当前位置:首页>文档>知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

  • 2026-04-20 00:07:04 2026-04-20 00:07:04

文档预览

知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(拔尖解析版)_04高考物理_新高考复习资料_2024新高考复习资料_一轮复习资料_拔尖版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

文档信息

文档格式
docx
文档大小
0.499 MB
文档页数
11 页
上传时间
2026-04-20 00:07:04

文档内容

知识点 12:瞬时性问题及超重与失重现象 考点一:瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 (1)瞬时变化的特点:①发生明显形变的物体(轻弹簧、橡皮筋),在两端都连有物体的 情况下,弹力不能突变,瞬时变化后弹力不变。轻弹簧连接体瞬时变化后不能当作整体。 ②发生微小形变的物体(轻绳、轻杆、桌面),弹力可以突变。突变情况根据物体后面的 运动状态来判断。轻绳、轻杆连接体瞬时变化后可以当作整体。 (2)瞬时性解题思路:分析瞬时前后的受力情况和运动情况,再由牛顿第二定律求出瞬时 加速度。 (3)剪断绳子或撤去外力后,两物体用轻杆连接,采用整体法,得出整体的加速度,再隔 离单个物体分析;两物体用轻绳连接,可假设绳子有力(绳子绷直)采用先整体后隔离的方 法,判断假设是否成立,从而得出正确的结论. 题型一:轻绳连接体模型瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 撤去外力后,两物体用轻绳连接,可假设绳子有力(绳子绷直)采用先整体后隔离的方法 判断假设是否成立,从而得出正确的结论. 【典例1拔尖题】如图所示,两个轻质滑轮用无弹性的轻质细绳连接,一个滑轮下方挂着 重物A,另一个滑轮下方挂着重物B,悬挂滑轮的绳均竖直,重物B用手固定。已知A、B 质量均为m,重力加速度大小为g,忽略一切摩擦和空气阻力。松开手的瞬间,重物B的 加速度大小是( ) A. g B. g C. g D. g 【典例1拔尖题】【答案】C 【解析】A挂在动滑轮上,B挂在定滑轮上,即有两段绳子拉A,一段绳子拉B,所以松开 手的瞬间,B具有向下的加速度,而A具有向上的加速度。设此时绳中张力大小为F ,对 T 学科网(北京)股份有限公司 1A和B根据牛顿第二定律分别有2F -mg=ma ,mg-F =ma ,根据动滑轮绳端与滑轮 T A T B 位移关系可知a =2a ,联立以上三式解得a = g,故选C。 B A B 题型二:轻弹簧连接体模型瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 剪断绳子或撤去外力后,两物体用弹簧连接,只能采用隔离单个物体分析。 类型一:无摩擦力作用模型 【典例2a拔尖题】 如图所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着 A小球, 同时水平细线一端连着 A球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是 60°,A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时 A、B两球都静止不动,A、B两 小球的质量相等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,A、B两球 的加速度分别为( ) A.a =a =g B.a =2g,a =0 A B A B C.a =g,a =0 D.a =2g,a =0 A B A B 【典例2a拔尖题】【答案】D 【解析】水平细线被剪断前,对A、B进行受力分析如图所示 静止时,F =Fsin 60°,Fcos 60°=m g+F ,F =m g,又m =m ,解得F = T A 1 1 B A B T 2m g,水平细线被剪断瞬间,F 消失,其他各力不变,A所受合力与F 等大反向,所以 A T T a ==2g,a =0,故D正确。 A B 【典例2a拔尖题对应练习】如图所示,2019个质量均为m的小球通过完全相同的水平轻 质弹簧(始终在弹性限度内)相连,在水平拉力F的作用下,一起沿光滑水平面以加速度a 向右做匀加速直线运动,设 1和2之间弹簧的弹力为 F 2和3之间弹簧的弹力为 F 1-2, 2- 2018和2019之间弹簧的弹力为F ,则下列结论正确的是( ) 3, 2018-2019 A.F ∶F ∶…∶F =1∶2∶3∶…∶2018 1-2 2-3 2018-2019 B.从左到右每根弹簧长度之比为1∶2∶3∶…∶2018 C.如果突然撤去拉力F,撤去F瞬间,第2019个小球的加速度为,其余每个球的加速度 依然为a D.