《走向高考》2013高考物理总复习 3-3超重与失重 瞬时问题
《走向高考》2013高考物理总复习 选3-3-3热力学定律与能量守恒定律 57张
人教版 ·高考一轮总复习
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
选考内容
选考内容
选修3-3
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
选修 3-3
选考内容
选修3-3
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
第3讲
热 学 律 能 守 定 力 定 与 量 恒
增加 多 ； 统 出 少系放了
减少 多 。 少
等效 的。
() 做 和 传 对 变 体 内 是 2 功热递改物的能
必考内容 选修3-3 第3讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
归领 纳悟 1．热 递 传 () 热 递 条 ： 物 温 不 。 1 传的件两体度同 只要存在温度差，热传递过程就会进行，与原来物体内 能 多 大 无 。传 过 能 可 由能 的 体 的 少 小 关 热 递 程 量 以 内 大 物 传 到 能 的 体 ，可 由 能 的 体到 能 的 内 小 物 上 也 以 内 小 物 传 内 大 物 体。 上
。
必考内容 选修3-3 第3讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
2．能 守 定 量恒律 能既能空 量不凭
产生
，也不能凭空 消失 ，它只能从
一种形式 转化 为另一种形式，或者从一个物体 转移 到另一 个物体，在转化和转移的过程中其总量不变，这就是能的转 化与守恒定律。
必考内容 选修3-3 第3讲
高温 物
。
辐 和热射 。
对 热 导 、热 流 传
必考内容 选修3-3 第3讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
2．热 内 和能 () 热 是 单 的 热 程 系 内 变 的 度 当 统 1 量 在 纯 传 过 中 统 能 化 量 。 系 由态 1经单的热程到态 状 过纯传过达状 U1 就 于 界 系 传 的 量 等外向统递热 系吸了少量系的能 统收多热，统内就 多热，统内就 少量系的能 2， 能 增 内的量 Q，即 ΔU＝Q 。 ΔU＝U2－
物理超重与失重的知识点
物理超重与失重的知识点
超重和失重是物理学中两个重要的概念，涉及到物体在引力场中的运动和受力情况。
以下是关于超重和失重的一些知识点：
1. 超重现象：
- 定义：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。
- 产生条件：当物体具有向上的加速度时，即加速度方向与重力方向相反。
- 示例：电梯加速上升时，人对地板的压力会大于自身重力。
2. 失重现象：
- 定义：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。
- 产生条件：当物体具有向下的加速度时，即加速度方向与重力方向相同。
- 示例：电梯加速下降时，人对地板的压力会小于自身重力，产生“轻飘飘”的感觉。
3. 完全失重：
- 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零的现象。
- 产生条件：当物体具有向下的加速度，且加速度大小等于重力加速度时。
- 示例：在太空中的宇航员处于完全失重状态，因为他们所受的重力被航天器的加速度所抵消。
4. 超重和失重的应用：
- 在超重状态下，物体的重量会增加，可以利用这一点来设计和测试某些机械结构的承载能力。
- 在失重状态下，可以进行一些特殊的实验，如微重力实验，研究物体在无重力环境下的行为。
- 在航天领域，超重和失重现象是航天器发射和返回过程中必须考虑的因素。
总之，超重和失重是物体在引力场中运动时的特殊现象，与物体的加速度方向和大小有关。
理解和掌握超重和失重的概念对于研究物体的运动和受力情况具有重要意义。
3第3课时超重与失重瞬时问题总结
热点二 瞬时加速度的求解 分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬 时前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律 求出瞬时加速度.此类问题应注意两种模型的建立.
1.中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型,具 有以下几个特性: (1)轻:其质量和重力均可视为等于零,且一根绳 (或线)中各点的张力大小相等,其方向总是沿着绳 子且背离受力物体的方向.
10
kg
1 s末人的速度为:v1=a1t1
①(3分) ②(2分)
根据图象可知1 s末到5 s末,人做匀减速运动,5 s
末速度为零,所以人1 s末速度达到最大值由①②代
入数值解得:v1=2.4 m/s,所以最大速度vm=2.4 m/s.(2分)
(2)滑杆的长度等于人在滑杆加速运动和减速运动
通过的位移之和.
