人教版高中物理必修一牛顿其次定律的应用――超重 失重

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高中物理学习材料

（灿若寒星**整理制作）

§4.7牛顿其次定律的应用――超重失重

1.超重：当物体具有的加速度时（包括向上加速或向下减速两种状况），物体对支持

物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象。

2.失重：物体具有的加速度时（包括向下加速或向上减速两种状况），物体对支持

物的压力或对悬挂物的拉力自身重力的现象。

3.完全失重：物体以加速度a＝g向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），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于的现象。

4.思考：①超重是不是物体重力增加？失重是不是物体重力减小？

②在完全失重的系统中，哪些测量仪器不能使用？

例1.关于超重和失重，以下说法正确的是（）

A．超重就是物体受的重力增加了B．失重就是物体受的重力减少了C．完全失重就是物体一点重力都没有

D．不管超重、失重或安全失重，物体所受的重力是不变的例2以下说法中正确的是（）

A.物体在竖直方向上作匀加速运动时就会出现失重现象B.物体竖直向下加速运动时会出现失重现象

C.只要物体具有竖直向上加速度，物体就处于超重状态，与物体运动方向和速度大小无关

D.只要物体在竖直方向运动，物体就一定处于超重或失重练习1以下说法中正确的是（）

A．只要物体向上运动，速度越大，超重部分越大B．只要物体向下运动，物体就失重C．物体处于失重状态时，地球对物体的引力不变D．物体处于失重状态时，地球对它的引力减小或消失练习2以下说法正确的是（）

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

v例3在电梯中用磅秤称质量为m的物体，电梯下降过程中的v－t图像如图v0所示，填写以下各段时间内秤的示数：

（1）0－t1；（2）t1－t2；（3）t2－t3。Ot1t2t3

练习

3一个人蹲在台秤上，试分析：在人突然站起的过程中，台秤的示如何变化？

例4电梯内有一弹簧秤挂着一个重5N的物体。当电梯运动时，看到弹簧秤的读数为6N，则可能是

（）

A.电梯加速向上运动B.电梯减速向上运动

C.电梯加速向下运动D.电梯减速向下运动

练习4升降机里，一个小球系于弹簧下端，升降机静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动时，弹簧伸长2cm，则升降机的运动状况可能是（）A.以1m/s2的加速度加速下降B.以4.9m/s2的加速度减速上升C.以1m/s2的加速度加速上升

D.以4.9m/s2的加速度加速下降

甲

练习5如图，两轻质弹簧和质量均为m的外壳组成甲、乙两个弹簧测力计。将挂有质量为M的重物的乙秤倒钩在甲的挂钩上，某人手提甲的提环，向下做加速度a＝0.25g的匀减速运动，则以下说法正确的是（）

乙

A.甲的示数为1.25（M+m）gB.甲的示数为0.75（M+m）gC.乙的示数为1.25Mg

D.乙的示数为0.75Mg

M

练习6某人在地面上最多可举起100kg的物体，当他在以a=2m/s2的加速度匀加速上升的电梯中，最多

可举起多少千克的物体？当他在以a=2m/s2的加速度匀加速度下降的电梯中，又能举起多少千克的物体？（g取10m/s2）

练习7轻绳最多能拉着质量为3m的物体以加速度a匀加速下降；它又最多能拉着质量为m的物体以加速度a匀减速下降，绳子则最多能拉着质量为多大的物体匀速上升？

1.人站在升降机中，当升降机在上升过程中速度逐渐减小时，以下说法正确的是（）A.人对底板的压力小于人所受重力B.人对底板的压力大于人所受重力C.人所受重力将减小

D.人所受重力保持不变

2.一个容器装了一定量的水，容器中有空气，把这个容器带到绕地球运转的宇宙飞船中，则容器中的空气和水的形状应如图中的（）

ABCD3.如下图为杂技“顶竿〞表演，一人站在地上，肩上扛一质量为mM的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，M竿对“底人〞的压力大小为（）A.（M+m）g

