1、4.6 失重和超重1.如图所示为一物体随升降机由一楼竖直向上运动到某高层的过程中的v-t图像,则()A.物体在02 s处于失重状态B.物体在28 s处于超重状态C.物体在810 s处于失重状态D.由于物体的质量未知,所以无法判断超重、失重状态【解析】选C。从加速度的角度判断,由题意知02 s物体的加速度方向竖直向上,则物体处于超重状态;28 s物体的加速度为零,物体处于平衡状态;810 s物体的加速度方向竖直向下,则物体处于失重状态,故C正确。【加固训练】某人乘坐电梯上升,电梯运行的v-t图像如图所示,则人处于失重状态的阶段是()A.OP段B.PM段C.MN段D.NQ段【解析】选D。由图可知,
2、在OP段电梯静止,人不是处于失重状态。故A错误;在PM段内,电梯匀加速上升,加速度方向向上,人处于超重状态。故B错误;在MN段内,电梯匀速上升,加速度为0,人不是处于失重状态。故C错误;在NQ段内,电梯匀减速上升,加速度方向向下,人处于失重状态。故D正确。2.(多选)第二届进博会于2019年11月在上海举办,会上展出了一种乒乓球陪练机器人,该机器人能够根据发球人的身体动作和来球信息,及时调整球拍将球击回。若机器人将乒乓球以原速率斜向上击回,球在空中运动一段时间后落到对方的台面上,忽略空气阻力和乒乓球的旋转。下列说法正确的是()A.击球过程合外力对乒乓球做功为零B.击球过程合外力对乒乓球做功不为
3、零C.在上升过程中,乒乓球处于失重状态D.在下落过程中,乒乓球处于超重状态【解析】选A、C。球拍将乒乓球原速率击回,可知乒乓球的动能不变,可知合力做功为零,故A正确,B错误;在乒乓球的运动过程中,加速度方向向下,可知兵乓球处于失重状态,故C正确,D错误。故选A、C。3.若货物随升降机运动的v-t图像如图所示(取竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t变化的图像可能是()【解析】选B。将整个运动过程分解为六个阶段。第一阶段货物先向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得mg-F1=ma,解得F1=mg-mamg;第四阶段货物向上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得F4-mg=ma,解得F
4、4=mg+mamg;第五阶段货物做匀速直线运动,F5=mg;第六阶段货物向上做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得mg-F6=ma,解得F6=mg-mamg。故B正确,A、C、D错误。4.(教材二次开发【练习】T4变式)如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动。g取10 m/s2。下列各种情况中,体重计的示数最大的是()A.电梯匀减速上升,加速度的大小为1.0 m/s2B.电梯匀加速上升,加速度的大小为1.0 m/s2C.电梯匀减速下降,加速度的大小为1.5 m/s2D.电梯匀加速下降,加速度的大小为1.5 m/s2【解析】选C。由题意可知,体重计的示数最大时,人应具有向上的最大加速度
5、,处于超重状态,故A、D错误;由F-mg=ma,可得F=mg+ma,则当a=1.5 m/s2时体重计的示数最大,故C正确,B错误。5.一个质量是60 kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤,弹簧秤下面挂着一个质量为m=5 kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧秤的示数为40 N,g取10 m/s2,求:(1)此时升降机的加速度的大小。(2)此时人对地板的压力。【解析】(1)弹簧秤对物体的拉力T=40 N,对物体由牛顿第二定律可得:T-mg=ma解得:a= m/s2=-2 m/s2故升降机加速度大小为2 m/s2。(2)设地板对人的支持力为N,对人由牛顿第二定律可得:N-Mg=Ma解得:N=Mg+Ma=6010+60(-2) N=480 N。由牛顿第三定律可得人对地板的压力大小为480 N,方向竖直向下。答案:(1)2 m/s2(2)480 N,方向竖直向下
