【暑假高中预备】人教版物理初三（升高一）暑假预习-第21讲 超重和失重 讲学案

第21讲 超重和失重

1.结合生活体验，通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。

2.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。

一、重力的测量

方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg。

方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。

二、超重和失重

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。

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。

3.超重、失重、运动情况与受力情况的比较

考点一：生活中的超重失重

【例1】蹦极是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊时的位置，人在从p点下落到最低点c点的过程中，下列说法错误的是（　　）

A．在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态

B．在ac段绳的拉力先小于人的重力后大于人的重力，速度先增大后减小，加速度先减小后增大

C．在b点速度最大，加速度为零

D．在c点，速度为零，处于平衡状态

考点二：通过图像判断超重失重

【例2】某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是（　　）

A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况

B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态

C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止

D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止

1．下列关于失重和超重的说法中，正确的是（　　）

A．物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力增大

B．在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程

C．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程

D．只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态

2．一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一个质量为1 kg的鱼，弹簧测力计的读数为12 N，该人的体重为750 N，则他对升降机地板的压力为（g取10 m/s2）（　　）

A．750 N B．762 N C．900 N D．912 N

3．2021年9月17日，搭载着3名英雄航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆于东风着陆场，标志着神舟十二号返回任务取得圆满成功，航天员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　）

A．火箭加速上升时，航天员处于超重状态

B．火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力

C．在飞船绕地球运行时，航天员处于完全失重状态，则航天员的重力消失了

D．飞船落地前减速下落时，航天员处于失重状态

4．电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个质量为1 kg的重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为12 N.关于电梯的运动（如图所示），下列说法正确的是（g取10 m/s2）（    ）

A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2

B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2

C．电梯一定向上减速运动，加速度大小为4 m/s2

D．电梯一定向下减速运动，加速度大小为2 m/s2

5．2021年4月28日，在西安举行的全运会田径项目测试赛女子撑杆跳高决赛中，浙江队选手徐惠琴以4米50的成绩获得冠军。若不计空气阻力。则下列说法正确的是（  ）

A．徐惠琴上升过程先处于超重状态，后处于失重状态

B．徐惠琴上升到最高点时其加速度为零，她既不失重也不超重

C．徐惠琴从最高点下落到软垫前，这阶段一直处于超重状态

D．徐惠琴落到软垫后一直做减速运动，一直处于超重状态

6．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=0.4s时，他正处于超重状态

B．t=0.5s时，他的加速度约为3 m/s2

C．t=1.1s时，他受到单杠的作用力的大小约为618 N

D．t=1.5s时，他正处于超重状态

7．如图所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲、起立的动作时记录的压力随时间变化的图线。由图线可知，该同学在2～8s时间内（　　）

A．该同学做了一次下蹲、起立的动作

B．该同学做了两次下蹲、起立的动作

C．下蹲过程中人一直处于失重状态

D．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态

8．质量为50kg的某同学乘坐电梯从1楼到5楼的v-t图像如图所示，若g取。则下列说法中正确的是（　　）

A．0~2s和4s~6s该同学的加速度相同

B．0~6s内该同学的位移为12m

C．0~2s内，该同学处于失重状态

D．4s~6s内该同学对电梯的压力为575N

1．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 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．电梯可能在竖直向上运动

D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下

2．一质量为的学生站在竖直方向运动的电梯内的体重计上。电梯从时刻由静止开始上升，在0到内体重计示数F的变化如图所示，g取，可知（　　）

A．内电梯匀加速上升，加速度大小为

B．内电梯一定处于静止状态

C．内电梯处于失重状态，其加速度为

D．内学生处于超重状态，其加速度为

3．如图甲所示为门式起重机，它可以将列车上京紫的集装箱竖直向上提升到一定高度。若选竖直向上为正方向，测得集装箱在竖直方向运动过程中的加速度a随位移x变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．在x=4m时，集装箱的速度为2m/s

B．在0～4m内，集装箱运动的时间为

C．在4-6m内，集装箱处于失重状态

D．集装箱上升的最大高度为6m

4．如图所示，老师用力传感器提着重物在竖直方向上做了一个超、失重实验，并截取了电脑显示器上所显示F-t图像的其中一段，如图（b）所示，则（　　）

A．t0阶段重物一定处于静止状态 B．t1到t2阶段重物先向上加速后向下减速

C．t2阶段重物处于超重状态 D．t3阶段重物处于静止状态或匀速直线运动状态

5．广州塔又称广州新电视塔，总高度600m，是广州的标志性建筑之一，随着超级高楼越来越多，高速电梯在日常生活中越来越重要。在某次对广州塔高速电梯的测试中，电梯的时间—速度图像如图所示，图中倾斜的虚线a、b分别为曲线在时和时的切线，下列说法正确的是（　　）

A．0~10s时间内电梯的加速度逐渐增大 B．时电梯一定处于超重状态

C．时电梯的加速度大小为 D．时电梯的加速度为时电梯加速度的6倍

6．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，至时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的图像可能是（取电梯向上运动的方向为正）（　　）

A． B．

C． D．

7．在学习了超重失重后，一同学用手机软件测量乘电梯下楼过程中的加速度，得到如图所示的图线．已知时电梯处于静止状态，则下列说法正确的是（　　）

A．时电梯内的乘客处于超重状态

B．时电梯内的乘客处于超重状态

C．时间内电梯匀速运动

D．电梯下行的最大速度大于

8．弹簧高跷是一种新型的运动器材，如图甲，当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙，则下列说法正确的是（　　）

A．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力

B．人向上弹起过程中，一直处于超重状态

C．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力等于人对踏板的作用力

D．人和高跷离开地面上升过程中处于完全失重状态

9．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图象如图乙如示，则（　　）

A．时刻小球速度最大

B．这段时间内，小球的速度一直增加

C．这段时间内，小球的速度先增大后减小

D．全过程小球经历了先失重再超重最后又失重的三个过程

10．盖房子打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示。参加打夯的共5人，四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。设夯锤的质量为m，某次打夯时将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力大小均为，力持续的时间为t，然后松手，夯锤落地时将地面砸出一个凹痕。不计空气阻力，则（　　）

A．在上升过程中，夯锤一定处于超重状态

B．松手时夯锤一定处于完全失重状态

C．松手时夯锤的速度大小v=2gt

D．夯锤上升的最大高度hm=gt2