1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第六节失重和超重一、概念判断1在超重和失重情况下，物体的重力是不会改变的。()2严格来说，体重计测量的是重量，而不是重力。()3不计空气阻力，向任何方向抛出的物体在空中时，都处于完全失重的状态。()4坐在向上加速运动的火箭内，航天员要承受大于自身重力的压力。()5在一架上升的电梯内，所有的物体均处于超重状态。()提示：只有电梯加速上升或者减速下降的时候，物体处于超重状态。二、选择题1如图所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重，一个可乘几十个人的水平座舱套在竖直柱子上
2、由升降机先送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置，制动系统启动，到地面时刚好停下，整个过程中()A.一直处于失重状态 B先失重后超重C一直处于超重状态 D先超重后失重【解析】选B。开始制动前，座舱做自由落体运动，处于失重状态，制动后，做向下的减速运动，则物体处于超重状态，故B正确，A、C、D错误。2“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点是弹性绳的原长度位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。人在从P点下落到最低点c点的过程中()A.人在a点时速度最大B人在ab段做加速度增大的加速运动，处于失重状态C在bc段绳的拉力大于人的重
3、力，人处于超重状态D在c点，人的速度为零，处于平衡状态【解析】选C。在a点，人的重力大于弹力，加速度向下，做加速运动，根据牛顿第二定律知，加速度减小，当到达b位置，重力和弹力相等，速度最大，从b到c，重力小于弹力，加速度方向向上，向下做减速运动，处于超重状态，故C正确，A错误；在ab段绳的拉力小于人的重力，加速度向下，人处于失重状态，根据牛顿第二定律得mgFma，由此可知加速度逐渐减小，故B错误；c点速度为零，加速度不为零，不是平衡状态，故D错误。3(金榜原创题)(多选)如图为10米跳台运动员在决赛中的关键一跳，关于运动员在从起跳到落水的过程中，下列说法正确的是()A.起跳离开跳台以后，重心在
4、上升的过程中，运动员处于超重状态B在起跳的过程中，跳台对他的作用力大于他对跳台的作用力C起跳未离开跳台向上加速的过程中，跳台对他的作用力大于运动员的重力D运动员离开跳台到落水的过程中一直处于失重状态【解析】选C、D。运动员离开跳台到落水的过程中，只受到重力作用，因此一直处于失重状态，A错，D对。他对跳台的作用力与跳台对他的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故选项B错误；在起跳未离开跳台向上加速的过程中，运动员具有向上的加速度，因此跳台对他的作用力大于重力，C对。4在探究超重和失重的规律时，某体重为G的同学站在压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到的
5、压力FN随时间t变化的图像可能是图中的()【解析】选D。该同学站在压力传感器上完成一次下蹲动作的过程中，先向下加速，后向下减速，其加速度先向下后向上，即先失重后超重，选项D正确，A、B、C错。三、非选择题5. (超重与失重在生活中的应用)一位同学的家住在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度。他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。在整个过程中，他记录了台秤的不同时段内的示数，记录的数据如表所示。但由于
6、03.0 s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来。假设在每个时间段内台秤的示数是稳定的，重力加速度g取10 m/s2。(1)电梯在03.0 s时间段内台秤的示数应该是多少？(2)根据测量的数据，计算该座楼房每一层的平均高度。【解析】(1)台秤示数即为人对台秤的压力，其大小等于台秤对人的支持力，故在1319 s内，a10.8 m/s2最大速度：vma1t4.8 m/s由图像可以知道：03 s内加速度为a2 m/s21.6 m/s2台秤对人的支持力为N，根据牛顿第二定律得：Nmgma2解得：Nmgma25(101.6) N58 N 由牛顿第三定律知，人对台秤的压力为58 N，所以台秤示数
7、为5.8 kg(2)由vt图像的面积表示位移，则019 s内位移：x69.6 m每层楼高：h m2.9 m答案：(1)5.8 kg(2)2.9 m1为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅上表面始终保持水平，如图所示。当此车加速下坡时，一位乘客正盘腿坐在座椅上，则下列说法正确的是()A乘客所受合外力可能竖直向下B支持力可能大于重力C若乘客未接触座椅靠背，则应受到向前(水平向左)的摩擦力作用D可能处于超重状态【解析】选C。当车加速下坡时，加速度方向沿斜坡向下，乘客的加速度与车的加速度相同，乘客所受合外力沿斜坡向下，故A项错误。乘客的加
