簧秤的读数及此时物体所受的重力 G F a F mg ma F 48NG 40N 解 问题讨论 问题1 竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤 如图所示 弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m 4kg的物体 试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读数 g取10m s2 1 当电梯以2m S2的加速度向上匀加速运动时 弹簧秤的读数及此时物体所受的重力 2 当电梯以2m s
2、2的加速度匀加速下降时弹簧秤的读数及物体所受的重力 F 32NG 40N 问题讨论 问题1 竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤 如图所示 弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m 4kg的物体 试分析下列电梯的运动情况下弹簧称的读数 g取10m s2 1 当电梯以2m S2的加速度向上匀加速运动时 弹簧秤的读数及此时物体所受的重力 2 当电梯以2m s2的加速度匀加速下降时弹簧秤的读数及物体所受的重力 3 电梯做怎样的运动时弹簧称的读数为零 知识回顾 一 相关概念 超重现象 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 大于物体所受重力的情况 失重现象 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 小于物体所受重
3、力的情况 此时物体具有向上的加速度 此时物体具有向下的加速度 知识回顾 物体对悬挂物的拉力 或支持物的压力 等于零的状态 一 相关概念 超重现象 失重现象 完全失重 此时物体的加速度为g 思考 那些运动形式的物体处于完全失重状态 自由落体 竖直上抛 平抛 人造卫星内的物体 总结 超重产生原因 物体具有竖直向上的加速度 失重产生原因 物体具有竖直向下的加速度 发生超重和失重时物体所受的实际重力不变 应用与提高 例1 07年山东 下列实例属于超重现象的是A 汽车驶过拱形桥顶端B 荡秋千的小孩通过最低点C 跳水运动员被跳板弹起 离开跳板向上运动 D 火箭点火后加速升空 例2 2008年 山东 直升机
4、悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子 如图所示 设投放初速度为零 箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比 且运动过程中箱子始终保持图示姿态 在箱子下落过程中 下列说法正确的是 A 箱内物体对箱子底部始终没有压力B 箱子刚从飞机上投下时 箱内物体受到的支持力最大C 箱子接近地面时 箱内物体受到的支持力比刚投下时大D 若下落距离足够长 箱内物体有可能不受底部支持力而 飘起来 C 例3 如图所示 物体B放在真空容器A内 且B略小于A 将它们以初速度竖直上抛 下列说法中正确的是 A 若不计空气阻力 上升过程中 B对A的压力向下B 若不计空气阻力 上升过程中 B对A的压力向上C 若考虑空气阻力
5、上升过程中 B对A的压力向上D 若考虑空气阻力 下落过程中 B对A的压力向上 应用与提高 例4 将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中 如图3 2 26所示 在箱的上顶板和下底板装有压力传感器 箱可以沿竖直轨道运动 当箱以a 2 0m s2的加速度竖直向上做匀减速运动时 上顶板的压力传感器显示的压力为6 0N 下底板的压力传感器显示的压力为10 0N 取g 10m s2 图3 2 26 1 若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的一半 试判断箱的运动情况 2 要使上顶板压力传感器的示数为零 箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的 例5 如图13所示 将一重物用两根轻绳悬挂于升降机中
