超重失重例题解析

1、超重和失重知识梳理1 .牛顿第三定律(1) .作用力和反作用力一定是同种性质的力，而平衡力不一定；(2) .作用力和反作用力作用在两个物体上，而一对平衡力作用在一个物体上(3) .作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失；而对于一对平衡力，其中一个力变化不一定引起另外一个力变化两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，公式可写为。作用力与反作用力的二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不冉平衡叠加性两力作用效果不口抵

2、消，不口叠加，/、可求合力两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；形变效果不能抵消力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力2 .超重和失重超重现象是指：N>G或T>G ;加速度a向上；失重现象是指：G>N G>T ;加速度a向下；_完全失重是指：T=0或N=。 加速度a向下；大小a= g基本单位 和导出单 位构成单 位制.3 .力学基本单位制：(在国际制单位中)公选定的几个物理量的单位基本单位4(2)力学中的基本单位：长度；质量；时间单位制fCD由基本单位和物理公式推导出来的物理量的单位导出单位“力 在计算时，一般用国际单位制，计算中不必

3、写出各量的单位a长度的单位一一米；b:时间的单位一一秒；c：质量的单位一一千克4 .牛顿运动定律只适应于宏观低速，且只适应于惯性参照系。例题评析【例15】弹簧下端挂一个质量 m=1kg的物体，弹簧拉着物体在下列各种情况下，弹簧的示数：(g=10m/s2)(1)、弹簧秤以5m/s的速度匀速上升或下降时，示数为 。 2 .(2)、弹簧秤以5m/s的加速度匀加速上升时，小数为 。(3)、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速下降时，示数为 。(4)、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速上升时，示数为 。(5)、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速下降时，示数为 。【分析与解答】 10N (2)15N (3)5N(

4、4)5N (5)15N【例16如图所示，浸在液体中的小球固定在轻弹簧的一端，弹簧另一端固定在容器底部，已知小球密度p ,液体密度为p1( p < p 1),体积为V,弹簧劲度系数为 K,求| |下列两种情况下弹簧的形变量：(1)整个系统匀速上升；(2)整个系统自由下戛落。.二：【分析与解答】：(1)小球受力为：重力，弹簧弹力，液体浮力，设小球体积为V,弹簧形变量为AL ,整个系统匀速上升，小球受力平衡，则：竺(2)在整个系统自由下落时，在地面的观察者看来，小球自由下落，由于物体处于完全失重状态，浮力消失，f=0 ,因此F也为零，即AL=0。【例17】电梯地板上有一个质量为 200 kg的

5、物体，它对 产安田川3：-2 -2 iiII1上Vs|li |II° 1 2 3 4 S 6 7 B地板的压力随时间变化的图象如图所示.则电梯从静止开始向上运动， 在7 s内上升的高度为多少？【分析与解答】：以物体为研究对象，在运动过程中只可能受到两个力的作用：重力mg=2 000N,地板支持力 F.在。2 s内，F>mg,电梯加速上升，25 s内，F=mg,电梯匀速上升，57 s内，Fvmg,电梯减速上升.若以向上的方向为正方向，由上面的分析可知，在02 s内电梯的加速度和上升高度分别为Fi -mg 3 000 -2 00022ai= m/s =5 m/sm200电梯在t=2

6、 s时的速度为v=aiti=5X 2 m/s=10 m/s ,因此，在25 s内电梯匀速上升的高度为h2=vt2=10 X 3 m=30 m.电梯在57 s内的加速度为F3 -mg 1 000 -2 00022a2= m/s = 5 m/sm200即电梯匀减速上升，在 57s内上升的高度为1.2h3=vt3+ a2 t32=10X2 m 1X5X22 m=10 m2所以，电梯在7 s内上升的总高度为h=h + h2+h3= 110+30+10) m=50 m.答案：50 m能力训练51 .某同学要在升降机内用天平来称量质量，下列哪些情况可以实现A .升降机匀速下降B .升降机减速下降C .升降

