（人教版）必修第一册高一物理同步导学案4.6 超重和失重（原卷版）

第6节超重和失重【知识梳理】1.超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。2.失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。3.完全失重现象：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象。物体的重力始终存在，大小没有变化。【方法突破】一、对超重和失重现象的理解■方法归纳1.超重、失重和完全失重的比较超重失重完全失重产生条件物体具有向上的加速度物体具有向下的加速度物体向下的加速度a＝g运动形式向上加速运动或向下减速运动向上减速运动或向下加速运动如自由落体运动和竖直上抛运动2.对超重、失重的“三点”理解(1)发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化。(2)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。(3)在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。例如：液体的压强、浮力将为零，水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等。【例1】下列关于失重的说法中，正确的是（）A．失重就是物体所受重力变小B．物体加速上升时处于失重状态C．物体自由下落时不会产生失重现象D．失重现象中地球对物体的实际作用力没有变化【针对训练1】某海洋馆中的“海豚顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。如图所示，一海豚把球顶向空中，并等其落下。下列说法正确的是（）A．球在最高点时受到重力和海豚对它的顶力作用B．球在最高点时速度为零，但加速度不为零C．球在上升过程中处于超重状态D．球在下落过程中处于失重状态二、超重、失重的应用■方法归纳超重、失重、运动情况与受力情况的比较特征状态加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图平衡a＝0F＝mg静止或匀速直线运动超重方向向上F＝m(g＋a)＞mg向上加速或向下减速失重方向向下F＝m(g－a)＜mg向下加速或向上减速完全失重方向向下a＝gF＝0抛体运动、自由落体运动、卫星的运动等【例2】运动员（可看作质点）参加跳板跳水比赛的速度与时间关系图象如图所示，t=0是其向上起跳瞬间，下列说法正确的是（）A．t1时刻开始进入水面 B．t2时刻到达最高点C．0～t2时间内，运动员一直处于失重状态 D．t3时刻已浮出水面【针对训练2】如图甲所示，质量为m=60kg的同学，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像如图乙所示，g取10m/s2，由图像可知（）A．t=0.5s时，他的加速度为3m/s2B．t=0.4s时，他处于超重状态C．t=1.1s时，他受到单杠的作用力的大小是620ND．t=1.5s时，他处于超重状态【对点检测】随堂检测1．如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，其下端挂了一个质量为5kg的重物，电梯做匀速直线运动时，弹簧秤的示数为50N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为40N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（取）（）A．物体的重力变小了，物体处于失重状态B．电梯一定向下做匀减速运动，加速度大小为C．电梯可能向上做匀减速运动，加速度大小为D．此时电梯运动的加速度方向一定向上2．小明家住26层。他放学后，乘坐电梯从1层直达26层。假设电梯刚起动时做加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做减速直线运动。在电梯从1层直达26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．电梯运动的速度方向发生了变化 D．电梯运动的加速度方向一直不变3．在身体素质测试“原地纵跳摸高”科目中，某同学按科目要求所做的四个动作过程如下图所示，其中处于超重状态的过程是（）A．静止站立 B．加速下蹲C．加速上升 D．离地上升4．放在电梯地板上的一个木箱，被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态，如图所示，后发现木箱突然被弹簧拉动，据此可判断出电梯的运动情况是（）A．匀速上升 B．加速上升C．加速下降 D．减速下降课后检测1．摩天大楼中有一部从一楼直通顶层的客运电梯，其简化模型如图（甲）所示。电梯受到的拉力F是随时间t变化的。电梯在t=0时由静止开始沿竖直方向运动，F-t图像如图（乙）所示。电梯总质量m=1.0×103kg，忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2。若取电梯向上运动的方向为正，在图中能表示电梯运行的v-t图像是（）

A．B．C． D．2．如图所示，是某同学站在力传感器上，做下蹲-起立的动作时记录的力随时间变化的图线。由图线可以得到以下信息正确的是（）A．该同学做了两次下蹲-起立运动B．该同学做了四次下蹲-起立运动C．下蹲过程中人处于先失重后超重状态D．起立过程中人处于超重状态3．如图所示，小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重计上，小明质量为55kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法正确的是（）A．由图甲可知电梯此时处于静止或匀速运动状态B．由图乙可知该同学此时一定处于超重状态C．由图乙可知电梯此时一定处于加速上升状态D．由图乙可知电梯此时的加速度约为0.7m/s24．某地一观光塔总高度达600m，游客乘坐观光电梯大约1min就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图像如图所示.则下列说法正确的是（）A．t=4.5s时，电梯处于超重状态B．5～55s时间内，绳索拉力最小C．t=59.5s时，电梯处于超重状态D．t=60s时，电梯速度恰好为05．“蹦极”是一项非常刺激的体育动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长的位置，C是人所达到的最低点，b是最终停止运动时静止的位置。人在从P点下落到最低点c点的过程中（）A．在a点时，人的速度最大B．在ab段，人的加速度减小C．在bc段，绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态D．在c点，人的速度为零，处于平衡状态6．某商场安装了智能化电动扶梯，无人站在扶梯上时扶梯运转得很慢。现有顾客乘扶梯下楼，扶梯自动先加速、再匀速运转。下列说法正确的是（）A．扶梯匀速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小B．扶梯加速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小C．扶梯加速过程中，顾客处于失重状态D．扶梯加速过程中，顾客共受到两个力作用7．高层建筑电梯的地板上装有压力传感器，传感器能显示放置在地板上的物体对地板的压力。如图为电梯在从静止开始到匀速运动直到再次静止的过程中，压力随时间的变化关系图像。在电梯运动的这一段时间内，以下说法正确的是（g取）（）A．电梯向上运动B．电梯向下运动C．电梯在开始运动的一小段时间内的加速度为D．电梯在开始运动的一小段时间内的加速度为8．超重和失重现象可以用牛顿第二定律加以解释。如图所示。在上端开口的饮料瓶的侧面戳一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶静止时，小孔有水喷出。饮料瓶在下列运动中，小孔不再向外喷水的是（设饮料瓶没有发生转动且忽略空气阻力）（）A．自由下落 B．饮料瓶被水平抛出后的运动过程中C．饮料瓶被竖直向上抛出后的运动过程中 D．手持饮料瓶向上匀速运动的过程中【提升训练】1．一名乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的图像如图所示，其中t1到t2时间段图像为直线。下列说法正确的是（）A．t1~t2时间内，乘客的速度一直不变B．t2-t3时间内，乘客的速度一直增大C．t1~t2时间内，乘客对电梯压力大于乘客重力D．t2~t3时间内，乘客对电梯压力小于乘客重力2．2020年12月1日，嫦娥五号探测着陆组合器从距离月面约15处开始实施动力下降，速度从约1.7降为零后成功着陆月面。之后，探测器开始月面挖掘工作。如图是探测器在月球表面静止后升起国旗并留下“脚印”的图片，下列说法正确的是（）A．组合器动力下降阶段处于超重状态B．组合器动力下降阶段处于失重状态C．在月面上留下“脚印”，是因为探测器对月面的压力大于月面对探测器的支持力D．探测器对月面的压力是由于探测器支撑柱发生形变而产生的3．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态（如图）。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动，座舱做匀减速运动。若座舱中某人用手托着质量为0.2的手机，当座舱落到离地面50m的位置时，手的感觉如何？当座舱落到离地面15m的位置时，手要用多大的力才能托住手机？4．一种巨型娱乐器械可以使人体