4.6超重和失重（考点解读）-2023-2024学年高中物理同步考点解读与专题训练（人教版2019必修第一册）

4.6超重和失重（考点解读）（原卷版） 1、实重和视重 （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。 2．超重、失重和完全失重的比较 现象 实质 超重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体重力的现象 系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量 失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体重力的现象 系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量 完全失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零的现象 系统具有竖直向下的加速度，且a=g 【典例1】（2022秋•罗湖区期末）如图，用手托住几本教材，下列哪种情况下教材对手的作用力比教材的重力大（　　） A．使书本匀速向上运动 B．使书本匀速向下运动 C．使书本匀减速向下运动 D．使书本匀减速向上运动 【典例2】（2023秋•龙华区校级月考）（多选）为研究超重与失重现象，某同学把量程为2kg的弹簧台秤搬到了电梯内。发现电梯上下运动过程中，在台秤上放置的重物最大质量不能超过，否则就会超过台秤量程。设电梯匀变速上升或下降的加速度大小相等，重力加速度g取9.8m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．电梯匀变速运动的加速度大小为0.1m/s2 B．电梯匀变速运动的加速度大小为0.2m/s2 C．电梯匀变速上升的过程中，台秤上放置的重物质量不能超过0.98kg D．电梯匀变速上升的过程中，台秤上放置的重物质量不能超过1.96kg 【典例3】（2022秋•龙岩期中）电梯由静止开始运行，某同学用手机软件同步采集了加速度随时间变化的数据，如图所示，规定竖直向下为正方向。MN时段电梯 　 　（填“上升”或“下降”），PQ时段电梯处于 　 　（填“超重”或“失重”）状态。 【典例4】（2021秋•蓝田县期末）跳伞运动员做低空跳伞表演，他从224m的高空离开飞机开始下落，最初未打开降落伞，自由下落一段距离打开降落伞，运动员以12.5m/s2的加速度匀减速下降，为了运动员的安全，要求运动员落地的速度不得超过5m/s（g＝10m/s2）。求： （1）运动员打开降落伞后做匀减速下降时，是处于超重状态还是失重状态，并说明原因； （2）运动员打开降落伞时，离地面的高度至少为多少？ （3）运动员在空中的最短时间为多少？ 【变式1】（2023秋•福田区校级月考）课堂上老师站在压力传感器上做“下蹲—起立”的动作，记录的压力随时间变化的关系如图所示，其中纵坐标为力，横坐标为时间。由图可知老师（　　） A．所受重力约为900N B．做了两次“下蹲—起立”的动作 C．下蹲过程中始终处于失重状态 D．起立过程中先处于超重状态，再处于失重状态 【变式2】（2023•房山区二模）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图所示。弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。弹簧下端悬挂重物，静止时，弹簧下端的指针指直尺上某一位置，标记为0。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量电梯运行时竖直方向的加速度。下列说法正确的是（　　） A．指针指到0刻度时，说明电梯处于静止状态 B．若电梯上升，则指针一直指在0刻线以下 C．各刻度对应加速度的值是均匀的 D．若改变重物的质量，则各刻度对应的加速度值不变 【变式3】（2023•库尔勒市校级开学）（多选）下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法错误的是（　　） A．​汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎 B．​铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯 C．​“水流星”表演中，在最高点处水对桶底一定有压力 D．​洗衣机的脱水是利用了失重现象 【变式4】（2023秋•思明区校级月考）图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g＝10m/s2，根据图像分析可知：b到c的过程中，人处于 　 　 （选填“失重”或“超重”、“先失重再超重”或“先超重再失重”）状态，人上升的最大高度约为h＝　 　m。（结果保留2位有效数字） 【变式5】（2022秋•鼓楼区校级月考）蹦床运动中运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中动作。若一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图所示。结合图像，试求：（g取10m/s2） （1）运动过程中，运动员最大加速度； （2）不计空气阻力，运动过程中，运动员离开蹦床上升的最大