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超重和失重
【学习目标】
1.理解超重和失重现象的含义。
2.能通过牛顿定律对超重和失重进行定量地分析。
【要点梳理】
要点一、超重与失重
(1)提出问题
你乘过垂直升降式电梯吗?当电梯开始启动上升时,你会心慌同时也会充分体验到“脚踏实地”的感
觉,电梯即将停止上升时,则会头晕同时有种“飘飘然”的感觉,这就是失重和超重造成的.
(2)实重与视重
①实重:物体实际所受的重力.物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化.②视重:当物体在
竖直方向上有加速度时(即 a≠0),物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹
簧测力计或台秤的示数叫物体的视重.
【说明】正因为当物体在竖直方向有加速度时视重不再等于实重,所以我们在用弹簧测力计测物体重
力时,强调应在静止或匀速运动状态下进行.
(3)超重和失重现象
①超重现象:当人在电梯中开始上升时,感觉对底板的压力增大,即当物体具有竖直向上的加速度时,
这个物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)大于它所受的重力,称为超重现象.如用弹簧竖直悬挂一重
物静止,当用力提弹簧使重物加速上升时,弹簧伸长,弹力就会变大,这就是一种超重现象.
②失重现象:当人在电梯中开始下降时,感觉对底板的压力减小,即当物体具有向下的加速度时,这
个物体对支持而的压力(或悬挂绳的拉力)小于它所受的重力,称为失重现象.如果物体对支持面的压力(或
对悬挂绳的拉力)等于零,叫完全失重现象.如用弹簧竖直悬挂着一重物保持静止,人拿着悬挂点加速下
移时,弹簧会缩短,说明弹力变小,这就是一种失重现象.若人松手,让弹簧和重物一起自由下落,则弹
簧的示数为零,此为完全失重现象.
【注意】
a.超重与失重现象,仅仅是一种表象,好像物体的重力时大时小.处于平衡状态时,物体所受的重
力大小等于支持力或拉力,但当物体在竖直方向上做加速运动时,重力和支持力(或托力)的大小就不相等
了.所谓超重与失重,只是拉力(或支持力)的增大或减小,是视重的改变.
b.物体处于超重状态时,物体不一定是竖直向上做加速运动,也可以是竖直向下做减速运动.即只
要物体的加速度方向是竖直向上的,物体都处于超重状态.物体的运动方向可能向上,也可能向下.
同理,物体处于失重状态时,物体的加速度竖直向下,物体既可以做竖直向下的加速运动,也可以做
竖直向上的减速运动.
c.物体不在竖直方向上运动,只要其加速度在竖直方向上有分量,即 ≠0 时,则当 方向竖直向
上时,物体处于超重状态;当 方向竖直向下时,物体处于失重状念.
d.当物体正好以向下的大小为 g 的加速度运动时,这时物体对支持面、悬挂物完全没有作用力,即
视重为零,称为完全失重.
完全失重状态下发生的现象,我们可以这样设想,假若地球上重力消失,则重力作用下产生的所有现
象都将消失,如天平失效、体重计不能使用、小球不会下落等等.
③超重和失重的判断方法:
若物体加速度已知,看加速度的方向,方向向上超重,方向向下失重.
若物体的视重已知,看视重与重力的大小关系,视重大于重力,超重;视重小于重力,失重.
要点二、超重、失重问题的处理方法
超重、失重现象的产生条件是具有竖直方向的加速度,我们用牛顿第二定律可以分析到其本质,故对
超重、失重问题的处理方法有:
ya ya
ya第 2 页 共 13 页
(1)用牛顿第二定律去定量地列方程分析,以加速度方向为正方向,列方程,注意使用牛顿第三定
律,因为压力和支持力并不是一回事,同时注意物体具有向上(或向下)的加速度与物体向上运动还是向下
运动无关.
(2)对连接体问题的求解,如测力计、台秤示数变化的问题,对于其中一物体(或物体中的一部分)所
处运动状态的变化,而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断,若用“隔离法”分别进行受力分析,再
通过对系统整体的运动状态的分析推理而得出结论固然可以,但繁琐费力.如果从整体观点出发,用系统
的重心发生的超重、失重现象进行分析判断,则会更加简捷方便.