如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落,那么脱落瞬间第1个小球的加速度为 0,第2个小球的加速度为2a,其余小球的加速度依然为a 【典例2a拔尖题对应练习】【答案】AD 学科网(北京)股份有限公司 2【解析】以整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得:F=2019ma,解得a=;以后面的 第1、2、3、…、2018个小球为研究对象,根据牛顿第二定律可得 F =F,F = 1-2 2-3 F,…,F =F,则F ∶F ∶…∶F =1∶2∶3∶…∶2018,故A正确;因 2018-2019 1-2 2-3 2018-2019 为每根弹簧的劲度系数相等,根据胡克定律可知,从左到右每根弹簧伸长量之比为 1∶2∶3∶…∶2018,但是总长度之比不等于1∶2∶3∶…∶2018,故B错误;突然撤去F 瞬间,因弹簧的弹力不能突变,可知除第 2019个球所受合力突然变为F,加速度为,其他 球的合力未变,所以其他球的加速度依然为a,故C错误;如果1和2两个球间的弹簧从 第1个球处脱落,那么脱落瞬间第1个小球受到的合力为零,则加速度为0,第2个小球受 到的合力变为,则加速度为=2a,其余小球受到的合力不变,加速度依然为a,故D正确. 类型二:有摩擦力作用模型 【典例2b拔尖题】(多选)如图所示,质量均为m的A、B两个小滑块用轻弹簧连接放在倾 角θ=30°的固定斜面上,物块C的质量为2m,B、C通过细线跨过光滑的定滑轮相连接, 整个装置处于静止状态。若滑块A、B与斜面间的动摩擦因数相同(μ<1),最大静摩擦力等 于滑动摩擦力,弹簧弹力大小为mg(g为重力加速度)。则下列说法正确的是( ) A. 滑块A受到的摩擦力大小为 mg,滑块B不受摩擦力 B. 弹簧处于拉伸状态,A、B所受摩擦力大小均为 mg,方向均沿斜面向下 C. 剪断弹簧后,滑块A仍保持静止状态 D. 剪断细线的瞬间,滑块B的加速度可能为 g 【典例2b拔尖题】【答案】BC 【解析】若弹簧处于压缩状态,则A受到的摩擦力大小为F=mg+mgsin 30°=1.5mg,动 f 摩擦因数至少为μ,则有μmgcos 30°=1.5mg,所以μ= >1,所以弹簧不可能处于压缩 状态,一定处于拉伸状态;滑块A受到的摩擦力大小为F =mg-mgsin 30°= mg,方向 fA 向下;滑块B受到的摩擦力大小为F =2mg-mgsin 30°-mg= mg,方向向下,故A错 fB 误,B正确;剪断弹簧后,滑块A受到重力、支持力和摩擦力,若A能够静止,则根据平 衡条件可知A此时的摩擦力大小为F ′=mgsin 30°= mg,根据B选项可知,A不可能运 fA 动,所以滑块A仍保持静止状态,故C正确;剪断细线的瞬间,弹簧弹力不变,若滑块B 的加速度为 g,则对B根据牛顿第二定律可得mg+mgsin 30°-F ′=m× g,解得F ′= fB fB mg,根据摩擦力的计算公式可得μ′mgcos 30°=F ′,解得动摩擦因数至少为μ= >1,所 fB 以剪断细线的瞬间,滑块B的加速度不可能为 g,故D错误。 题型三:轻杆连接体模型瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 剪断绳子或撤去外力后,两物体用轻杆连接,采用整体法,得出整体的加速度,再隔离单 个物体分析;两物体用轻绳连接,可假设绳子有力(绳子绷直)采用先整体后隔离的方法 判断假设是否成立,从而得出正确的结论. 学科网(北京)股份有限公司 3【典例3拔尖题】如图甲、乙所示,细绳拴一个质量为m的小球,小球分别用固定在墙上 的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑,平衡时细绳与竖直方向的夹角均为 53°,轻杆和轻弹簧均 水平。已知重力加速度为g,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。下列结论正确的是( ) A.甲、乙两种情境中,小球静止时,细绳的拉力大小均为mg B.甲图所示情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g C.乙图所示情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g D.甲、乙两种情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为g 【典例3拔尖题】【答案】C 【解析】甲、乙两种情境中,小球静止时,轻杆对小球与轻弹簧对小球的作用力都是水平 向右,如图所示由平衡条件得细绳的拉力大小都为 F ==mg,故A错误;甲图所示情境 T 中,细绳烧断瞬间,小球的加速度大小为a=g,乙图所示情境中,细绳烧断瞬间弹簧的弹 1 力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加 速度大小为a==g,故C正确,B、D错误。 2 题型四:组合连接体模型瞬时性问题 【典例4拔尖题】如图所示,A、B、C、D四个小球质量分别为m、4m、2m、3m,用细 线连着,在A和C之间细线上还串接有一段轻弹簧,悬挂在光滑定滑轮的两边并处于静止 状态.