高一物理超重和失重典型例题解析老师版

1、学习必备欢迎下载超重和失重典型例题解析【例 1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24 1 所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m4kg 的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g 取 10m/s2)：(1)当弹簧秤的示数t140n，且保持不变(2)当弹簧秤的示数t232n，且保持不变(3)当弹簧秤的示数t344n，且保持不变解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg 和竖直向上的拉力t 的作用规定竖直向上方向为正方向(1)当 t140n 时，根据牛顿第二定律有t1mgma1，解得这时电梯的加速度 ，由此可见，电梯处于a404104m / s012tmgm1静止或匀速直线运动状态(2)

2、当 t232n 时，根据牛顿第二定律有t2mgma2，解得这时电梯的加速度式中的负号表a2m / s22tmgmms2232404/示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下电梯加速下降或减速上升(3)当 t344n 时，根据牛顿第二定律有t3mgma3，解得这时电梯的加速度为正值表示电梯a44404m / s1m/ sa3223tmgm3的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上电梯加速上升或减速下降点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态【

3、例2】举重运动员在地面上能举起120kg 的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg 的重物，求升降机运动的加速度若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g 取 10m/s2) 解析：运动员在地面上能举起120kg 的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力f m1g120 10n1200n，在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物， 可见该重物超重了，升降机应具有向上的加学习必备欢迎下载速度对于重物，所以；fm gm aa120010010100m/ s2m/ s221122fm gm22当升降机以2.5m/s2的加速度加速下降时，重物失重对于

4、重物，m gfm am1200102.5kg160kg3323 ，得fga2点拨：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力 )是一个恒量，它是由运动员本身的素质决定的，不随电梯运动状态的改变而改变【例 3】如图 242 所示，是电梯上升的vt 图线，若电梯的质量为100kg，则承受电梯的钢绳受到的拉力在02s 之间、 26s 之间、 69s 之间分别为多大？(g 取 10m/s2) 解析：从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速，根据vt 图线可以确定电梯的加速度，由牛顿运动定律可列式求解对电梯的受力情况分析如图24 2 所示：(1)由 v

5、t 图线可知， 02s 内电梯的速度从0 均匀增加到6m/s，其加速度a1(vtv0)/t3m/s2由牛顿第二定律可得f1mg ma1解得钢绳拉力f1m(ga1)1300 n (2)在 26s 内，电梯做匀速运动f2mg1000n (3)在 69s 内，电梯作匀减速运动，v06m/s，vt0，加速度a2(vtv0)/t 2m/s2由牛顿第二定律可得f3mg ma2，解得钢绳的拉力f3m(ga2) 800n点拨：本题是已知物体的运动情况求物体的受力情况，而电梯的运动情况则由图象给出要学会从已知的vt 图线中找出有关的已知条件【问题讨论】在02s 内，电梯的速度在增大，电梯的加速度恒定，吊起电梯的

6、钢绳拉力是变化的，还是恒定的？在 26s 内，电梯的速度始终为09s 内的最大值，电梯的加速度却恒为零，吊起电梯的钢绳拉力又如何？在 69s 内，电梯的速度在不断减小，电梯的加速度又是恒定的，吊起电梯的钢绳拉力又如何？请你总结一下，吊起电梯的钢绳的拉力与它的速度有关，还是与它的加速度有关？【例 4】如图 243 所示，在一升降机中， 物体 a 置于斜面上， 当升降机处于静止状态时，物体 a 恰好静止不动， 若升降机以加速度g 竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说学习必备欢迎下载法中正确的是 a物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变b因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用c因物

7、体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变d物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用点拨： (1)当物体以加速度g 向下做匀加速运动时，物体处于完全失重状态，其视重为零，因而支持物对其的作用力亦为零(2)处于完全失重状态的物体，地球对它的引力即重力依然存在答案： d 【例 5】如图 244 所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m1m2 m3，这时弹簧秤的读数为t若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数t 将 a增大b减小c不变d无法判断点拨： (1)若仅需定性讨论弹簧秤读数t 的变化情况，则当m2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，右边的

8、物体以大小相同的加速度加速上升，由于m1m2m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此t(m1m2m3)g而 m2移至 m1上后，由于左边物体m1、m2 加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力t0(m1m2)g；由于右边物体m3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力t0m3g(2)若需定量计算弹簧秤的读数，则将m1、m2、m3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力t0，而弹簧秤读数t 2t0，即可求解答案： b 跟踪反馈学习必备欢迎下载1金属小筒的下部有一个小孔a，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中 a水继续以相同的速度从小孔中喷出b水不再从小孔中喷出c水将以较小的速度从小孔中喷出d水将以更大的速度从小孔中喷出2一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为t，有一个体重为g 的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下若gt，要使下滑时绳子不断，则运动员应该 a以较大的加速度加速下滑b以较大的速度匀速下滑c以较小的速度匀速下滑d以较小的加速度减速下滑3在以 4m/s2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg 的物体 (g 取 10m/s2)，则 a天平的示数为10kg b天平的示数为14kg c弹簧秤的示数为100n d弹簧秤的示数为140n 4