【典型例题】
类型一、对超重和失重的理解
例 1、(2016 合肥一模)如图所示,在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重.她由稳定的站姿变化
到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程.关于她的实验现象,下
列说法中正确的是( )
A.只有“起立”过程,才能出现失重的现象
B.只有“下蹲”过程,才能出现超重的现象
C.“下蹲”的过程,先出现超重现象后出现失重现象
D.“起立”、“下蹲”的过程,都能出现超重和失重的现象
【思路点拨】人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,
根据加速度方向,来判断人处于超重还是失重状态.
【答案】D
【解析】下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态后处于超重状态;
人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,人先处于超
重状态后处于失重状态,故 ABC 错误,D 正确
故选:D.
【点评】对于超重还是失重的判断,关键取决于加速度的方向:当物体的加速度向上时,处于超重状态;
当加速度方向向下时,处于失重状态.
举一反三
【变式】如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,在电梯运行时,
乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小,这一现象表明( )
A.电梯一定是在下降
B.电梯可能是在上升
C.电梯的加速度方向一定是向上
D.乘客一定处在失重状态第 3 页 共 13 页
【答案】BD
【解析】电梯静止时,弹簧的拉力和重力相等.现在,弹簧的伸长量变小,则弹簧的拉力减小,小铁球
的合力方向向下,加速度向下,小铁球处于失重状态.但是电梯的运动方向可能向上也可能向下,故选 B、
D.
类型二、超重和失重现象的分析
例 2、某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为 490 N.他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t0 至 t3 时
间段内,弹簧测力计的示数如图所示,电梯运行的 v-t 图可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )
【思路点拨】t0~t1 时间内弹簧测力计的示数小于重力,失重;t1~t2 时间内弹簧测力计的示数等于重力,
平衡;t2~t3 时间内弹簧测力计的示数大于重力,超重;
【答案】AD
【解析】由 G-t 图象知:t0~t1 时间内失重,具有向下的加速度,t1~t2 时间内匀速或静止,t2~t3 时间
内超重具有向上的加速度,因此其运动情况可能是:t0~t3 时间内 ,故 A、D 正
确.
【点评】超重和失重过程中物体的重力并没有改变,只是显示的示数变大或变小。
举一反三
【变式 1】在升降电梯内的地面上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为 50 第 4 页 共 13 页
kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示.在这段时间内下列说法中正确的
是( )
A.晓敏同学所受的重力变小了
B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C.电梯一定在竖直向下运动
D.电梯的加速度大小为 g/5,方向一定竖直向下
【答案】D
【解析】体重计示数变小了,说明该同学处于失重状态,但所受重力并不变小,A 错;压力与支持力是一
对相互作用力,大小相等,B 错;电梯的加速度一定向下,但不一定向下运动,C 错;由牛顿第二定律可
知 D 对.
【高清课程:超重和失重 例题 7】
【变式 2】一质量为 m=40 kg 的小孩子站在电梯内的体重计上.电梯从 s=0 时刻由静止开始上升,在 0
到 6s 内体重计示数 F 的变化如图所示.试问:在这段时间内电梯上升的高度是多少?(重力加速度 g 取
10m/s2)
【答案】9m
【解析】由图可知,在 t=0 到 t1=2s 的时间内,体重计的示数大于 mg,故电梯应做向上的加速运动.设
在这段时间内体重计作用于小孩的力为 F1,电梯及小孩的加速度为 a1,由牛顿第二定律,得
①
在这段时间内电梯上升的高度
②
在 t1 到 t2=5s 的时间内,体重计的示数等于 mg,故电梯应做匀速上升运动,速度为 t1 时刻电梯的速
度,即
在这段时间内电梯上升的高度 ④
在 t2 到 t3=6s 的时间内,体重计的示数小于 mg,故电梯应做向上的减速运动.设在这段时间内体重
计作用于小孩的力为 F2,电梯及小孩的加速度为 a2,由牛顿第二定律,得 mg-F2=ma2 ⑤
在这段时间内电梯上升的高度 ⑥
1 1F mg ma− =
2
1 1 1
1
2h a t=
1 1 1v a t=
2 1 2 1( )h v t t= −
2
3 1 3 2 2 3 2
1( ) ( )2h v t t a t t= − − −第 5 页 共 13 页
电梯上升的总高度 ⑦
由以上各式,解得 h=9m.