面时所能承受的最大作用力为F,下蹲过程受力情况
如图,由第二定律和运动学公式可得:
F-mg=ma
②
a=v02/2x
③
人在空中自由下落过程有:
v02=2(H2-L)g
④
解得:H2=L-x+Fx/mg
⑤
因此人起跳后重心上升的最大高度的范围是
L-x+Fx/mg>H>L+gt2/2
⑥
答案 L-x+Fx/mg>H>L+gt2/2
运动情况
a=0 a的方向竖直向上 a的方向竖直向下
超重、失重 不超重、不失重 超重 失重
视重(F) F=mg F=m(g+a) F=m(g-a)
a的方向竖直向下a=g 完全失重
超重与失重 瞬时问题
超重与失重瞬时问题概念梳理：一、超重和失重1．超重(1)定义：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情况．(2)产生条件：物体具有向上的加速度．2．失重(1)定义：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情况．(2)产生条件：物体具有向下的加速度．3．完全失重(1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象．(2)产生条件：物体的加速度a＝g.二、瞬时问题研究某一时刻物体的受力和运动突变的关系称为力和运动的瞬时问题，简称“瞬时问题”．“瞬时问题”常常伴随着这样一些标志性词语：“瞬时”、“突然”、“猛地”、“刚刚”等．考点精析：考点一超重与失重的理解1．当出现超重、失重时，物体的重力并没变化．2．物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度方向向上还是向下．3．物体超重或失重的大小是ma.4．当物体处于完全失重状态时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等．【例1】2009年在德国柏林进行的世界田径锦标赛女子撑杆跳高决赛中，罗格夫斯卡以4米75的成绩夺冠．若不计空气阻力，则罗格夫斯卡在这次撑杆跳高中 ( ) A．起跳时杆对她的弹力大于她的重力B．起跳时杆对她的弹力小于她的重力C．起跳以后的下落过程中她处于超重状态D．起跳以后的下落过程中她处于失重状态【练习】下列说法正确的是( )A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【例2】如图所示，A、B两个带异种电荷的小球，分别被两根绝缘细线系在木盒内的一竖直线上，静止时，木盒对地的压力为F N，细线对B的拉力为F，若将系B的细绳断开，下列说法中正确的是 ( )A.刚断开时，木盒对地压力仍为F NB.刚断开时，木盒对地压力为（F N+F）C.刚断开时，木盒对地压力为（F N－F）D.在B上升过程中，木盒对地压力逐渐变大【练习】如图所示，A为电磁铁、C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为m1，B为铁片，质量为m2，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为 ( )A．F＝m1g B．m1g<F<(m1＋m2)gC．F＝(m1＋m2)g D．F>(m1＋m2)g【例3】如图所示，斜面体M始终处于静止状态，当物体m沿斜面下滑时有( )A.匀速下滑时，M对地面压力等于（M+m）gB.加速下滑时，M对地面压力小于（M+m）gC.减速下滑时，M对地面压力大于（M+m）gD.M对地面压力始终等于（M+m）g【练习】如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是 ( )A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力【例4】消防队员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为自身重力的几倍？【练习】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。
物理知识归纳之超重和失重现象
物理知识归纳之超重和失重现象物理知识归纳之超重和失重现象在现实学习生活中，大家都背过各种知识点吧？知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识，也就是大纲的分支。
还在为没有系统的知识点而发愁吗？下面是店铺整理的物理知识归纳之超重和失重现象，仅供参考，希望能够帮助到大家。
1.超重现象定义：物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。
产生原因：物体具有竖直向上的加速度。
2.失重现象定义：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情况叫失重现象。
产生原因：物体具有竖直向下的加速度。
3.完全失重现象定义：物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。
产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。
是否发生完全失重现象与运动方向无关，只要物体竖直向下的`加速度等于重力加速度即可。
【超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?】答：不是。
只有在平衡状态下，才能用弹簧秤测出物体的重力，因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。
假若系统在竖直方向有加速度，那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了，大于mg 时叫超重小于mg叫失重(等于零时叫完全失重)。
注意：物体处于超重或失重状态，地球作用于物体的重力始终存在，大小也无变化。
发生超重或失重现象与物体的速度V方向无关，只取决于物体加速度的方向。
在完全失重(a=g)的状态，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。
另外，超重或失重状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。
上述状态中物体的重力始终存在，大小也无变化，自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的，自然重力不变。
2013届高考物理复习创新演练大冲关：3-3超重与失重
一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分．每小题只有一个选项正确)1．(2010·浙江高考)如图1所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是()图1A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力解析：本题考查牛顿运动定律的应用——超重和失重的知识．A、B两物体抛出以后处于完全失重状态，无论是上升还是下降，A物体对B物体的压力一定为零，A选项正确．答案：A2．电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为m的物体．当电梯静止时弹簧被压缩了x；当电梯运动时弹簧又被压缩了x.试判断电梯运动的可能情况是()A．以大小为2g的加速度加速上升B．以大小为2g的加速度减速上升]C．以大小为g的加速度加速下降D．以大小为g的加速度减速下降解析：物体静止时，kx＝mg，当电梯运动时，取向上为正方向，由牛顿第二定律得：2kx－mg＝ma，可求出：a＝g，方向竖直向上，因此电梯可能以大小为g的加速度加速上升，也可能以大小为g的加速度减速下降，故A、B、C均错误，D正确．答案：D3．