2016年高考常考24个物理模型之超重和失重

超重与失重 1．视重 当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测 力计或台秤的示数叫做视重，其大小等于测力计所受物体的 拉力 或台秤所受物体的 压力 ．
2．超重、失重与完全失重
超重
失重
完全失重
物体对支持物
物体对支持物的 物体对支持物
的压力(或对
压力(或对悬挂物 的压力(或对悬
定义
悬挂物的拉力) 大于 物体所
【答案】 A
4．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓 敏同学站在体重计上，体重计示数为 50 kg，电梯运动过程中， 某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图 3－2－3 所示， 在这段时间内下列说法中正确的是( )
图 3－2－3
A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力 C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度大小为g5，方向一定竖直向下
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
图 3－2－2
【解析】 对于 A、B 整体只受重力作用，做竖直上抛 运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A 对 B 均无压力，只有 A 项正确．
图 3－2－1
【解析】 物体受的合力的方向水平向右，且力 F 的方
向和 Ff 的方向相同，则加速度大小 a＝F＋mFf＝F＋mμmg＝
20＋0.2×10×10 10
m/s2＝4 m/s2，故选项
B 正确．
【答案】 B
3.如图 3－2－2 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( )
【解析】 由题知体重计的示数为 40 kg 时，人对体重 计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重 力并没有变化，A 错；由牛顿第三定律知 B 错；电梯具有向 下的加速度，但不一定是向下运动，C 错；由牛顿第二定律 mg－FN＝ma，可知 a＝g5，方向竖直向下，D 对．
【答案】 D
两类动力学问题的分析和应用
的拉力)
小于 物体
挂物的拉力)
所受重力的现象 等于 零的状态
受重力的现象
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产生 物体有向上 的 物体有 向下 的加 a＝g，方向向
条件 加速度
速度
下
视重 F＝m(g＋a) F＝m(g－a)
F＝0
1．(多选)下列说法正确的是( ) A．物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大 B．物体所受到的合外力不变(F 合≠0)，其运动状态就不 改变 C．物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变 化 D．物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在 增大
1.求解两类动力学问题涉及的主要知识 一是牛顿第二定律(有时需用牛顿第三定律)F 合＝ma，二 是运动学公式 v＝v0＋at，x＝v0t＋12at2，v2－v20＝2ax，x＝(v0 ＋v)t/2.其中加速度 a 是联系力和运动的桥梁．
2．牛顿第二定律的应用步骤 分析解答物理学问题必备的六大环节，即：对象、状态、 过程、规律、方法和结论．因而应用牛顿第二定律解题的步 骤可有以下几个方面： (1)选取研究对象，研究对象可以是单个物体，也可以是 多个物体组成的系统，并可把物体视为质点． (2)确定研究对象的运动状态，画出物体运动情景的示意 图，并标明物体运动速度与加速度的方向．
2016 年高考常考 24 个物理模型之超重和失重
动力学的两类基本问题 应用牛顿运动定律求解的问题主要有两类： (1)已知受力情况求 运动情况 ． (2)已知运动情况求 受力情况 ．
在这两类问题中， 加速度 是联系力和运动的桥梁．受力 分析和运动过程分析是解决问题的关键，求解这两类问题的 思路如下：
⑧
由数学知识得
cos
α＋
3 3 sin
α＝2 3 3sin(60°＋α)
⑨
由⑧⑨式可知对应 F 最小时与斜面间的夹角
a＝3 m/s2
③
v＝8 m/s.
④
(2)设物块所受支持力为 FN，所受摩擦力为 Ff，拉力与 斜面间的夹角为 α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得
Fcos α－mgsin θ－Ff＝ma ⑤ Fsin α＋FN－mgcos θ＝0 ⑥
又 Ff＝μFN
⑦
联立⑤⑥⑦式得
F＝mgsicnosθ＋ α＋μcμossinθα＋ma
【解析】 物体所受到的合外力越大，物体的加速度(速 度变化率)也越大，即速度变化得越快，但速度改变量还与时 间有关，故选项 A 错误，C 正确；物体的合外力不为零，就 会迫使运动状态(运动的快慢和方向)发生变化，选项 B 错误； 合外力的大小与速度的大小之间没有直接关系，选项 D 正确．
【答案】 CD
(3)分析研究对象的受力情况，并画出受力分析示意图． (4)选定合适的方向建立平面直角坐标系，依据牛顿第二 定律列出方程，如 Fx＝max，Fy＝may. (5)代入已知条件求解结果并分析其结果的物理意义．
(2013·山东高考)如图 3－2－4 所示，一质量 m ＝0.4 kg 的小物块，以 v0＝2 m/s 的初速度，在与斜面成某一 夹角的拉力 F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经 t＝2 s 的时间物块由 A 点运动到 B 点，A、B 之间的距离 L＝10 m．已 知斜面倾角 θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数 μ＝ 33. 重力加速度 g 取 10 m/s2.
图 3－2－4
(1)求物块加速度的大小及到达 B 点时速度的大小． (2)拉力 F 与斜面夹角多大时，拉力 F 最小？拉力 F 的 最小值是多少？
【解析】 (1)设物块加速度的大小为 a，到达 B 点时速
度的大小为 v，由运动学公式得
L＝v0t＋12at2
①
v＝v0＋at
②
联立①②式，代入数据得
2.如图 3－2－1 所示，质量 m＝10 kg 的物体在水平面上
向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为 0.2，与此同时物
体受到一个水平向右的推力 F＝20 N 的作用，则物体产生的
加速度是(g 取 10 m/s2)
A．0
B．4 m/s2，水平向右
C．2 m/s2，水平向左
D．2 m/s2，水平向右