类型三、超重、失重问题的处理方法
例 3、如图所示,把盛水容器放在台秤的托盘上,用固定在容器底部的细线使小木块悬浮在水中.当剪断
细线,木块加速上升时,台秤的读数将如何变化?(在木块浮出水面之前).下面给出该题目的两种解法,
请读者判断、分析解法的正误,如果解法错误请指明错误的原因并做出正确的解答,如果所给解法正确也
请说明理由并叙述之.
解法一:细绳剪断时,木块仍在水中,系统仍为一个整体,只是内力改变了,故而台秤的示数不
变.
解法二:细绳剪断时,木块加速上升,具有竖直向上的加速度,由对发生超重、失重的发生条件、概
念含义的理解,木块发生了超重现象,台秤读数变大.
【思路点拨】因为木块的密度小于水的密度,当剪断细绳时,木块会向上加速运动.与此同时,在木块的
上方必然有一等体积的“水块”以同样大小的加速度向下运动,从而填补木块占据的空间,整个系统将处
于失重状态.
【解析】对于“解法一”,究其发生原因是错误地认为剪断细线后,木块虽然上升,但其排开水的体积未
变,所受的浮力不变,自身的重力未变,系统的总重力也就不变,故而测力计的读数不变.此处只考虑了
木块运动状态的变化而忽略了水的运动状态的变化,犯了片面性的错误.
对于“解法二”,只单一的分析了木块由于加速上升而导致的超重现象,而遗漏了对水的运动状态的
分析,误认为只是木块发生了超重,水没有发生超重或失重现象,从而作出了“台秤的读数变大”的错误
结论.
其实,正确的解答是:
因为木块的密度小于水的密度,当剪断细绳时,木块会向上加速运动.与此同时,在木块的上方必然
有一等体积的“水块”以同样大小的加速度向下运动,从而填补木块占据的空间.又由于密度 ,
则“水块”的质量必大于木块的质量,因此,木块与“水块”的整体的“重心”必然具有竖直向下的加速
度,整个系统将处于失重状态.故台秤的示数必将变小.
【点评】此题重在考查超重、失重的发生条件、概念含义的理解,必须正确的分析木块与水的运动状态的
变化特点及其关系.
举一反三
【变式 1】(2015 安徽百校联考)金属小桶侧面有一小孔 A,当桶内盛水时,水会从小孔 A 中流出.如
果让装满水的小桶自由下落,不计空气阻力,则在小桶自由下落过程中( )
A.水继续以相同的速度从小孔中喷出
B.水不再从小孔喷出
C.水将以更大的速度喷出
1 2 3h h h h= + +
ρ ρ>水 木第 6 页 共 13 页
D.水将以较小的速度喷出
【答案】B
【解析】水桶自由下落,处于完全失重状态,故其中的水也处于完全失重状态,对容器壁无压力,故水不
会流出。
【高清课程:超重和失重 例题 2】
【变式 2】如图所示,一个盛水的容器底部有一小孔.静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容器在下
述几种运动过程中始终保持平动,且忽略空气阻力,则( )
A.容器自由下落时,小孔向下漏水
B.将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时,小孔不向下漏水
C.将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水
D.将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水
【答案】D
【解析】题中几种运动,对整体分析,都只受重力作用,运动加速度为 g,方向向下,容器中的水处于完
全失重,对容器底部无压力.故在底部的小孔处水不会漏出.
【变式 3】如图所示,A 为电磁铁,C 为胶木称盘,A 和 C(包括支架)的总质量为 M,B 为铁片,质量为
m,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,台称读数 F( )
A.F=mg B.mg<F<(M+m)g C.F=(M+m)g D.F>(M+m)g
【答案】D
【解析】以整体为研究对象,铁片被吸引上升过程中,具有向上的加速度,因此铁片处于超重状态,因此
F-(M+m)g=ma,可知:F>(M+m)g
【变式 4】在太空空间站中,一切物体均处于完全失重状态,现有下列仪器:①弹簧测力计;②天平;③
水银气压计;④密度计;⑤温度计.这些仪器中,在太空站内无法使用的是________.
【答案】②③④
【解析】处于完全失重状态时,平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失,天平是一个等臂杠杆,利
用了重力;水银气压计利用了水银重力产生的压强;密度计利用了液体的浮力,而浮力是液体的压力差引
起的,故天平、水银气压计、密度计均利用了重力,在太空站内无法使用.在太空站用弹簧测力计称重物,
读数为零,但不能误认为弹簧测力计在太空站内无法使用.弹簧测力计挂钩受多大拉力,就有多大读数,
这一性质在太空站中不会改变,故弹簧测力计在太空站内可以使用.而温度计测量温度与重力的有无是没
有关系的,故温度计在太空站内可以使用.