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图2所示，电梯运行的v－t图可能是图3中的(取电梯向上运动的方向为正)() 图2图3A．①②B．①③C．①④D．②③解析：由G－t图象知：t0～t1时间内该人具有向下的加速度，t1～t2时间内该人匀速或静止，t2～t3时间内，该人具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：t 0～t 3时间内⎩⎪⎨⎪⎧向上减速，静止，向上加速向下加速，匀速，向下减速，故①④正确．答案：C4．(2010·界首调研)如图4所示，地面上有两个完全相同的木块A 、B ，在水平推力F 作用下运动，当弹簧长度稳定后，若用μ表示木块与地面间的动摩擦因数，F N 表示弹簧弹力，则( ) 图4A ．μ＝0时，F N ＝32FB ．μ＝0时，F N ＝FC ．μ≠0时，F N ＝12FD ．μ≠0时，F N ＝F解析：取A 、B 为一整体，F －μ·2mg ＝2ma ，对木块B ，F N －μmg ＝ma ，以上两式联立可得： F N ＝F2，与μ无关，故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C5．如图5所示，两相互接触的物块放在光滑的水平面上，质量分别为m 1和m 2，且m 1＜m 2.现对两物块同时施加相同的水平恒力F ，设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为F N ，则( )图5 A ．F N ＝0B ．0＜F N ＜FC ．F ＜F N ＜2FD ．F N ＞2F解析：①设两物块运动过程中，它们之间的相互作用力为F N ，则对于两物块整体而言，由牛顿第二定律得2F ＝(m 1＋m 2)a ，对于物块m 1而言，由牛顿第二定律得F －F N ＝m 1a ；②将①中的两式联立解得F N ＝F (1－21＋m 2m 1)，因m 1＜m 2，故F N ＜F ，故选项B 正确．答案：B6．如图6所示，被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上，左端拴一质量为10 kg 的物块M .小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5 N 时，物块处于静止状态．当小车以加速度a ＝1 m/s 2沿水平地面向右加速运动时( )图6 A ．物块M 相对小车仍静止 B ．物块M 受到的摩擦力将增大 C ．物体M 受到的摩擦力将减小 D ．物块M 受到的弹簧的拉力将增大解析：由初始条件知最大静摩擦力F f max ≥5 N ，当小车向右加速运动时，取向右为正方向，假设物块仍相对小车静止，由牛顿第二定律得5＋F f ′＝10×1，F f ′＝5 N ，因F f ＝－5 N ，则A 正确．答案：A7.如图7所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块，其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg .现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m 的最大拉力为( )A.3μmg 5B.3μmg 4C.3μmg 2D ．3μmg解析：经过受力分析，A 、B 之间的静摩擦力为B 、C 、D 组成的系统提供加速度，加速度达到最大值的临界条件为A 、B 间达到最大静摩擦力，即a m ＝μmg 4m ＝μg4，而绳子拉力F T 给C 、D 组成的系统提供加速度，因而拉力的最大值为F Tm ＝3ma m ＝3μmg4，故选B. 答案：B8．如图8所示，质量为M 的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上，车上站着一质量为m 的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须( )A．匀速向下奔跑图8 B ．以加速度a ＝Mm g sin α向下加速奔跑C ．以加速度a ＝(1＋Mm )g sin α向下加速奔跑D ．以加速度a ＝(1＋Mm)g sin α向上加速奔跑甲解析：以车为研究对象，在平行于斜面方向和垂直于斜面方向建立坐标系，如图甲所示．因为车静止不动，即两个方向上合力都为零， x 方向：F f －Mg sin α＝0，所以摩擦力(人对车)沿斜面向上，大小等于Mg sin α，故人受车的作用力沿斜面向下．乙以人为研究对象受力分析如图乙所示． 则有F f ′＋mg sin α＝ma F f ＝F f ′所以a ＝(1＋Mm )g sin α， ]故C 正确． ]答案：C9．(2011·冀州模拟)如图9所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触．若使斜劈A在斜面体C上由静止释放，以下说法错误的是() 图9 A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q点对球B有压力B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对B均无压力C．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力解析：若C的斜面光滑，斜劈A一定有沿斜面向下的加速度a＝g sinθ，再分析光滑球B的受力如图所示，水平方向应用牛顿第二定律得：F N Q＝m B a cosθ＞0，即Q点对B有压力，A正确，B错误；若斜劈A 匀速下滑，则有球B在水平方向的合力为零，C正确；斜劈A沿斜面加速下滑时，a＞0，必有F N Q＝m B a cosθ＞0，D正确．答案：B二、非选择题(本题包括3小题，共46分)10．(15分)如图10所示，在水平地面上有A、B两个物体，质量分别为m A＝3.0 kg和m B＝2.0 kg，它们与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.10.在A、B 之间有一原长l＝15 cm、劲度系数k＝图10500 N/m的轻质弹簧将它们连接．现分别用两个方向相反的水平恒力F1、F2同时作用在A、B两物体上，已知F1＝20 N，F2＝10 N，取g＝10 m/s2.当物体运动达到稳定时，求：(1)A和B共同运动的加速度；(2)A、B之间的距离(A和B均可视为质点)．解析：(1)A、B组成的系统在运动过程中所受摩擦力为F f＝μ(m A＋m B)g＝5.0 N设运动达到稳定时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律有F1－F2－F f＝(m A＋m B)a解得a＝1.0 m/s2(2)以A为研究对象，运动过程中所受摩擦力F fA＝μm A g＝3.0 N设运动达到稳定时所受弹簧的弹力为F T，根据牛顿第二定律有F1－F fA－F T＝m A a解得F T＝14 N所以弹簧的伸长量Δx＝F T/k＝2.8 cm因此运动达到稳定时A、B之间的距离为x＝l＋Δx＝17.8 cm.答案：(1)1.0 m/s 2 (2)17.8 cm11．(15分)如图11所示，质量m ＝10 kg 的小球挂在倾角θ＝37°的光滑斜面的固定铁杆上，g 取10 m/s 2，求：(1)当斜面和小球以a 1＝g2的加速度向右匀加速运动时，小球对 图11绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？(2)当斜面和小球都以a 2＝3g 的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力又分别为多大？解析：先求出临界状态时的加速度，假设小球刚要离开斜面，这时F N ＝0，受力情况如图甲所示，故有⎩⎪⎨⎪⎧F sin θ＝mg (竖直)，F cos θ＝ma 0(水平)，所以a 0＝g tan θ＝43g .