弹簧的形变在弹性限度内,重力加速度大小为 ,则下列说法正确的是 A.剪断CD间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为3g B.剪断CD间细线的一瞬间,小球A和B的加速度大小均为g C.剪断AB间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为零 D.剪断C球上方细线的一瞬间,小球A和B的加速度大小均为零 【典例4拔尖题】【答案】C 【解析】开始时,弹簧的弹力为 ,剪断C、D间细线的一瞬间,弹簧的弹力不变,则 学科网(北京)股份有限公司 4小球C的加速度大小为 ,AB的加速度为零,故AB错误;同理可以 分析,剪断A、B间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为0,故C正确;剪断C球上方 细线的一瞬间,因弹簧为轻弹簧,则弹簧的弹力迅速减为零,因此小球A和B的加速度大 小为g,故D错误。故选C。 【典例4拔尖题对应练习】如图所示,A、B、C三球质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜 面顶端、另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接.倾角为 θ的光滑斜面固定在地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态, 细线被烧断的瞬间,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( ) A.A球的受力情况未变,加速度为零 B.C球的加速度沿斜面向下,大小为 C.A、B之间杆的拉力大小为2mgsinθ D.A、B两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为gsinθ 【典例4拔尖题对应练习】【答案】D 【解析】细线被烧断的瞬间,C不再受细线的拉力作用,a=gsinθ,沿斜面向下,B错误. 以A、B组成的系统为研究对象,烧断细线前A、B静止,处于平衡状态,合力为零,弹簧 的弹力F =3mgsinθ,烧断细线的瞬间,由于弹簧弹力不能突变,弹簧弹力不变,由牛顿 弹 第二定律得:3mgsinθ-2mgsinθ=2ma,则A、B的加速度a=gsinθ,A错误,D正确.以 B为研究对象,由牛顿第二定律得:F -mgsinθ=ma,解得:F =mgsin θ,C错误选D. T T 题型五:组合连接体模型+接触式模型瞬时性问题 【典例5拔尖题】如图所示,质量均为2 kg的物体A、B静止在竖直的轻弹簧上面。质量 为1 kg的物体C用细线悬挂起来,B、C紧挨在一起,但B、C之间无压力。某时刻将细线 剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为( ) A.24 N B.0 C.36 N D.28 N 【典例5拔尖题】【答案】A 【解析】细线剪断前,弹簧的弹力F=(m +m )g=40 N,当细线剪断瞬间,对A、B、C A B 整体有(m +m +m )g-F=(m +m +m )a,解得a=2 m/s2,对A进行受力分析,由牛顿 A B C A B C 第二定律得F +G -F=m a,解得F =24 N,选项A正确。 N A A N 【典例5拔尖题对应练习】如图所示,物块A、B、C、D均静止,互不粘连且质量均为 m,A通过上方细绳拴接在顶板,B、C分别与弹簧连接。已知A、B之间恰好无挤压, C、D接触面光滑,重力加速度为g,则下列说法正确的是( ) 学科网(北京)股份有限公司 5A. 剪断细绳瞬间,A的加速度大小为0 B. 剪断细绳瞬间,B的加速度大小为 g C. 迅速抽出D后瞬间,C的加速度大小为g D. 迅速抽出D后瞬间,B的加速度大小为g 【典例5拔尖题对应练习】【答案】B 【解析】当系统静止时,A、B之间恰好无挤压,则弹簧的弹力大小等于B的重力大小, 即有F =mg;剪断细绳的瞬间,细绳的张力立即消失,弹簧的弹力不突变,对A、B整 弹 体,有2mg-F =2ma,解得a= g,故A错误,B正确;迅速抽出D的瞬间,弹簧的弹 弹 力不变,对C,mg+F =ma ,解得a =2g,对B,合力为零,所以a =0,故C、D错 弹 C C B 误。 题型六:系统处于完全失重状态时的瞬时性问题 【知识思维方法技巧】 在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失。如上下放置的物体间不 再相互挤压、单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体不再产生压强和浮 力等。 类型一:空中连接体相对地面瞬时性问题 【典例6a拔尖题】(多选)如图所示,箱子A被弹簧吊着,箱内放有物块B,它们的质量 均为m,现对箱子施加竖直向上的 ,使系统处于静止状态。则在撤去F的瞬间( ) A.物体A处于超重状态,物体B处于完全失重状态 B.