高考物理考点——超重和失重

考点解读

1.超重并不是重力增加了,失重并不是重力减小了,完全失重也不是重力完全消失了。在发生这些现象时,物体的重力依然存在,且不发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)。

2.只要物体有向上或向下的加速度,物体就处于超重或失重状态,与物体向上运动还是向下运动无关。

3.尽管物体的加速度不是在竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。

4.物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的,其大小等于ma

5.物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向没有关系。下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系。

特别提醒:不论是超重、失重、完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变。

6.超重和失重现象的判断“三”技巧

(1)从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态。学,

(2)从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。

(3)从速度变化角度判断

①物体向上加速或向下减速时,超重;

②物体向下加速或向上减速时,失重。

 

考向一  超重和失重系

(2018·北京市东城区)“天地双雄”是欢乐谷的一项游乐设施,它的两座高度均为五十多米的高塔竖直矗立在游乐场上,塔的四周安装有可以上下运动的座椅,乘客坐在座椅上随着座椅运动,若在下降过程中加速度a随时间t变化的图线如图2所示,以竖直向下为a的正方向,则

A.人对座椅的压力在t1时刻最大

B.人对座椅的压力在t4时刻最大

C.在t1~t2时间内,人处于超重状态

D.在t3~t4时间内,人处于失重状态

【参考答案】B

【详细解析】h~2时间内,人处于失重状态:在1:-t4时间内,人处于超重状态。在14时刻N-mg= ma,此时座椅对人的支持力最大,则人对座椅的压力在74时刻最大。综上分析,B正确。

1.一个矿泉水瓶底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设水瓶在下述几种运动过程中没有转动且忽略空气阻力,则

A.水瓶自由下落时,小孔向下漏水

B.将水瓶竖直向上抛出,水瓶向上运动时,小孔向下漏水;水瓶向下运动时,小孔不向下漏水

C.将水瓶水平抛出,水瓶在运动中小孔不向下漏水

D.将水瓶斜向上抛出,水瓶在运动中小孔向下漏水

【答案】C

【解析】无论向哪个方向抛出,抛出之后的物体都只受到重力的作用,加速度为g,处于完全失重状态,此时水和容器的运动状态相同,它们之间没有相互作用,水不会流出,所以C正确。

1.小明乘电梯从一楼上升到三楼,在电梯启动和制动时,他所处的状态是

A.超重、超重 B.失重、失重 C.超重、失重 D.失重、超重

2.甲、乙两位同学组成研究性学习小组来研究物体的超重和失重现象。他们在运动着的一升降机内做实验,站在体重计上的甲同学发现了自已的“体重”增加了40%,于是乙同学对该过程中升降机的运动情况作出了如下判断,其中可能正确的是

A.以0.6g的加速度加速下降

B.以0.4g的加速度加速上升

C.以0.4g的加速度减速下降

D.以0.6g的加速度减速上升

3.某同学用台秤研究在电梯中的超失重现象。在地面上称得其体重为500 N,再将台秤移至电梯内称其体重。电梯从t=0时由静止开始运动,到t=11 s时停止,得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示(g=10 m/s2)。则

A.电梯为下降过程

B.在10~11 s内电梯的加速度大小为2 m/s2

C.F3的示数为550 N

D.电梯运行的总位移为19 m

4.(2018·北京市中国人民大学附属中学)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作,下列反映体重计示数随时间变化的F–t图象可能正确的是

5.(2018·浙江省温岭中学)在里约奥运会男子跳高决赛的比赛中,中国选手薛长锐获得第六名,这一成绩创造了中国奥运该项目的历史。则

A.薛长锐在最高点处于平衡状态

B.薛长锐起跳以后在上升过程处于失重状态

C.薛长锐起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力

D.薛长锐下降过程处于超重状态 学,

6.(2018·北京市西城区普通高中合格性考试模拟)小明家住10层。他放学后,乘坐电梯从1层直达10层。假设电梯刚起动时做匀加速直线运动,中间一段时间内做匀速直线运动,最后一段时间内做匀减速直线运动。在电梯从1层直达10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.在超重或失重过程中,小明的体重发生了变化

D.电梯运动的加速度方向发生了变化

7.(2018·广东省广州市华南师大附中)现在城市的滑板运动非常流行,在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行,在横杆前起跳并越过杆,从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过,如图所示,假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计,若运动员顺利地完成了该动作,最终仍落在滑板原来的位置上,则

A.运动员起跳时,双脚对滑板作用力的合力竖直向下

B.起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后

C.运动员在空中最高点时处于失重状态

D.运动员在空中运动时,单位时间内速度的变化相同

8.(2014·北京卷)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入,例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是

A.受托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态

B.受托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态

C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度

D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度

 

6.BD【解析】电梯刚起动时,小明有向上的加速度,则小明处于超重状态,故A错误,B正确;电梯启动和向上加速时,加速度向上,而减速运动时,加速度向下,故加速度方向发生了变化,故C错误,D正确。

7.ACD【解析】运动员竖直起跳,由于本身就有水平初速度,所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动,又参与了竖直上抛运动。各分运动具有等时性,水平方向的分运动与滑板的运动情况一样,最终落在滑板的原位置。所以竖直起跳时,对滑板的作用力应该是竖直向下。故A正确,B错误;运动员在空中最高点时具有向下的加速度g,处于失重状态,选项C正确;运动员在空中运动时,则加速度恒定,所以单位时间内的速度的变化量相等,故D正确。

8.D【解析】受托物体向上运动,开始阶段一定先向上加速,加速度向上,物体处于超重状态,但后面的运动是不确定的,可以是加速的,减速的,也可以是匀速的,不一定处于超重状态,AB均错误;物体离开手的瞬间或之后,物体的加速度等于重力加速度,C错误;在物体离开手的瞬间,手的速度变化一定比物体快,所以其加速度一定大于物体的加速度,即大于重力加速度,D正确。

 

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