8、速度沿斜坡向下，将加速度分解成水平方向和竖直方向，则乘客的加速度有竖直向下的分量，乘客处于失重状态，所受支持力小于重力，故B、D项错误。若乘客未接触座椅靠背，乘客的加速度沿斜坡向下，将加速度分解成水平方向和竖直方向，则乘客受力如图，即乘客受到向前(水平向左)的摩擦力作用，故C项正确。2一个质量为50 kg的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上，他看到升降机上挂着重物的弹簧测力计上的示数为40 N，已知重物质量为5 kg，g取10 m/s2，则升降机中重物所处状态和这时人对升降机地板的压力为()A超重状态，500 NB超重状态，50 NC失重状态，400 N D失重状态，40 N【解析】选C。设
9、弹簧测力计的示数为F，重物质量为m，对重物应用牛顿第二定律得mgFma解得a2 m/s2，方向向下，重物处于失重状态。设人的质量为M，升降机地板对人的支持力为FN，对人利用牛顿第二定律得MgFNMa解得FN400 N，根据牛顿第三定律，人对升降机地板的压力大小为400 N，方向竖直向下，故选C。3图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是力板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g10 m/s2。根据图像分析可知()A人的重力可由b点读出，约为300 NBb到c的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态C人在双脚离开力板的过程中，处于完全失重
10、状态D人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度【解析】选C。开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力约为900 N，人的重力也约为900 N，故A错误；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；b到c的过程中，人先处于失重状态再处于超重状态，故B错误；双脚离开力板的过程中只受重力的作用，处于完全失重状态，故C正确；b点弹力与重力的差值要小于c点弹力与重力的差值，则人在b点的加速度要小于在c点的加速度，故D错误。4. (多选)为了备战东京奥运会，我国羽毛球运动员进
11、行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m50 kg的运动员原地静止站立(不起跳)摸高为2.10 m，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5 m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90 m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10 m/s2。则()A运动员起跳过程处于超重状态B起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大C起跳过程中运动员对地面的压力为960 ND从开始起跳到双脚落地需要1.05 s【解析】选A、D。运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据2ghv2可知v m/s4 m/s；在起跳过程中可视为匀加速直线运动，加速度方向竖直向上，所以运动员起跳过程
12、处于超重状态，根据速度位移公式可知2ahv2，解得a m/s216 m/s2，对运动员根据牛顿第二定律可知FNmgma，解得FN1 300 N，根据牛顿第三定律可知，对地面的压力为1 300 N，故选项A正确，C错误；在起跳过程中做匀加速直线运动，起跳过程的平均速度1，运动员离开地面后做竖直上抛运动，离地上升到最高点过程的平均速度2，故选项B错误；起跳过程运动的时间t1 s0.25 s，起跳后运动的时间t20.4 s，故运动的总时间tt12t21.05 s，故选项D正确。5用外力F拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a随外力F的变化关系如图所示，下列说法正确的是()A.物体的质量为
13、B地球表面的重力加速度为2a0C当a0时，物体处于失重状态D当aa1时，拉力Fa1【解析】选A。当F0时aa0，此时的加速度为重力加速度，故ga0，所以B错误。当a0时，拉力FF0，拉力大小等于重力，故物体的质量为，所以A正确；当a0时，加速度方向竖直向上，物体处于超重状态，所以C错误；当aa1时，由牛顿第二定律得Fmgma1，又m、ga0，故拉力F(a1a0)，所以D错误。利用阿特伍德机可以研究超重和失重现象，其研究步骤如下：如图所示，原来定滑轮左右两侧都悬挂质量为2m的物块，弹簧测力计示数为2mg。若在右侧悬挂的物块上再增加质量为m的物块，左侧物块将获得向上的加速度，可观察到弹簧测力计上的示数变大，左侧物块处于超重状态；若将右侧物块的质量减小到m，左侧物块将向下做加速运动，可观察到弹簧测力计上的示数变小，左侧物块处于失重状态。请问：左侧物块处于超重状态时，弹簧测力计的读数是多少？左侧物块处于失重状态时，弹簧测力计的读数又是多少？(不计连接物块的细线和弹簧测力计的质量)【解析】左侧物块处于超重状态时，对左侧物块受力分析知F2mg2ma，对右侧的物块受力分析知3mgF3ma联立解得Fmg左侧物块处于失重状态时，对左侧物块受力分析知2mgF2ma对右侧的物块受力分析知Fmgma联立解得Fmg。答案：mgmg关闭Word文档返回原板块11
