第3章 第2讲 牛顿运动定律的综合应用-2022新高考物理一轮复习【名师导航】配套Word教参(人教版)

第2讲　牛顿运动定律的综合应用 超重和失重 1．超重 (1)定义：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)产生条件：物体具有向上的加速度。 2．失重 (1)定义：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。 (2)产生条件：物体具有向下的加速度。 3．完全失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象。 (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下。 思考辨析 1．超重说明物体的重力增大了，失重说明物体的重力减小了。 (×) 2．将钩码挂在竖直弹簧测力计上，弹簧测力计的示数就是钩码的重力大小吗？ 提示：只有当钩码和弹簧测力计保持静止或匀速直线运动状态时，弹簧测力计的示数才等于钩码的重力大小。 3．什么是实重和视重？ 提示：(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。 (2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，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。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。 考点1　超重和失重问题(基础考点) 1．(多选)在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数如图所示，已知重力加速度为g，则在这段时间内，下列说法正确的是(　　) A. 该同学所受的重力变小了 B. 该同学对体重计的压力等于体重计对该同学的支持力 C. 电梯一定在竖直向下运动 D. 电梯的加速度大小为 ，方向一定竖直向下 BD　解析：体重计的示数减小，说明该同学对其压力减小，但该同学所受重力没有变化，故选项A错误；该同学对体重计的压力和体重计对其的支持力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知选项B正确；体重计的示数减小，说明处于失重状态，电梯可能向下加速运动或者向上减速运动，故选项C错误；电梯静止时，由平衡条件知FN1＝mg，电梯运动过程中，由牛顿第二定律可知mg－FN2＝ma，代入数据解得a＝g，方向竖直向下，故选项D正确。 2．若货物随升降机运动的v ­t图像如图所示(竖直向上为正)，则货物受到的升降机的支持力F与时间t的关系图像可能是(　　) 　　　　　 A　　　　　　　　　B 　　　　　 C　　　　　　　　　D B　解析：由题中v ­t图像可知：过程①为方向向下的匀加速直线运动(加速度向下，失重，F＜mg)；过程②为方向向下的匀速直线运动(处于平衡状态，F＝mg)；过程③为方向向下的匀减速直线运动(加速度向上，超重，F＞mg)；过程④为方向向上的匀加速直线运动(加速度向上，超重，F＞mg)；过程⑤为方向向上的匀速直线运动(处于平衡状态，F＝mg)；过程⑥为方向向上的匀减速直线运动(加速度向下，失重，F＜mg)。综合分析可知选项B正确。 3．如图所示，一个箱子内放置质量为m的物体，现让箱子以初速度为0从足够高的高空释放。已知箱子所受的空气阻力与箱子的下落速度成正比，则在箱子下落过程中，下列说法正确的是(　　) A. 开始的一段时间内箱内物体处于超重状态 B. 箱内物体经历了先失重后超重的状态 C. 箱内物体对箱子底部的压力逐渐减小 D. 箱子接近地面时，箱内物体所受的重力与箱子底部对物体的支持力是一对平衡力 D　解析：以箱子和箱内物体整体为研究对象，设总质量为M，根据牛顿第二定律得Mg－Ff＝Ma，得a＝g－∝v，所以随着速度的增大，箱内物体受到的支持力增大，由牛顿第三定律知，箱内物体对箱子底部的压力逐渐增大，故C错误；由于足够高，则箱子接近地面时，可视为匀速运动，箱内物体所受的重力与箱子底部对物体的支持力是一对平衡力，故D正确。＝，可知加速度向下，并且随着速度v的增大，a减小，则物体处于失重状态，故A、B错误；再以箱内物体为研究对象，根据牛顿第二定律得 mg－FN＝ma，得FN＝mg－ma＝mg－m＝g－ 1．对超重、失重现象的理解 (1)发生超重或失重现象时，物体的重力没有变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了)。 (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)即使物体的加速度不沿竖直方向，但只要在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。 (4)物体超重或失重多少由物体的质量和竖直方向的加速度共同决定，其大小等于ma。 (5)在完全失重状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液体柱不再产生压强等。 2．判断超重和失重现象的三技巧 (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0时，处于完全失重状态。 (2