(1)当斜面和小球以a 1向右匀加速运动时，由于a 1＜a 0，可知这时小球与斜面间有弹力，因此其受力情况如图乙所示，故有⎩⎪⎨⎪⎧F 1cos θ－F N sin θ＝ma 1(水平)，F 1sin θ＋F Ncos θ＝mg (竖直)， 所以F 1＝100 N ，F N ＝50 N.(2)当斜面和小球以a 2向右匀加速运动时，由于a 2＞a 0，可知这时小球已脱离斜面，因此其受力情况如图丙所示．故有⎩⎪⎨⎪⎧F 2sin α＝mg (竖直)，F 2cos α＝ma 2(水平)， 两式平方相加，可得：F 2＝m 2g 2＋m 2a 22＝200 N.由牛顿第三定律知：当以加速度a 1运动时，小球对绳的拉力为100 N ，对斜面的压力为50 N ；当以加速度a 2运动时，小球对绳的拉力为200 N ，对斜面的压力为0.答案：(1)100 N 50 N (2)200 N 012．(16分)传送带是一种常用的运输工具，被广泛应用于矿山、码头、货场、车站、机场等．如图12所示为火车站使用的传送带示意图．绷紧的传送带水平部分长度L ＝5 m ，并以v 0 图12＝2 m/s 的速度匀速向右运动．现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端，已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2.(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端．(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短，则传送带速度的大小应满足什么条件？最短时间是多少？解析：(1)旅行包无初速度地轻放在传送带的左端后，旅行包相对于传送带向左滑动，旅行包在滑动摩擦力的作用下向右做匀加速运动，由牛顿第二定律得旅行包的加速度a ＝F /m ＝μmg /m ＝μg ＝2 m/s 2当旅行包的速度增大到等于传送带速度时，二者相对静止，匀加速运动时间t 1＝v 0/a ＝1 s 匀加速运动位移x ＝12at 21＝1 m此后旅行包匀速运动，匀速运动时间t 2＝L －xv 0＝2 s旅行包从左端运动到右端所用时间t ＝t 1＋t 2＝3 s.(2)要使旅行包在传送带上运行时间最短，必须使旅行包在传送带上一直加速，由v 2＝2aL 得v ＝2aL ＝2 5 m/s即传送带速度必须大于或等于2 5 m/s由L ＝12at 2得旅行包在传送带上运动的最短时间t ＝2La＝ 5 s. 答案：(1)3 s (2)大于或等于2 5 m/s 5 s。
走向高考高三物理总复习同步练习3-3超重与失重瞬时问题
3-3超重与失重瞬时问题一、选择题1．(2011·南通模拟)下列哪个说法是正确的()A．体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态[答案] B[解析]当物体的加速度方向向上时，处于超重状态，而加速度方向向下时，处于失重状态．题中A、C、D选项中所描述的都是平衡状态，B中上升和下落过程加速度均向下，处于失重状态，故选项B正确．2．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．那以下列说法中正确的是()A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下[答案] C[解析]当电梯匀速运转时，顾客只受两个力的作用，即重力和支持力，故A、B都不对；由受力分析可知，加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力，故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，而匀速时没有摩擦力，此时方向竖直向下，故选C.3．(2011·北京西城模拟)如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．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1.0m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5m/s2[答案] B[解析]当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失重状态．设人受到体重计的支持力为F N，体重计示数大小即为人对体重计的压力F N′.由牛顿第二、第三定律可得：mg－F N＝ma⇒F N＝F N′＝m(g－a)；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计的支持力为F N1，人对体重计的压力F N1′，由牛顿第二、第三定律可得：F N1－mg＝ma⇒F N1＝F N1′＝m(g＋a)，代入具体数据可得B正确．4．(2011·西宁模拟)如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为g sinθB．B球的受力情况未变，瞬时加速度为零C．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2g sinθD．弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零[答案]BC[解析]线烧断瞬间，弹簧弹力与原来相等，B球受力平衡，a B＝0，A球所受合力为mg sinθ＋kx＝2mg sinθ，故a A＝2g sinθ.5．如图所示，A为电磁铁、C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为m1，B为铁片，质量为m2，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为()A．F＝m1g B．m1g<F<(m1＋m2)gC．F＝(m1＋m2)g D．F>(m1＋m2)g[答案] D[解析]对整体应用牛顿运动定律．取A、B、C为系统，B向上加速，整体处于超重状态，F>(m1＋m2)g，选D.6.在光滑水平面上有一质量为m的物块受到水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的劲度系数为k的轻质弹簧，如图所示．当物块与弹簧接触且向右运动的过程中，下列说法正确的是()A．物块在接触弹簧的过程中一直做减速运动B．物块接触弹簧后先加速后减速，当弹力等于F时其速度最大C．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度等于F/mD．当物块的速度为零时，弹簧的压缩量等于F/k[答案] B[解析]物块接触弹簧后，弹簧形变量逐渐增大，开始一段时间弹力小于F，所以物块会继续向右加速，直到弹力等于F，此时加速度为0，但速度达到最大；物块继续向右运动，弹簧形变量继续增大，弹力大于F，加速度方向变为向左，开始减速，直到速度为零，故A错，B对；由于无法得到物块接触弹簧时的速度，弹簧的最大形变量无法得知，故加速度不能确定，故C错；物块速度为零时，弹簧压缩量必大于F/k，故D错．7.某同学为了研究超重和失重现象，将重为50N的物体带进竖直升降的电梯中，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，测得压力(F)—时间(t)变化的图象如图所示．设在t1＝3s 和t2＝8s时电梯的速度分别为v1和v2，由此他做出判断()A．电梯在上升，v1>v2B．电梯在上升，v1<v2C．电梯在下降，v1<v2D．电梯在下降，v1>v2[答案] B[解析]在0～4s内，F>mg，故物体处于超重状态，电梯具有向上的加速度，电梯一定加速上升，而且在t＝3s时电梯正在加速，而t ＝8s时的电梯的速度与电梯在t＝4s时的速度相等，故有v1<v2，所以只有B正确．