高考物理考点13 超重和失重

考点13 超重与失重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。加速度超重、失重视重Fa=0不超重、不失重F=mga的方向竖直向上超重F=m(g+a)a的方向竖直向下失重F=m(ga)a=g，竖直向下完全失重F=0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。学，（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物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。超重与失重系（2018北京市东城区）“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t1t2时间内，人处于超重状态D在t3t4时间内，人处于失重状态【参考答案】B1一个矿泉水瓶底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设水瓶在下述几种运动过程中没有转动且忽略空气阻力，则A水瓶自由下落时，小孔向下漏水B将水瓶竖直向上抛出，水瓶向上运动时，小孔向下漏水；水瓶向下运动时，小孔不向下漏水C将水瓶水平抛出，水瓶在运动中小孔不向下漏水D将水瓶斜向上抛出，水瓶在运动中小孔向下漏水【答案】C【解析】无论向哪个方向抛出，抛出之后的物体都只受到重力的作用，加速度为g，处于完全失重状态，此时水和容器的运动状态相同，它们之间没有相互作用，水不会流出，所以C正确。1小明乘电梯从一楼上升到三楼，在电梯启动和制动时，他所处的状态是A超重、超重B失重、失重C超重、失重D失重、超重2甲、乙两位同学组成研究性学习小组来研究物体的超重和失重现象。他们在运动着的一升降机内做实验，站在体重计上的甲同学发现了自已的“体重”增加了40%，于是乙同学对该过程中升降机的运动情况作出了如下判断，其中可能正确的是A以0.6g的加速度加速下降B以0.4g的加速度加速上升C以0.4g的加速度减速下降D以0.6g的加速度减速上升3某同学用台秤研究在电梯中的超失重现象。在地面上称得其体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重。电梯从t=0时由静止开始运动，到t=11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示（g=10 m/s2）。则A电梯为下降过程B在1011 s内电梯的加速度大小为2 m/s2CF3的示数为550 D电梯运行的总位移为19 m4（2018北京市中国人民大学附属中学）如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列反映体重计示数随时间变化的Ft图象可能正确的是A BC D5（2018浙江省温岭中学）在里约奥运会男子跳高决赛的比赛中，中国选手薛长锐获得第六名，这一成绩创造了中国奥运该项目的历史。则A薛长锐在最高点处于平衡状态B薛长锐起跳以后在上升过程处于失重状态C薛长锐起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力D薛长锐下降过程处于超重状态 学，6（2018北京市西城区普通高中合格性考试模拟）小明家住10层。他放学后，乘坐电梯从1层直达10层。假设电梯刚起动时做匀加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做匀减速直线运动。在电梯从1层直达10层的过程中，下列说法正确的是A电梯刚起动时，小明处于失重状态B电梯刚起动时，小明处于超重状态C在超重或失重过程中，小明的体重发生了变化D电梯运动的加速度方向发生了变化7（2018广东省广州市华南师大附中）现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则A运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下B起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后C运动员在空中最高点时处于失重状态D运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同8（2014北京卷）应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入，例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是A受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B受托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度3ABD【解析】电梯支持力小于重力，合力向下，加速度向下，初始为静止，所以电梯为匀加速下降，支持力等于重力，平衡状态，保持2 s末的速度匀速直线运动，1011 s支持力大于重力，合力向上，由于之前的速度向下，所以此阶段向下匀减速，选项A对。匀加速阶段加速度，2 s末的速度，此阶段位移。匀速阶段位移，匀减速阶段时间，初速度为2 s末的速度，末速度等于0，所以可得此阶段加速度，根据牛顿第二定律带入计算得此时的支持力，即，此阶段位移，总位移，对照选项BD对C错。6BD【解析】电梯刚起动时，小明有向上的加速度，则小明处于超重状态，故A错误，B正确；电梯启动和向上加速时，加速度向上，而减速运动时，加速度向下，故加速度方向发生了变化，故C错误，D正确。，网7ACD【解析】运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动。各分运动具有等时性，水平方向的分运动与滑板的运动情况一样，最终落在滑板的原位置。所以竖直起跳时，对滑板的作用力应该是竖直向下。故A正确，B错误；运动员在空中最高点时具有向下的加速度g，处于失重状态，选项C正确；运动员在空中运动时，则加速度恒定，所以单位时间内的速度的变化量相等，故D正确。8D【解析】受托物体向上运动，开始阶段一定先向上加