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1、第6節(jié) 超重和失重
1．超重
(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象。
(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度。
2．失重
(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象。
(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度。
(3)完全失重
①定義：物體對(duì)支持物(或懸掛物)完全沒(méi)有作用力的現(xiàn)象。
②產(chǎn)生條件：a＝g，方向豎直向下。
典型考點(diǎn)一 超重、失重的理解和判定
1．關(guān)于超重和失重，下列說(shuō)法正確的是( )
A．超重現(xiàn)象只會(huì)發(fā)生在物體豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，超重就是物體所受的重力增加了
B．失重現(xiàn)象只會(huì)發(fā)生在物
2、體豎直向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，失重就是物體所受的重力減少了
C．完全失重就是物體重力全部消失
D．不論超重、失重或完全失重，物體所受的重力是不變的
答案 D
解析 超重現(xiàn)象是因?yàn)槲矬w具有向上的加速度，物體可能是向下減速或向上加速，失重現(xiàn)象是因?yàn)槲矬w具有向下的加速度，物體可能是向上減速或向下加速，不論超重、失重或完全失重，物體所受的重力是不變的，只是對(duì)外界的壓力和拉力變大或變小，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。
2．下列關(guān)于超重、失重現(xiàn)象的描述中，正確的是( )
A．電梯正在加速上升，人在電梯中處于失重狀態(tài)
B．列車(chē)在水平軌道上加速行駛，車(chē)上的人處于超重狀態(tài)
C．在國(guó)際空間站內(nèi)的宇航員重力完
3、全消失
D．自行車(chē)在斜坡上自由滑行時(shí)，人處于失重狀態(tài)
答案 D
解析 電梯正在加速上升，人的加速度方向向上，在電梯中處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；列車(chē)在水平軌道上加速行駛，車(chē)上的人受到的支持力與重力大小相等，人既不處于超重狀態(tài)，也不處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；在國(guó)際空間站內(nèi)的宇航員處于失重狀態(tài)，其加速度等于重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，重力并沒(méi)有消失，故C錯(cuò)誤；自行車(chē)在斜坡上自由滑行時(shí)，人和自行車(chē)具有豎直向下的分加速度，人處于失重狀態(tài)，故D正確。
典型考點(diǎn)二 有關(guān)超重、失重的計(jì)算問(wèn)題
3．質(zhì)量為60 kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，如圖所示。當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)是多少？(
4、g取10 m/s2)
(1)升降機(jī)勻速上升；
(2)升降機(jī)以4 m/s2的加速度勻加速上升；
(3)升降機(jī)以3 m/s2的加速度勻減速上升或勻加速下降。
答案 (1)600 N (2)840 N (3)420 N
解析 以人為研究對(duì)象受力分析，設(shè)支持力為N:
(1)勻速上升時(shí)，加速度為零，故N－mg＝0，N＝mg＝600 N，
根據(jù)牛頓第三定律知體重計(jì)讀數(shù)為600 N。
(2)勻加速上升時(shí)，加速度豎直向上，取豎直向上為正方向，
則N－mg＝ma，N＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N，
根據(jù)牛頓第三定律知體重計(jì)讀數(shù)為840 N。
(3)勻減速上升或勻加
5、速下降時(shí)，加速度都是豎直向下，取豎直向下為正方向，
則mg－N＝ma′，N＝m(g－a′)＝60×(10－3) N＝420 N，
根據(jù)牛頓第三定律知體重計(jì)讀數(shù)為420 N。
4．一質(zhì)量為40 kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從t＝0時(shí)刻由靜止開(kāi)始上升，在0～6 s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化情況如圖所示。試問(wèn)：在這段時(shí)間內(nèi)小孩超、失重情況及電梯上升的高度是多少？(取重力加速度g＝10 m/s2)
答案 0～2 s：超重，2～5 s：平衡，5～6 s：失重 9 m
解析 小孩體重G＝mg＝400 N，由題圖知，在0～2 s內(nèi)，F(xiàn)1＝440 N，F(xiàn)1>G，電梯勻加速上升，小孩處于超重狀態(tài)，此時(shí)有
a1＝＝1 m/s2，v＝a1t1＝2 m/s，
h1＝a1t＝2 m。
在2～5 s內(nèi)，F(xiàn)2＝400 N，F(xiàn)2＝G，電梯勻速上升，小孩處于平衡狀態(tài)，此時(shí)有
h2＝vt2＝6 m。
在5～6 s內(nèi)，F(xiàn)3＝320 N，F(xiàn)3
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