B
A
C第 7 页 共 13 页
【高清课程:超重和失重 例题 9】
【变式 5】某航空公司的一架客机,在正常航线上做水平飞行时,突然受到强大垂直气流的作用后,飞机
在 l0s 内高度下降 1700m,造成众多乘客和机组人员的受伤事故.如果只研究飞机在竖直方向上的运动,
且假定这一运动是匀变速直线运动,试计算:
(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大,方向怎样?
(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g=10m/s2)
(3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?(注:飞
机上乘客所系的安全带是固定连接在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子,它使乘客与飞机座椅连在一起.)
【 答 案 】 34m/s2 , 方 向 竖 直 向 下 ; 2.4 ; 人 相 对 于 飞 机 向 上 运 动 , 会 使 头 部 受 到 严 重 伤 害第 8 页 共 13 页
【巩固练习】
一、选择题:
1、(2015 益阳期末考)一个物体放在加速上升的电梯地板上,物体的重力大小为 ,地板对物体的支持
大小为 ,则 和 的关系为( )
A. B. C. D.无法确定
2、(2015 北京春季会考)有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重,其环形座舱套在竖直柱子上,
由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由下落,落到一定位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,
到地面时刚好停下,下列说法正确的是( )
A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态
B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态
C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态
D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态
3.如图所示,弹簧秤外壳质量为 m,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩上吊一重物.现用一竖直向上的外
力拉弹簧秤,当弹簧秤向上做匀速直线运动时,示数为 F1;若让弹簧秤以加速度 a 向上做加速直线运动,
则弹簧秤的示数为(重力加速度为 g)( )
A.mg B.F1 +mg C.F1 +ma D.(1+ )F1
4.把木箱放在电梯的水平地板上,则下列运动中地板受到的压力最小的是( )
A.电梯以 a =5m/s2 的加速度匀减速上升 B.电梯以 a =2m/s2 的加速度匀加速上升
C.电梯以 a =2.5m/s2 的加速度匀加速下降 D.电梯以 υ =10m/s 的速度匀速上升
5.为了研究超重与失重现象,某同学把一体重计放在电梯的地板上,将一物体放在体重计上随电梯运动
并观察体重计示数的变化情况.下表记录了几个特定时刻体重计的示数,表内时间不表示先后顺序)
时间 t0 t1 t2 t3
体重计示数(kg) 45.0 50.0 40.0 45.0
若已知 t0 时刻电梯静止,则( )
A.t1 和 t2 时刻电梯的加速度方向一定相反
B.t1 和 t2 时刻物体的质量并没有发生变化,但所受重力发生了变化
C.t1 和 t2 时刻电梯运动的加速度大小相等,运动方向一定相反
D.t3 时刻电梯一定静止
6.苹果园中学某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩)
向下,并在钩上悬挂一个重为 10N 的钩码.弹簧秤的弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出,
如图所示的 F-t 图象.根据 F-t 图象,下列分析正确的是( )
G
F F G
F G> F G= F G<
a
g第 9 页 共 13 页
A.从时刻 t1 到 t2,钩码处于超重状态
B.从时刻 t3 到 t4,钩码处于失重状态
C.电梯可能开始停在 15 楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在 1 楼
D.电梯可能开始停在 1 楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在 15 楼
7.为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯.无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它
会先慢慢加速,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图甲所示.那么下列说法中
正确的是( )
A.顾客始终受到三个力的作用
B.顾客始终处于超重状态
C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下
D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下
8.原来做匀速运动的升降机内,有一被伸长弹簧拉住的,具有一定质量的物体 A 静止在地板上,如图,
现发现 A 突然被弹簧拉向右方,由此可知此时升降机的运动可能是( )
A.加速上升 B.减速上升 C.加速下降 D.减速下降