7、机做自由落体运动D .升降机减速上升，但加速度数值小于重力加速度2 .如图所示，一根细线一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木块浸没 在水中，整个装置在台秤上，现将细线割断，在木球上浮的过程中不计水的 阻力，则台秤上的示数：A .增大 B .减小 C .不变 D .无法确定3 .如图，在倾角为。的斜面上，放置质量为2m和m两木块，中间连尚未发生形变的轻弹簧，两木块同时由静止释放，在斜面光滑和不光滑两种情况下，弹簧（两木块与斜面的摩擦因数相同 ）A.均被压缩 B .均被拉长 C .前者保持原长，后者被压缩D .均保持原长4 .某人在地面上最多能举起 60 kg的重物，当此人站在以5 m/s2的

8、加速度加速上升的升降机中， 最多能举起多少千克的重物 ？（g取10 m/s2）5 .一种能获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施中，用电梯把乘有10多人的座舱送到大约二十几层楼高的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停下 .已知座舱开始下落时的高度为76 m,当落到离地面28 m时开始制动.若某人手托着质量为 5 kg的铅球进行这个游戏，问：（1）当座舱落到离地高度 40 m左右的位置时，托着铅球的手感觉如何？（2）当座舱落到离地高度15 m左右的位置时，手要用多大的力才能托住铅球？ （ g取2、10 m/s ）模拟测试、选择题1 .牛顿是物理学

9、史上最伟大的科学家，他的一生对物理学产生了巨大的贡献，但他还是虚心地说“我之所以比别人看得远些，是因为我站在了巨人的肩上。”牛顿所说的巨人是指(A)亚里士多德；(B)伽利略；(C)笛卡尔；(D)法拉第。2 .意大利的物理学家伽利略提出“著名的斜面试验”，逐渐增大斜面倾角并由此推理得出的结论是A.自由落体运动是一种匀变速直线运动.B.无论物体是否运动，都具有惯性.C.力不是维持物体运动的原因.D.力是使物体产生加速度的原因.3 .在人类登上月球之前，科学家曾经担心人类踏上月球表面的时候，会使月面上的灰尘扬起来淹没宇航员，尘土长时间内不会沉下来，科学家的担心是因为考虑到A.月球上的重力加速度较小.

10、 B.月球上没有水.C.月球上没有空气.D.月球上的温差太大.4 .如图所示，小车内有一个光滑的斜面，当小车在水平轨道上做匀变速直线运动时，小物块A恰好能与斜面保持相对静止.在小车运动过程中的某时刻，突然使小车停止，则物体A的运动可能(A)沿斜面加速下滑(B)沿斜面减速上滑(C)仍与斜面保持相对静止(D)离开斜面做平抛运动5 .如图所示，ab、cd是竖直平面内两根固定的细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，圆周半径为R, b点为圆周的最低点，c点为圆周的最高点。现有两个小滑环 A、B分别从a、c处由静止释放,滑环A经时间t1从a点到达b点，滑环B经时间t2从c点到达d点；另有一小球 C从b点以初

11、速度vo=V4gR&bc连线竖直上抛，到达最高点时间为t3,不计一切阻力与摩擦，且 A、B、CTB可视为质点，则tt2、t3的大小关系为(A) tl = t2= t3(B) tl = t2-> t3(C) t2> tl >t 3(D) A、B、C三物体的质量未知，因此无法比较6 .如图所示，在空雪碧瓶底四周钻几个小孔，盛满水后，让盛满水的雪碧瓶自由下落，则下落过程中不可能出现的图是A t, «D7 .竖直向上射出的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，则整个过程中，加速度大小的变化是A.始终变大B.始终变小C.先

12、变大后变小D.先变小后变大8 .质量为m和m2的两个物体，由静止开始从同一高度下落，运动中所受阻力分别为fi和f2,如果物体m先落在地面，那是因为，,，A. m i >m2B. f i <f 2小 f1f2C.：: D.m1g _ f1 = m2 g f 2mim2. . .一一 . 一. . 一 , 9 .如图所不，物体静止于光滑水平面M上，力F作用于物体。点，现要使物体沿着 OO方向做匀加速运动（F和OO都在 M平面内），那么必须同时再加一个力Fi,这个力的最小值为/I，OF tan 二 .F cos ?B.F sin1 C.上 sin ?D.10 . 一质点由静止开始，先做匀