8．(2011·苏北四市二调)在探究超重和失重规律时，一位体重为G 的同学站在一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压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可有正确的是()[答案] D[解析]发生超重和失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向，当加速度向上时就超重，当加速度向下时就失重．完成一次下蹲动作，它包括的物理过程是：先加速向下运动，然后减速向下运动，对应的加速度方向是先向下，后向上，即先失重后超重，对应的选项是D.二、非选择题9．一个质量是50kg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 A＝5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40N.g取10m/s2，求此时人对地板的压力．[答案]400N方向竖直向下[解析]以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示，选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可得m A g－F T＝m A a，所以a＝m A g－F Tm A＝5×10－405m/s2＝2m/s2.再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力F N.仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得m人g－F N＝m人a.所以F N＝m人g－m人a＝(50×10－50×2) N＝400N.由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400N，方向竖直向下．10．完整的撑秆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段，持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落．运动员从静止开始以加速度a＝1.25m/s2匀加速助跑，速度达到v＝9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2＝4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t＝0.90s.已知运动员的质量m＝65kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气的阻力，求：(1)运动员起跳前的助跑距离；(2)假如运动员从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小．[答案] (1)32.4m (2)1300N[解析] (1)设助跑距离为x ，由运动学公式 v 2＝2ax解得：x ＝v 22a＝32.4m (2)运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v ′，由运动学公式有：v ′2＝2gh 2设软垫对运动员的作用力为F ，由牛顿第二定律得F －mg ＝ma ′由运动学公式a ′＝v ′t解得：F ＝1300N.11．(2011·北京东城区检测)杂技中的“顶竿”是由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿，另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑．若竹竿上演员自竿顶由静止开始下滑，滑到竹竿底部时速度正好为零．已知竹竿底部与下面顶竿人肩部之间有一传感器，传感器显示竿上演员自竿顶滑下过程中顶竿人肩部的受力情况如图所示．竹竿上演员质量为m1＝40kg，竹竿质量m2＝10kg，g＝10m/s2.(1)求竹竿上的人下滑过程中的最大速度v1；(2)请估测竹竿的长度h.[答案](1)4m/s(2)12m[解析](1)在演员下滑的前4s内，顶竿人肩部对竹竿的支持力为F1＝460N，竹竿和上面的演员总重力为500N，人匀加速下滑，加速度为a1, a1＝G1－(F1－G竿)m1＝1m/s2演员由静止下滑，下滑4s后达到最大速度v1，有v1＝a1t1＝4m/s (2)在演员下滑的前4s，为匀加速下滑，下滑距离为h1h1＝0＋v12t1＝8m在演员下滑的4s～6s，为匀减速下滑，下滑距离为h2h2＝v1＋02t2＝4m，竹竿的长度h＝h1＋h2＝12m.12.如图所示，台秤上有一装水容器，容器底部用一质量不计的细线系住一个空心小球，体积为1.2×10－3m3，质量为1kg.这时台秤的读数为40N；剪断细线后，在小球上升的过程中，台秤的读数是多少？(ρ水＝1×103kg/m3)．[答案]39.6N[解析]剪断细线后，空心小球加速上升，处于超重状态，根据牛顿第二定律得ρ水gV－mg＝ma.解得空心小球的加速度为a ＝ ρ水Vg m －g ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫ρ水V m －1g ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1×103×1.2×10－31－1×10m/s 2＝2m/s 2. 在空心小球加速上升的同时，同体积的“水球”以同样大小的加速度向下流动填补小球原来占据的空间．处于失重状态，该“水球”的质量为m ′＝ρ水V ＝1.2kg.这时台秤对容器的支持力为F ＝40N ＋ma －m ′a ＝40N ＋1×2N －1.2×2N ＝39.6N.根据牛顿第三定律，台秤所受的压力(即台秤的读数)为F ′＝40N ＋ma －m ′a ＝39.6N.。
高考物理总复习第三章牛顿运动定律3_3_1考点强化超重与失重问题课件
备选训练
mg
解析 当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失重状 态，设人受到体重计的支持力为FN，体重计示数大小即为人
对体重计的压力FN′.由牛顿运动定律可得mg－FN＝ma，FN＝
FN′＝m(g－a)；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于 超重状态，设人受到体重计的支持力为FN1，人对体重计的压 力FN1′.由牛顿运动定律可得FN1－mg＝ma，FN1＝FN1′＝m(g＋ a)，代入具体数据可得B正确．答案 B
题组剖析 命题角度1 超重、失重现象的判断 例1 (2017· 常熟模拟)伦敦奥运会开幕式的弹跳高跷表演中，一名质量为m的 演员穿着这种高跷从距地面H高处由静止落下，与水平地面撞击后反弹上升 到距地面高h处。假设弹跳高跷对演员的作用力类似于弹簧的弹力，演员和 弹跳高跷始终在竖直方向运动，不考虑空气阻力的影响，则该演员( ) A．在向下运动的过程中始终处于失重状态 B．在向上运动的过程中始终处于超重状态 C．在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态 D．在向上运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态
5 2 B. m/s 竖直向上 3 5 2 D. m/s 竖直向下 3
转到解析
2
规律总结
判断超重和失重现象的三个技巧 1．从受力的角度判断 物体受向上F拉(或FN) F拉>G 超重状态； F拉<G 失重状态； 3．从速度变化角度判断
物体:
(1)向上加速或向下减速 超重； (2)向下加速或向上减速 失重．
F拉=0 完全失重．
2．从物体的加速度的角度判 断 a向上 超重状态 a向下 失重状态 a 向下等于 g 完全失重 状态.