9.如图所示,一个人站在医用体重计上测体重,当她站在体重计的测盘上不动时测得体重为 G,
(1)当此人在体重计上突然下蹲时,则体重计的读数( )
(2)若此人在体重计上下蹲后又突然站起,则体重计的读数( )
A.先大于 G,后小于 G,最后等于 G B.先小于 G,后大于 G,最后等于 G C.大于 G D.小于 G
10、(2016 盐城一模)如图所示,蹦床运动员从空中落到床面上,运动员从接触床面下降到最低点为第
一过程,从最低点上升到离开床面为第二过程,运动员( )
F/N
t/st1
0 t2 t3 t4
10第 10 页 共 13 页
A.在第一过程中始终处于失重状态
B.在第二过程中始终处于超重状态
C.在第一过程中先处于失重状态,后处于超重状态
D.在第二过程中先处于超重状态,后处于失重状态
11.某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为 490N.他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t0 至 t3 时间段
内,弹簧测力计的示数如图所示,电梯运行的 v-t 图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )
12、(2016 银川校级一模)2015 年 1 月 14 日,“蛟龙”号在西南印度洋龙旂热液区执行印度洋科考首航段
的最后一次下潜,这也是“蛟龙”号在这个航段的第 9 次下潜.假设在某次实验时,“蛟龙”号深潜器内的显
示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面 10min 内速度图象,下列说法正确的是( )
A.本次下潜的最大深度为 360 m
B.全过程中最大加速度是 0.025 m/s2
C.0~4 min 内平均速度为 1 m/s
D.0~1 min 和 8~10 min 的时间内潜水员处于超重状态
13.在静止的升降机中有一天平,将天平左边放物体,右边放砝码,并调至平衡.如果:
①升降机匀加速上升,则天平右倾 ②升降机匀减速上升,则天平仍保持平衡
③升降机匀加速下降,则天平左倾 ④升降机匀减速下降,则天平仍保持平衡
那么以上说法正确的是( )
A.①② B.③④ C.②④ D.①③
14、(2015 合肥期末考)质量为 m 的消防队员从一平台上竖直跳下,下落 3m 后双脚触地,接着他用双
腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了 0.5m,假设在着地过程中地面对他双脚的平均作用力大小恒定,
则消防队员( )
A. 着地过程中处于失重状态
B.着地过程中地面对他双脚的平均作用力等于 6mg
C.在空中运动的加速度大于触地后重心下降过程中的加速度
D.在空中运动的平均速度等于触地后重心下降过程中的平均速度
15.几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中.一位同学站在体重第 11 页 共 13 页
计上,然后乘坐电梯从 1 层直接到 10 层,之后又从 10 层直接回到 1 层.并用照相机进行了相关记录,
如图所示.他们根据记录,进行了以下推断分析,其中正确的是( )
A.根据图 2 和图 3 可估测出电梯向上起动时的加速度
B.根据图 1 和图 2 可估测出电梯向上制动时的加速度
C.根据图 1 和图 5 可估测出电梯向下制动时的加速度
D.根据图 4 和图 5 可估测出电梯向下起动时的加速度
二、计算题:
1.“蹦极跳”是一种获得强烈超、失重感觉的非常刺激的惊险娱乐运动项目:人处在离沟底水面上方二十
多层楼的高处(或悬崖上),用橡皮绳拴住身体,让人自由落下,落到一定位置时弹性绳拉紧,设人体立即
做匀减速运动,到接近水面时刚好减速到零,然后再反弹.已知某“勇敢者”头戴重量为 50 N 的安全帽,
开始下落时的高度为 76 m,设系统是人落到离水面 28 m 时弹性绳才绷紧,则当他落到离水面高 50 m 左右
位置时,戴着安全帽的头顶感觉如何?当他落到离水面 15 m 左右的位置时,头向下脚向上,则其颈部要用
多大的力才能拉住安全帽?(g 取 10m/s2)
50
40
50
50
40
50
40
50
40
图 1 图 2 图 3 图 4 图 5
9 10 2 1 1第 12 页 共 13 页
【答案与解析】
一、选择题:
1、A
解析:对人受力分析,人受重力和电梯的支持力,加速度向上,根据牛顿第二定律: ,解得:
,故 BCD 错,A 正确。
2、BC
解析:在自由下落过程中人只受重力作用,做自由落体运动,处于失重状态,故 A 错误,B 正确;在减速
运动的过程中,人受重力和座位对人向上的支持力,做减速运动,所以加速度向上,人处于超重状态,故
C 正确,D 错误。
1. D
解析:重物静止时,F1=mg,重物以加速度 a 向上做加速直线运动,根据牛顿第二定律可得,F-mg=ma,F=(1+
)F1
2. A
解析:地板受到的压力最小时,对木箱的支持力最小,必须处于失重状态且有较大的加速度。
3. A
解析:t0 时刻电梯静止,视重等于实重。比较可知,t1 时刻超重,t2 时刻失重,t3 时刻平衡,但不一定静止。
4. C
解析:钩码重 10N,比较图像可知,0 到 t1 时刻,处于静止;t1 到 t2 时刻,处于失重;t2 到 t3 时刻,平衡;
t3 到 t4 时刻,处于超重;C 项正确。
5. C
解析:顾客只有在加速过程中受三个力的作用;匀速过程中受两个力,支撑面对人的作用力等于重力,故 A
错误,B 错误.在加速过程中人受到的重力扣扶梯对人的作用力 F 的合力产生向右上方的加速度,如图乙
所示.根据牛顿第三定律,人对扶梯的作用力 F’向左下方,匀速运动时人受平衡力,沿竖直方向,故 C
正确,D 错误.