弹簧处于压缩状态,弹力大小为 C.A、B的加速度分别为 , D.A、B的加速度分别为 , 【典例6a拔尖题】【答案】BD 【解析】以整体为研究对象,受力分析,根据平衡条件可得 ,解得弹簧 学科网(北京)股份有限公司 6的弹力为 方向竖直向下,撤去力 后,弹簧弹力不变,假设A、B间有相互作 用力,即A、B加速度相同,则以整体为研究对象,整体受的合外力为5mg,则整体的加 速度为 ,而B的加速度最大为 ,故A的加速度大于B的加速度,二者 分离,A不受B的压力;以A为研究对象,受重力和弹簧的弹力,根据牛顿第二定律可得 ,解得 方向竖直向下,以B为研究对象,则有 方 向竖直向下故A、C错误,B、D正确;故选BD。 类型二:水中连接体相对地面瞬时性问题 【典例6b拔尖题】我国宇航员王亚平进行了太空授课,使得我国很多中小学生对微重力下 液体内部的受力情况感到好奇,某同学为了在地面探究微重力下液体内部的受力情况,设 计了如图所示的装置进行实验,密度为ρ(ρ<ρ )的木球与轻质弹簧相连后置于充满水的密 水 闭容器中,弹簧的另一端固定于容器的底部.水与木球的密度差为Δρ(Δρ>0),重力加速度 为g.初始时整个系统静止,现将容器由静止释放,则释放瞬间木球相对于地面的加速度大 小为( ) A. g B. g C. (1- )g D. (1+ )g 【典例6b拔尖题】【答案】D 【解析】初始时整个系统静止,设弹簧弹力为F ,木球体积为V,对木球受力分析ρ gV k 水 =F +ρgV,释放瞬间,弹力不变,系统处于完全失重状态,浮力消失,则a= = k =(1+ )g,故选D. 类型三:水中连接体相对杯子瞬时性问题 【典例6c拔尖题】如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球.A、B 两球分别连接在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子 底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内.若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对 于杯底(不计空气阻力,ρ <ρ <ρ )( ) 木 水 铁 A.A球将向上运动,B、C球将向下运动 B.A、B球将向上运动,C球不动 C.A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动 D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动 学科网(北京)股份有限公司 7【典例6c拔尖题】【答案】D 【解析】剪断绳子之前,A球受力分析如图甲所示,B球受力分析如图乙所示,C球受力 分析如图丙所示.剪断绳子瞬间,水处于完全失重状态,水的浮力消失.又由于弹簧的形 状来不及发生改变,弹簧的弹力大小不变,相对地面而言,A球的加速度a =g,方向 B 竖直向下,其相对杯子的加速度方向竖直向下.绳子剪断瞬间,C球所受的浮力消失,其 瞬时加速度与杯子的相同,故相对杯子静止,综上所述,D正确. 考点二:超重与失重现象 【知识思维方法技巧】 (1)超重和失重的对比 定义 产生条件 物体对支持物的压力(或对悬挂物的 超重 物体具有向上的加速度 拉力)大于物体所受重力的现象 物体对支持物的压力(或对悬挂物的 失重 物体具有向下的加速度 拉力)小于物体所受重力的现象 物体对支持物的压力(或对竖直悬挂 完全 物的拉力)等于0的现象称为完全失 物体的加速度a=g,方向竖直向下 失重 重现象 (2)对超重、失重现象的理解: ①不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”(物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力)改变。 ②在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失。如上下放置的物体间 不再相互挤压、单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体不再产生压强和 浮力等。自由落体、竖直上抛、斜抛、平抛及宇航员在太空中的宇宙飞船里,无论飞船做 圆周运动或者是椭圆运动,这些运动的物体(宇航员)都处于完全失重状态。 ③物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体的加速 度方向,只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态. 题型一:超重、失重的判断 【知识思维方法技巧】 判断超重和失重的方法: 从受力的 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 角度判断 重力时,物体处于失重状态;等于零时,物体处于完全失重状态 从加速度的 当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度 角度判断 时,物体处于失重状态;向下的加速度a=g时,物体处于完全失重状态 从速度变化 ①物体向上加速或向下减速时,超重 学科网(北京)股份有限公司 8的角度判断 ②物体向下加速或向上减速时,失重 类型一:物体在竖直方向运动的超重与失重现象 【典例1a拔尖题】(多选)蹦床属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称.