规律总结
变式训练 1
在升降的电梯内的水平地面上放一体重计，电梯静止时，吴力同学
《走向高考》2013高考物理总复习 3-3超重与失重 瞬时问题 33张
2．失 现 重象 当 体 有 物 具 悬绳拉 挂的力
向下的 速 时 这 物 对 持 的 力 加度 ， 个 体 支物 压
) 小于 它 受 重 ， 为 重 象 所的力称失现。 状态。
(或对
全重 当 a＝g 时，F＝0，此为 完 失
必考内容
第三章
第3讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
归领 纳悟 1． 重 物 的 速 方 是 直 上 。 体 不 超：体加度向竖向的物并一 定竖向做速动也以竖向做速动 是直上加运，可是直下减运。 失重：物体的加速度方向是竖直向下的。物体既可以是 向做速动也以向做速动 下加运，可是上减运。
受力 和 运动突 的 系 为 和 变关称力运
“瞬 问 时 题 ”。“瞬 问 时 题 ”常 伴 常随 “瞬时”、“突然”、“猛地”、
必考内容
第三章
第3讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
归领 纳悟 1．变 瞬 、 未 变 化间力能 像弹簧、橡皮条、皮筋等，这些物体连接其他物体，当 其力变的间不这物上力即化 它有化瞬引起些体的立变。 原是簧的力 因弹上弹 F＝kx，x 的 化 要 定 间 故 变需一时，
走向高考· 物理
人教版 ·高考一轮总复习
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
必考内容
必考内容
第三章
牛顿运动定律
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
第三章
牛 运 定 顿 动 律
必考内容
第三章
牛顿运动定律
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
第3讲
必考内容
第三章
第3讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
高三物理总复习 超重和失重
物理总复习：超重和失重考点：超重、失重、完全失重1、超重当物体具有竖直向上的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。
2、失重物体具有竖直向下的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。
3、完全失重物体以加速度a=g向下竖直加速或向上减速时（自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时以及忽略空气阻力的各种抛体运动），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。
在完全失重的状态下，由重力产生的一切物理现象都会消失。
如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等，但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的，因为弹簧测力计是根据F＝kx制成的，而不是根据重力制成的。
要点诠释：（1）当系统的加速度竖直向上时（向上加速运动或向下减速运动）发生超重现象，当系统的加速度竖直向下时（向上减速运动或向下加速运动）发生失重现象；当竖直向下的加速度正好等于g时（自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面）发生完全失重现象。
（2）超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关，而与物体的速度大小和方向无关。
“超重”不能理解成物体的重力增加了；“失重”也不能理解为物体的重力减小了；“完全失重”不能理解成物体的重力消失了，物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。
（3）人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小，用这种方法测得的重力大小常称为“视重”，其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力。
例、在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一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压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是( )GA B C D【答案】D【解析】 人从静止→加速向下→最大速度→减速向下→静止，可见从静止到最大下蹲速度，人处于失重状态，台秤读数变小；从最大的下蹲速度到静止，人处于超重状态，台秤读数变大，最后其读数等于人的重力。
七(超重与失重,瞬时加速度问题)
A 超重与失重 1.超重和失重产生的原因 超重和失重产生的原因是系统在竖直方向有了加速度.无论超重还是失重都是由竖直方向的加速度的方向决定的，与物体速度方向无关.2.对超重和失重现象的定量分析①超重物体具有向上的加速度，根据牛顿第二定律有：F -mg =ma 可解得F =m (g +a )>mg ②失重物体具有向下的加速度，根据牛顿第二定律有： mg -F =ma 可解得F =m (g -a )<mg ,当a =g 时，F =0.此时为完全失重状态.3.不论是超重，还是失重或完全失重，物体所受的重力 没有发生 改变，发生超重、失重或完全失重与物体运动的速度 无关，仅决定于物体运动的 加速度.在完全失重的状态下，平时一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力,液体柱不再产生向下的压强等.1如图所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m 的小球.小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为 （ ）A.g B ．g m m M - C ．0 D ．g m m M +2. 游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运动的升降机，能够体会超重或失重的感觉，下列描述准确的是 （ ）A ．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态B ．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C ．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D ．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态 3.原来做匀速直线运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的．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 ( )A ．加速上升B ．减速上升C ．加速下降D ．减速下降4．如图所示，小球B 放在真空正方体容器A 内，球B 的直径恰好等于A 的内边长，现将它们以初速度v 0竖直向上抛出，下列说法中准确的是 ( )A ．若不计空气阻力，上升过程中，A 对B 有向上的支持力B ．若不计空气阻力，下落过程中，A 对B 没有压力C ．若考虑空气阻力，下落过程中，A 对B 的压力向下D ．若考虑空气阻力，上升过程中，A 对B 的压力向下5．若货物随升降机运动的v t -图像如题5图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图像可能是M m6.如图所示，兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况，在电梯地板上放置了一个压力传感器，将质量为4kg 的物体放在传感器上。
