课时3牛顿运动定律的综合应用1.超重(1)定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。(2)超重的特点:物体具有竖直向上的加速度。2.失重(1)定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。(2)失重的特点:物体具有竖直向下的加速度。3.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零的状态。(2)完全失重的特点:加速度a=g,方向竖直向下。1.(2018宁夏银川开学检测)关于失重与超重,下列实例中的说法正确的是()。A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态答案B2.(2018安徽合肥一模)合肥市滨湖游乐场里有一种大型娱乐器械,可以让人体验超重和失重。其环形座舱套在竖直柱子上,先由升降机送上70多米的高处,然后让座舱由静止无动力落下,落到离地30米高的位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下。若舱中某乘客重力为500N。不计空气阻力,则下列说法正确的是()。A.当座舱落到离地面45米高的位置时,该乘客对座位的压力为0B.当座舱落到离地面45米高的位置时,座位对该乘客有支持力C.当座舱落到离地面20米高的位置时,该乘客对座位的压力为0D.当座舱落到离地面20米高的位置时,座位对该乘客的支持力小于500N答案A1.(2018浙江4月选考,8)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作,下列F-t图象能反应体重计示数随时间变化的是()。解析对人的运动过程分析可知,人下蹲的过程可以分成两段:人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,此时人对传感器的压力小于人的重力;在减速下蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重力,故C项正确,A、B、D三项错误。答案C2.(2018全国卷Ⅲ,19)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程,()。A.矿车上升所用的时间之比为4∶5B.电机的最大牵引力之比为2∶1C.电机输出的最大功率之比为2∶1D.电机所做的功之比为4∶5解析设第②次所用时间为t,速度图线与时间轴所围面积等于位移(此题中为提升的高度),由互补法可知,12×t0×v02=(t-2t0)×12v0,解得t=5t02,所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为2t0∶5t02=4∶5,A项正确。由于两次提升变速阶段的加速度大小相同,在匀加速阶段,由牛顿第二定律有F-mg=ma,可得提升的最大牵引力之比为1∶1,B项错误。由功率公式P=Fv知,电机输出的最大功率之比等于最大速度之比,为2∶1,C项正确。根据动能定理,电机做功W=mgh,两次提升高度相同,两次做功相同,D项错误。答案AC见《自学听讲》P42一超重和失重特征状态加速度视重(F)与重力的关系运动情况受力图超重向上F=m(g+a)>mg向上加速运动,向下减速运动失重向下F=m(g-a)
