4.6 超重和失重—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义

物理概念和规律：

1.超重:(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。

(2)产生条件：物体具有的加速度。

(3)典例：电梯竖直向上运动，或电梯竖直向下运动。

2失重:(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。

(2)产生条件：物体具有的加速度。

(3)典例：电梯竖直向上运动，或电梯竖直向下运动

3完全失重:(1)定义：物体对支持物(或悬挂物) 作用力。

(2)产生条件：物体加速度方向,大小等于.

(3)典例：抛体运动、绕地球做匀速圆周运动的飞船内部。

针对训练

一、单项选择题

1．以竖直向上为正方向，某物体沿竖直方向运动的v﹣t图象如图所示。下列说法正确的是（）

A．物体在0～1s内的加速度大小为4m/s2

B．物体在1s～2s内处于失重状态

C．物体在3s～5s内的运动方向相同

D．物体在0～6s内的位移大小为4m

2．一只小鸟飞来停在一根细树枝上，随树枝上下晃动，小鸟从最低点运动到最高点的过程中（）

A．受到的重力先增大后减小

B．一直处于超重状态

C．先超重后失重

D．先失重后超重

3．下列情况，一定能发生失重的是（）

A．当电梯竖直方向匀速运动时

B．当电梯竖直向上运动时

C．当电梯竖直向下运动时

D．当电梯竖直运动有向下加速度时

4．我国长征五号B运载火箭近地轨道运载能力大于22吨，能一次把接近3个“天宫一号”重量的空间站舱段送入太空，能力巨大，如图所示，今年我国长征五号B运载火箭首飞取得圆满成功，将试验版新一代载人飞船试验船等载荷的组合体顺利进入预定轨道。下列说法正确的是（）

A．运载火箭发射竖直升空到最高点时不受重力作用

B．调整飞行姿态时能将火箭看成质点

C．整个发射入轨过程载人飞船始终处于超重状态

D．火箭点火加速上升时喷出气体对火箭的作用力等于火箭的重力

5．如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A，汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，

关于物块A，下列说法正确的是（）

A．将竖直向上做匀加速运动

B．绳子对A的拉力大于A对绳子的拉力

C．将处于失重状态

D．将处于超重状态

6．关于下列力的说法中，正确的是（）

A．物体受摩擦力时一定受弹力，而且这两个力的方向一定平行

B．运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反

C．处于完全失重状态下的物体也同样受重力作用

D．同一对作用力与反作用的大小有时也可能不相等

7．如图所示，是某同学在压力传感器上所获得的压力随时间的变化图象，由图可知该同学（）

A．先起立再下蹲

B．体重为600N

C．在0～2s内先超重后失重

D．进行了一次下蹲起立的动作

8．高空跳伞是空降兵的必修科目，在某次训练中，一空降兵从悬停在空中的直升飞机上自由跳下，从跳离飞机到落地的过程中空降兵沿竖直方向运动的v﹣t图象如图所示，最终空降兵以v0的速度落地。下列说法正确的是（）

A．0～t1时间内，空降兵处于超重状态

B．t1～t2时间内，空降兵处于超重状态

C．t1～t2时间内，空降兵的加速度大小增大

二．多项选择题

9．在东京奥运会由于新冠肺炎延期举行的背景下，中国乒乓球队运动员、教练员纷纷表示，要以抗疫英雄为榜样，做好新形势下的备战工作，在奥运会上继续创造最佳战绩，为祖国争光，为民族争气。假设在某次训练中某一运动员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至对方的台面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转，则下列说法正确的是（）

A．击球过程中合外力是乒乓球运动状态变化的原因

B．在空中运动的过程中，乒乓球处于完全失重状态

C．在上升过程中，乒乓球受向上的冲力和重力两个力

D．在下落过程中，乒乓球处于超重状态

10．如图甲所示，质量为m＝60kg的某校学生，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图象如图乙所示。g取10m/s2，由图象可知（）

A．t＝0.7s时该学生的加速度为30m/s2

B．t＝0.6s时该学生处于超重状态

C．t＝1.1s时该学生受到单杠的作用力的大小为780N

D．t＝1.4s时该学生处于失重状态

11．如图所示，物块A、B叠放在一起置于斜面上，斜面体始终静止在水平面上。关于A、B的运动和受力，下列说法正确的是（）

A．若斜面光滑，则A、B之间没有相互作用力

B．若A、B整体匀速下滑，则A受到两个力的作用

C．若A、B整体加速下滑，则A处于失重状态

D．若A、B整体静止在斜面上，则地面与斜面体间有静摩擦力

12．“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点是弹性绳原长时人的位置，c是人所到达的最低点的位置，b是用弹性绳悬吊人处于平衡的位置，人在从P 点下落到最低点c点的过程中（）

A．从a到b的运动过程中，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态

B．从a到b的运动过程中，绳的拉力小于人的重力，人的惯性不断减小

C．从b到c的运动过程中，绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态

D．从b到c的运动过程中，绳的拉力大于人的重力，人的惯性不断增大

三．非选择题

13．跳伞运动员做低空跳伞表演，他从224m的高空离开飞机开始下落，最初未打开降落伞，自由下落一段距离打开降落伞，运动员以12.5m/s2的加速度匀减速下降，为了运动员的安全，要求运动员落地的速度不得超过5m/s（g＝10m/s2）。求：

（1）运动员打开降落伞后做匀减速下降时，是处于超重状态还是失重状态，并说明原因；

（2）运动员打开降落伞时，离地面的高度至少为多少？

（3）运动员在空中的最短时间为多少？

14．一质量为m＝40kg的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重示数F的变化如图所示。求：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10m/s2

15．为测量竖直方向的加速度，某研究小组利用一根轻弹簧、刻度尺、钩码制作了一个测量加速度的装置。如图所示，轻弹簧上端固定在竖直放置的刻度尺的零刻线处，下端不a挂钩码时指针指在A（0.10m）位置；挂上质量为0.2kg的钩码，平衡时指针处在B（0.14m）位置。把B位置标为加速度的0刻度值。（取g＝10m/s2）