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第三章第4节 超重和失重 连接体问题
高三物理（新课标版）
【解析】
法一：利用超重和失重判断
对 a、b 及箱子整体而言，因 b 向上加速，故整体的 加速度方向向上，整体处于超重状态，箱子对地的压力 应大于整体的重力 mg＋mag＋mbg＝N，A、B 错．b 上升 的加速度越来越大，超重越来越严重，则 C 错误(因 N＋ F 为定值)．D 正确
第三章
第5节
高考调研
高三物理（新课标版）
法二：利用整体、隔离法计算 剪断连接球 b 的细线后，b 球会向上加速，造成两球 之间的静电力 F 电增大，剪断前由整体法 N＝Mg＋mag＋ mbg.隔离法有： 电＝mbg＋F.剪断细线后对 a 和箱子这一 F 整体有 N′＝mg＋mag＋F′电，因 F′电>F 电＝mbg＋F 故 N′＝N＋F，D 正确．
第三章
第5节
高考调研
高三物理（新课标版）
A．小于 N C．等于 N＋F
B．等于 N D．大于 N＋F
第三章
第5节
高考调研
高三物理（新课标版）
诱思启导 以 a、b 球和箱子整体为研究对象 b 上升过程中，整 体的加速度也就是 b 球的加速度，方向向上，整体处于 失重还是超重？
第三章
第5节
高考调研
第三章
第5节
高考调研
高三物理（新课标版）
跟踪训练 1
第三章
第5节
高考调研
高三物理（新课标版）
如上图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着 质量为 2 kg 的物体 A，处于静止状态．若将一个 质量为 3 kg 的物体 B 轻放在 A 上的一瞬间， B 对 则 A 的压力大小为(g 取 10 m/s2)( A．30 N C．15 N ) B．0 D．12 N
高考物理遍过考点 超重和失重(含解析)
避躲市安闲阳光实验学校超重和失重1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。
在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生了变化（即“视重”发生变化）。
2．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，与物体向上运动还是向下运动无关。
3．尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。
4．物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma。
5．物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度的大小和方向没有关系。
下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系。
特别提醒：不论是超重、失重、完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。
6．超重和失重现象的判断“三”技巧（1）从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力（或支持力）大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。
（2）从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。
（3）从速度变化角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重；②物体向下加速或向上减速时，失重。
“天地双雄”是欢乐谷的一项游乐设施，它的两座高度均为五十多米的高塔竖直矗立在游乐场上，塔的四周安装有可以上下运动的座椅，乘客坐在座椅上随着座椅运动，若在下降过程中加速度a随时间t变化的图线如图2所示，以竖直向下为a的正方向，则A．人对座椅的压力在t1时刻最大B．人对座椅的压力在t4时刻最大C．在t1~t2时间内，人处于超重状态D．在t3~t4时间内，人处于失重状态【参考答案】B【详细解析】t1~t2时间内，人处于失重状态；在t3~t4时间内，人处于超重状态。
在t4时刻N mg ma-=，此时座椅对人的支持力最大，则人对座椅的压力在t4时刻最大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3-3超重与失重瞬时问题一、选择题1．游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉，下列描述正确的是()A．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态B．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态[答案]BC[解析]当物体的加速度方向向上时，处于超重状态，而加速度方向向下时，处于失重状态，由此判断选项B、C正确。
2．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。
无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。
一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。
那以下列说法中正确的是()A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下[答案] C[解析]当电梯匀速运转时，顾客只受两个力的作用，即重力和支持力，故A、B都不对；由受力分析可知，加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力，故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，而匀速时没有摩擦力，此时方向竖直向下，故选C。
3．(2012·山东德州)如图所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。
若在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为()A．加速下降B．加速上升C．物块处于失重状态D．物块处于超重状态[答案]AC[解析]木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力，此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力的作用下处于平衡状态。
当物块对箱底刚好无压力时，重力、弹簧弹力不变，其合力竖直向下，所以系统的加速度向下，木箱可能加速下降，物块处于失重状态，故A、C对。
4．(2012·北京模拟)几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中。
一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层。
并用照相机进行了相关记录，如图所示。
他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是()A．根据图2和图3可估测出电梯向上启动时的加速度B．根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C．根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D．根据图4和图5可估测出电梯向下启动时的加速度[答案] C[解析]由图1可知该同学的体重约为47kg，根据图1、图2可估算出电梯向上启动时的加速度，根据图1、图5可估算出电梯向下制动时的加速度，而根据图2与图3和图4与图5无法估算加速度。
5．如图所示，A为电磁铁、C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为m1，B为铁片，质量为m2，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为()A．F＝m1g B．m1g<F<(m1＋m2)gC．F＝(m1＋m2)g D．F>(m1＋m2)g[答案] D[解析] 对整体应用牛顿运动定律。