8.BC
解析:A 突然被弹簧拉向右方,说明物体所受的摩擦力变小,支持力变小,物体处于失重状态,可能减速
上升,可能加速下降。
9.人在体重计上突然下蹲时,先失重后超重,体重计的读数先小于 G,后大于 G,最后等于 G,答案为
B;人在体重计上下蹲后又突然站起,先超重后失重,体重计的读数先大于 G,后小于 G,最后等于 G,答
案为A。
10、CD
解析:A、C、运动员刚接触床面时重力大于弹力,运动员向下做加速运动,运动员处于失重状态;随床面
的形变的增大,弹力逐渐增大,弹力大于重力时,运动员做减速运动,运动员处于超重状态.故 A 错误,
C 正确;
B、D、蹦床运动员在上升过程中和下落过程中是对称的,加速度方向先向上后向下,先处于超重状态,后
处于失重状态,故 B 错误,D 正确;
故选:CD.
11.AD
解析:t0~t1 内,弹簧测力计的示数小于人的体重,电梯处于失重状态,应向上减速或向下加速,选项 B、C
错误;t1~t2 内,弹簧测力计的示数等于人的体重,电梯应静止或向上匀速或向下匀速;t2~t3 内,弹簧测
力计的示数大于人的体重,电梯处于超重状态,应向上加速或向下减速.
12、A
F mg ma− =
F ma mg mg= + >
a
g第 13 页 共 13 页
解析:A、“蛟龙号”深潜器在 0~4 min 内一直向下运动,在 t=4 min 时,达最大深度,hm= (4+2)×2×60
m=360 m,故 A 正确;
B、最大加速度为:am= m/s2= m/s2,故 B 错误;
C、0~4 min 内的平均速度 v= = m/s=1.5 m/s,故 C 错误;
D、潜水员在 0~1 min 内的加速度竖直向下,处于失重状态,故 D 错误.
故选:A
13.C
解析:天平左右盘对物体和砝码的支持力总是同时增大或减小,所以天平总是保持平衡。
14、D
解析:A、着地过程人做减速运动,加速度向上,处于超重状态,故 A 错误;
B、设消防队员的重力为 G,地面对他双脚的平均作用力大小为 F.根据动能定理,对全过程进行研究得:
得到 ,即在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为自身所受重力的 6
倍,故 B 错误.
C、由公式 v2=2as 可知在空中运动的加速度小于触地后重心下降过程中的加速度,C 错误;
D、因两过程初末速度和相等,故平均速度大小相等;故 D 正确;
故选:D
15.C
解析:图 1 是静止状态;图 2 加速上升,支持力大于重力;图 3 减速上升,支持力小于重力;图 4 加速下
降,支持力小于重力;图 5 减速下降,支持力大于重力。故 C 正确。
二、计算题:
1. 135.7N
解析:因为人落到离水面 28 m 处时弹性绳才绷紧,所以当他离水面 50 m 高度处时,他和他的安全帽都处
于完全失重状态,头部和安全帽之间无压力作用,他感觉不到安全帽有压力.
人下落到离水面 28 m 时的速度为 ,
所以 .
人在减速段的加速度
.
人到离水面 15 m 左右的位置时,对安全帽由牛顿第二定律知
.
故 .
1 2 2 0G h h Fh+ =( )- 7F G=
2
12 ( )v g H h= −
12 ( ) 2 10 (76 28)m /s 960m /sv g H h= − = × × − =
2
2 2
1
960 m /s 17.14m /s2 2 28
va h
= = =×
F mg ma− =
5050N 17.14N 135.7N10
GF G ag
= + = + × =