B.（M+m）g－maC.（M+m）g+ma

D.（M－m）g

4.如下图，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FN，细线对B的拉力为F，若将系B的细绳断开，以下说法中正确的是（）A.刚断开时，木盒对地压力仍为FNB.刚断开时，木盒对地压力为（FN+F）ABC.刚断开时，木盒对地压力为（FN－F）D.在B上升过程中，木盒对地压力逐渐变大

5.如图中A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）和总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂

O于O点。当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳拉力F的大小为（）

A.F＝mgB.mg＜F＜（M+m）g

AC.F=（M+m）gD.F＞（M+m）g

BC6如下图，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定竖直杆，在杆上套一个环，箱的杆的质量为M，环的质量为m，已知环沿杆以加速度a下滑，则此时箱对地面的压力是：

A．（m+M）gB．（m-M）gC．（m+M）g-maD．（m+M）g+ma

7．如下图，台秤上放一个装有水的杯子，通过固定在台秤上的支架用

细线悬挂一小球，球全部浸没在水中，平衡时台秤的示数为某一数值，

今剪断悬线，在球下落但还没有到达杯底的过程中，若不计水的阻力，则台秤的示数将A．变大B．变小C．不变

D．不能判定

8．如图6所示，一个质量为M的人站在台秤上，用跨过定滑轮的绳子，将质量为

m的物体自高处放下，当物体以a加速下降（a＜g＝时)，台秤的读数为（A．（M－m）g＋maB．（M＋m）g－ma

C．（M－m）gD．（M－m）g－ma

9．直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如下图。设投放初速图6

度为零．箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示神态。在箱子下落过程中．以下说法正确的是A箱内物体对箱子底部始终没有压力

B箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大

D若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来〞10以下四个试验中，能在绕地球飞行的太空试验舱中完成的是（）A．用天平测量物体的质量B．用弹簧秤测物体的重力

C．用温度计测舱内的温度

D．用水银气压计测舱内气体的压强

11.我国的嫦娥工程规划为三期，简称为“绕、落、回〞第一步为“绕〞，即发射我国第一颗月球探测卫星，突破至地外天体的飞行技术，实现月球探测卫星绕月飞行，在月球探测卫星奔月飞行过程中探测地月空间环境。其次步为“落〞，即发射月球软着陆器，突破地外天体的着陆技术。第三步为“回〞，即发射月球软着陆器，突破自地外天体返回地球的技术。当“绕、落、回〞三步走完后，我国的无人探月技术将趋于成熟，中国人登月的日子也将不再遥远。关于无人探月飞船“绕、落、

回〞的整个过程中如下说法正确的是（）

A．在地球上起飞的初始阶段，无人探月飞船处于超重状态B．进入月球轨道稳定运行后，无人探月飞船不受任何力的作用C．在月球上软着陆之前，无人探月飞船处于超重状态D．返回地球落地之前，无人探月飞船处于失重状态

12．以下实例属于超重现象的是()A.跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上B.火箭点火后加速升空

超重、失重参考答案

自主学习

1.向上大于2.向下小于3.下零

4.①不是重力增加或减少了，是视重改变了。②天平、体重计、水银气压计。

典型例题

例1.AD析：由于物体超重，故物体具有向上的加速度。

例2.解析：首先应明白，磅秤称得的“重量〞实际上是人对磅秤的压力，也即磅秤对人的支持力FN。取人为研究对象，做力图如下图，依牛顿其次定律有：FNFN－mg＝maFN＝m（g+a）

a

人

即磅秤此时称得的人的“重量〞大于人的实际重力，人处于超重状

态，应选B。

例3.解析：系统中球加速上升，相应体积的水加速下降，由于相应体积水的质量大于球的质量，整体mg效果相当于失重，所以台秤示数减小。应选B。

针对训练

1.B2.BD3.AD4.BD5.8200N6400N4600N6.ABC

能力训练

1.A2.C3.B4.BD5.D6.（1）5.8kg（2）2.9m7.（1）m(g－

v0v0

t)（2）mg（3）m(g+)1t3?t2

8.台秤的示数先偏大，后偏小，指针来回摇摆一次后又停在原位置。9.解：人的最大支持力应不变，由题意有：m1g－F＝m1a

所以F＝m1g－m1a＝80×10N－80×2.5N＝600N又由于：G＝mg

所以m＝G/g=F/g＝

60010kg＝60kg