取A 、B 、C 为系统，B 向上加速，整体处于超重状态，F >(m 1＋m 2)g ，选D 。
6．(2013·湖南长沙)如图所示，A 、B 两小球分别连在弹簧两端，B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上。
A 、B 两小球的质量分别为m A 、m B ，重力加速度为g ，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A 、B 两球的加速度分别为( )A ．都等于g /2B ．g /2和0 C.m A ＋m B 2·g 2和0 D. 0和m A ＋m B 2·g 2[答案] D[解析] 选取A 、B 组成的系统为研究对象，对其受力分析并根据平衡条件可知，绳子对B 球的拉力大小为(m A ＋m B )g sin30°，在线被剪断瞬间，弹簧的形变不会突变，所以弹簧弹力不变，A 球的受力也不变，所以A 球的加速度为0，B 球受的细线的拉力会马上消失，而受到的其他力都不变，其合力大小为(m A ＋m B )g sin30°，方向沿斜面向下，所以其加速度大小为m A ＋m B 2·g 2。
D 项正确。
7．某同学为了研究超重和失重现象，将重为50N 的物体带进竖直升降的电梯中，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，测得压力(F )—时间(t )变化的图象如图所示。
设在t 1＝3s 和t 2＝8s 时电梯的速度分别为v 1和v 2，由此他做出判断( )A．电梯在上升，v1>v2B．电梯在上升，v1<v2C．电梯在下降，v1<v2D．电梯在下降，v1>v2[答案] B[解析]在0～4s内，F>mg，故物体处于超重状态，电梯具有向上的加速度，电梯一定加速上升，而且在t＝3s时电梯正在加速，而t＝8s时的电梯的速度与电梯在t＝4s时的速度相等，故有v1<v2，所以只有B正确。
8.如图所示，在高为L的木箱abcd的底部放一个物体Q(可视为质点)，现用力F向上拉木箱，使木箱由静止开始运动。
若保持拉力的功率不变，经过t时间，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，物体Q由于具有惯性会继续向上运动，且恰能到达木箱顶端。
若重力加速度为g，空气阻力不计，以下说法正确的是()A．木箱即将达到最大速度之前，物体Q处于失重状态B ．木箱突然停止运动时，物体Q 处于超重状态C ．木箱的最大速度为2gLD. t 时间内木箱上升的高度为t 2gL －L[答案] CD[解析] 由于拉力的功率保持不变，由P ＝F v 知随着木箱速度的增大，木箱受到的拉力变小，当达到最大速度v max 时，F ＝(m ＋M )g 。
在木箱和物体Q 达到最大速度前，两者的加速度方向竖直向上，物体Q 处于超重状态，木箱停止运动后，物体Q 只受重力作用，加速度方向竖直向下，处于失重状态，A 、B 错误；在物体Q 竖直向上运动的过程中，由v 2max ＝2gL 解得v max ＝2gL ，C 正确；对木箱和物体Q 组成的整体，有Pt －(m ＋M )gh ＝12(m ＋M )v 2max ，P ＝F v ＝(m ＋M )g v max ，解得木箱上升的高度h ＝t 2gL －L ，D 正确。
二、非选择题9．一个质量是50kg 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 A ＝5kg 的物体A ，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40N 。
g 取10m/s 2，求此时人对地板的压力。
[答案] 400N 方向竖直向下[解析] 以A 为研究对象， 对A 进行受力分析如图所示，选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可得m A g －F T ＝m A a ，所以a ＝m A g －F T m A ＝5×10－405m/s 2＝2m/s 2。
再以人为研究对象，他受到向下的重力m 人g 和地板的支持力F N 。
仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得m 人g －F N ＝m 人a 。
所以F N ＝m 人g －m 人a ＝(50×10－50×2) N ＝400N.由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400N，方向竖直向下。
10．完整的撑秆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段，持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。
运动员从静止开始以加速度a＝1.25m/s2匀加速助跑，速度达到v＝9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2＝4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t＝0.90s。
已知运动员的质量m＝65kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气的阻力，求：(1)运动员起跳前的助跑距离；(2)假如运动员从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小．[答案](1)32.4m(2)1300N[解析](1)设助跑距离为x，由运动学公式v2＝2ax解得：x＝v22a＝32.4m(2)运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v′，由运动学公式有：v′2＝2gh2设软垫对运动员的作用力为F，由牛顿第二定律得F－mg＝ma′由运动学公式a′＝v′t解得：F＝1300N。
11．某举重运动员在地面上最多能举起160kg的杠铃。
(1)若该运动员在升降机中能举起200kg的杠铃，求升降机加速度的大小和方向。
(2)若升降机以(1)中等大的加速度减速下降，求该运动员在升降机中举起杠铃的最大质量(g取10m/s2)。
[答案](1)2m/s2方向竖直向下(2)133kg[解析](1)举重运动员在地面和升降机中对杠铃的最大支持力是相同的，设最大支持力为F N，在地面上有F N－m1g＝0，F N＝m1g＝160×10N＝1.6×103N在升降机中，运动员举起的杠铃质量比在地面大，说明杠铃处于失重状态，加速度方向竖直向下，故有m2g－F N＝m2a，a＝m2g－F Nm2＝(10－1600200)m/s2＝2m/s2。
(2)升降机减速下降，加速度方向竖直向上，杠铃处于超重状态，则F N－m3g＝m3a′m3＝F Ng＋a′＝(160010＋2)kg＝133kg。
12.如图所示，台秤上有一装水容器，容器底部用一质量不计的细线系住一个空心小球，体积为1.2×10－3m3，质量为1kg。
这时台秤的读数为40N ；剪断细线后，在小球上升的过程中，台秤的读数是多少？(ρ水＝1×103kg/m 3)。
[答案] 39.6N[解析] 剪断细线后，空心小球加速上升，处于超重状态，根据牛顿第二定律得ρ水gV －mg ＝ma 。
解得空心小球的加速度为a ＝ ρ水Vg m －g ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫ρ水V m －1g ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1×103×1.2×10－31－1×10m/s 2＝2m/s 2。
在空心小球加速上升的同时，同体积的“水球”以同样大小的加速度向下流动填补小球原来占据的空间。
处于失重状态，该“水球”的质量为m ′＝ρ水V ＝1.2kg 。
这时台秤对容器的支持力为F ＝40N ＋ma －m ′a ＝40N ＋1×2N －1.2×2N ＝39.6N 。
根据牛顿第三定律，台秤所受的压力(即台秤的读数)为F ′＝40N ＋ma －m ′a ＝39.6N 。