13、加速运动，接着做匀速运动，最后做末速度为零的匀减速运动，三个过程所经历的时间之比为3： 4： i,全过程中的最大速度为v.则全过程的平均速度为A.V/3B.V/4C.3V/4D.4V/5.填空题11 .一电梯启动时匀加速上升，加速度为 2m/s2,制动时匀减速上升，加速度为 -1m/s2,上升高 度为52米。则当上升的最大速度为 6m/s时，电梯升到楼顶的最短时间是 so如果电梯 先加速上升，最后减速上升，全程共用时间为16s,则上升的最大速度是 m/s。F的大小与时间t的关系12.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用,由此两图线可以求得物块13.缆车沿着坡度为 300的山坡

14、以加速度 a上行。在缆车中放个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为 m的小物块，小物块相对斜面静止，如图。物块受到的摩擦力大小为 , 方向。（设缆车保持竖直状态运行）三.计算题14 （12分）.如图，倾角0 =37°的光滑斜面底端有一挡板， 斜面上有质量分别为 m=1kg、m=2kg的两物块 A B,用劲度系数为 K= 200N/m的轻弹簧相连，并处于静止状态。现用一沿斜面向上的恒力F拉动物块A,经时间t=0.2s使B恰离开挡板，此时加速度大小为 aA=1m/s2.（取 sin37 0=0.6, cos37 0=0.8, g=10m/s求：（1）从开始到B刚离开挡板时 A移动的位

15、移?(2)作用在物体 A上拉力F的大小?15.如图所示，木块重 60 N,放在倾角0 =37°的斜面上，用 F =10 N的水平力推木块，木块恰能沿斜面匀速下滑，求：(1)木块与斜面间的摩擦力大小；(2)木块与斜面间的动摩擦因数.(sin37 ° =0.6 , cos37 ° =0.8)16.(12分)A、B两个物体用细绳相连在一起 ，用竖直向上的拉力F将它们向上提起，如图所示.细绳能承受的最大拉力为100N,两个物体的质量都为5kg,要使绳子在提起两物体的过程中绳不被拉断，求拉力F的范围.(g 取10m/s2)17 .喷气式飞机在高空飞行时发动机向后喷出高速气体

16、，使飞机受到一向前的推力。飞机在某 一高度飞行时，竖直方向合力为零，飞机在竖直方向除受重力外还受向上的升力，飞机所受 向上的升力是由机翼上下表面的压力差产生的，飞机的机翼后部装有襟翼，调整襟翼的角度， 可改变升力的大小。飞机飞行时还受空气阻力，实验证实飞机所受空气阻力与速度平方成正比，即f=Kv 2, K为空气阻力系数，空气阻力系数与飞机的形状、大小、襟翼的角度等因素有 关，当飞机载重增大时，所需升力也增大，调整襟翼的角度可增大升力，这时空气阻力系数 也将增大。有一总质量为 M的喷气式客机在上海机场升空到某一高度后水平飞向北京，升空到这一 高度时客机的速度为 V 加速度为 d。经一段时间速度变

17、为 V2,此时的加速度为 a2,再经一 段时间速度变为 V3,此时客机所受合力为零。客机加速过程中推力不变，由于客机加速过程时间较短，客机耗油量忽略不计，空气阻力系数恒为K,求：(1)机翼上下表面的有效面积均为S,加速过程中机翼上下表面的压强差P为多少？(2)a 1与a2的比值为多少?(3)客机速度达V3后以这一速度匀速飞往北京，匀速飞行时客机发动机的平均功率为P,经时间t客机飞至北京上空时(高度未变)，机翼上下表面的压强差减小为4P'。客机飞至北京上空时空气阻力系数变大、变小、还是不变？简要说明理由。客机从上海匀速飞至北京上空的 过程中客机的耗油量为多少？克服阻力所做的功为多少？18 .如图所示，质量分别为 m( = 1kg和m = 2kg的a 区A、B两物块并排放在光滑水平面上，若对A、B分 用,科一别