6、绳AO与天花板的夹角为 绳OB保持水平 当升降机由匀速运动改为加速向上运动时 对于绳中张力正确的说法是 A 绳OC的张力增大B 绳OB的张力不变C 绳OB的张力增大D 绳OA的张力增大取小球为对象由于超重 故OC拉力增大再取结点 受三力合力为零 组成封闭矢量三角形得OA OB的拉力增大如果 30 小球m 1kg OA OB承受最大的拉力30N OC承受最大的拉力20N 如何运动才能使绳不断 ADC 例6 2000年上海高考 匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧 弹簧下端挂有一小球 若升降机突然停止 在地面上的观察者看来 小球在继续上升的过程中A 速度逐渐减小B 速度先增大后减小C 加速度逐渐增大
7、D 加速度逐渐减小 例7 原来做匀速运动的升降机内 有一被伸长弹簧拉住的 具有一定质量的物体A静止在地板上 如图所示 现发现A突然被弹簧拉向右方 由此可判断 此时升降机的运动可能是 减速下降 应用与提高 例8 举重运动员在地面上能举起120kg的重物 而在运动的升降机中却只能举起100kg的重物 求升降机运动的加速度 若升降机以2 5m s2的加速度加速下降 问运动员在其中能举起质量多大的重物 取g 10m s2 解 以重物为研究对象 两种情况下人给重物的力不变 1 G 1000N F 1200N F mg ma a 2m s2 方向向上 2 m 160kg 应用与提高 例9 如图所示 A B
8、两物块叠放在一起 当把A B两物块同时竖直向上抛出时 不计空气阻力 则 A A的加速度大小小于gB B的加速度大小大于gC A B的加速度大小均为gD A B间的弹力为零 例10 金属小筒的下部有一个小孔A 当筒内盛水时 水会从小孔中流出 如果让装满水的小筒从高处自由下落 不计空气阻力 则在小筒自由下落的过程中 A 水继续以相同的速度从小孔中喷出B 水不再从小孔中喷出C 水将以较小的速度从小孔中喷出D 水将以更大的速度从小孔中喷出 例11 关于超重和失重 下列说法中正确的是 A 物体处于失重状态时 所受重力减小 处于超重状态时所受重力增大 B 在电梯上出现失重状态时 电梯必定处于下降过程C 完
9、全失重就是物体一点重力都不受了D 在绕地球运动的宇宙飞船内 天平将不能用来测量物体的质量 应用与提高 例12 人在磅秤上静止称量时为mg 若人突然下蹲时磅秤的指针应如何变化 磅秤的指针先偏小然后变大 应用与提高 例13 如图所示 是电梯上升的v t图线 若电梯的质量为100kg 则承受电梯的钢绳受到的拉力在0 2s之间 2 6s之间 6 9s之间分别为多大 g取10m s2 与图象结合的题目 应用与提高 例14 质量为200kg的物体 置于升降机内的台秤上 从静止开始上升 运动过程中台秤的示数F与时间t的关系如图所示 试画出升降机在7s内的速度 时间图象 并求出升降机在7s内上升的高度 g 1
10、0m s2 例15 如图所示 质量为M的框架放在水平地面上 一根轻质弹簧的上端固定在框架上 下端拴着一个质量为m的小球 在小球上下振动时 框架始终没有跳起地面 当框架对地面压力为零的瞬间 小球加速度的大小为 应用与提高 例4 试分析人站在体重计上下蹲过程中体重计的示数变化过程 例5 分析下列一组问题 例5 如图 一倾角为370的斜面固定在水平地面上 斜面的上表面光滑 斜面的质量为10kg 现将一质量为5kg的物体放在斜面上 试 定量计算地面对斜面的支持力和摩擦力的大小 超重失重 超重与失重1 物在平衡状态受到的支持力与重力是一对平衡力当物体有竖直向上加速度时物体受到的支持力大于重力叫物体超重当
11、物体有竖直向下加速度时物体受到的支持力小于重力叫物体失重2 在用牛顿第二定律列方程时这里的支持力和加速度都在竖直方向 所不变的量物体的重力3 有超重和失重概念后虽然还是牛顿第二定律列方程 但我们事先清楚在竖直方向的支持力比重力大还是小3 弹簧秤上端挂在升降机的顶板上 下端挂一质量为2kg的物体 例1 当升降机在竖直方向运动时 弹簧秤的示数始终是16N 如果从升降机的速度为3m s时开始计时 则经过1s 升降机的位移可能是 g取10m s2 A 2mB 3mC 4mD 8m AC 物体的质量为25 放在静止的升降机的底板上 物体的上端与一根轻弹簧相连 弹簧的另一端吊在一个支架上 如图所示 测得物体对升降机底板的压力是200N 当升降机在竖直方向上如何运动时 物体可能离开升降机的底板 g取10m s2 先由平衡时物体受力可得弹簧的拉力为50N再由底板的支持力为零 物体受重力和弹簧的支持力求得物体的加速度3 某人在地面上 最多能举起600N的物体 而在竖直方向运动的升降机内能举起800N的物体 取g 10m s2 则电梯的运动情况可能是 A 以2 5m s2的加速度加速下降B 以7 5m s2的加速度减速下降C 以7 5m s2的加速度加速上升D 以2 5m s2的加速度减速上升 AD 应用与提高例5拓展