某次比赛过程 中,一运动员做蹦床运动时,利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力 F随时间t的变化图 像如图所示.若运动员仅在竖直方向运动,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10 m/s2. 依据图像给出的信息,下列说法正确的是( ) A.运动员的质量为60 kg B.运动员的最大加速度为45 m/s2 C.运动员离开蹦床后上升的最大高度为5 m D.9.3 s至10.1 s内,运动员一直处于超重状态 【典例1a拔尖题】【答案】ABC 【解析】由题图所给信息可知,开始时运动员静止在蹦床上,所受弹力与重力大小相等, 即mg=600 N,解得运动员的质量m=60 kg,选项A正确;在蹦床上时受到的最大弹力 F =3 300 N,最大加速度a ==45 m/s2,选项B正确;运动员离开蹦床后在空中运动的 m m 时间t=2 s,上升和下落的时间均为1 s,则最大高度为h=gt2=5 m,选项C正确;9.3 s至 10.1 s内,运动员先失重、后超重、再失重,D错误. 【典例1a拔尖题对应练习】很多智能手机都有加速度传感器.小明把手机平放在手掌上, 打开加速度传感器,记录手机在竖直方向上加速度的变化情况.若手掌迅速向下运动,让 手机脱离手掌而自由下落,然后接住手机,手机屏幕上获得的图像如图甲所示.以下实验 中手机均无翻转.下列说法正确的是( ) A.若将手机竖直向上抛出再落回手掌中,所得图像可能如图乙所示 B.若保持手托着手机,小明做下蹲动作,整个下蹲过程所得图像可能如图丙所示 C.若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止,所得图像可能如图丁所示 D.手机屏幕上的图像出现正最大值时,表明手机处于失重状态 【典例1a拔尖题对应练习】【答案】A 【解析】若手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌而自由下落,然后接住手机,手机先加速 后减速,加速度先竖直向下,再竖直向上.由题图甲可知加速度竖直向下时为负值.若将 手机竖直向上抛出再落回手掌中,手机先竖直向上加速然后竖直上抛运动最后竖直向下减 速,加速度方向先竖直向上然后竖直向下最后竖直向上,即先正然后负最后正,所得图像 可能如题图乙所示,故A正确;若保持手托着手机,小明做下蹲动作,手机先竖直向下加 速然后竖直向下减速,加速度方向先竖直向下然后竖直向上,即先负后正,整个下蹲过程 学科网(北京)股份有限公司 9所得图像不可能如题图丙所示,故B错误;若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时 间后停止,手机先竖直向上加速最后竖直向上减速,加速度方向先竖直向上最后竖直向下 即先正最后负,所得图像不可能如题图丁所示,故C错误;手机屏幕上的图像出现正最大 值时,说明加速度方向竖直向上,处于超重状态,故D错误. 类型二:物体在斜面上运动的超重与失重现象 【典例1b拔尖题】如图,斜面固定,CD段光滑,DE段粗糙,A、B两物体叠放在一起从 C点由静止下滑,下滑过程中A、B始终保持相对静止,则( ) A.在CD段时,A受三个力作用 B.在DE段时,A的加速度一定平行于斜面向上 C.在DE段时,A受摩擦力方向一定沿斜面向上 D.整个下滑过程中,A、B均处于失重状态 【典例1b拔尖题】【答案】C 【解析】设斜面倾角为θ,在CD段,整体的加速度a==gsin θ,对A,由牛顿第二定律 得:m gsin θ+f =m a,解得:f =0,则A受重力和支持力两个力作用,故A错误。在 A A A A DE段,A、B系统可能沿斜面向下做匀加速直线运动,也可能做匀速直线运动,还可能向 下做匀减速直线运动,加速度既可能向下,也可能向上,故 B错误。设DE段物体B与斜 面间的动摩擦因数为μ,在DE段,整体的加速度:a==gsin θ-μgcos θ,对A,由牛顿 第二定律得:m gsin θ+f =m a,解得:f =-μm gcos θ,方向沿斜面向上,若匀速运动, A A A A A A受到静摩擦力也是沿斜面向上,如果系统沿斜面向下做匀减速直线运动,A、B系统加速 度沿斜面向上,则A所受的摩擦力沿斜面向上,由以上分析可知,A受到的摩擦力方向一 定沿斜面向上,故C正确。在CD段A、B加速下滑,系统处于失重状态,在DE段系统可 能向下做匀减速直线运动,加速度方向沿斜面向上,A、B处于超重状态,故D错误。 类型三:物体在水中运动的超重与失重现象 【知识思维方法技巧】 利用等效系统法分析台秤示数的变化问题,系统整体的加速状态=小球的加速状态+与小球 等体积的“水球”加速运动。 【典例1c拔尖题】如图所示,台秤上放一个木箱,木箱内有质量分别为m 和m 的两物体 1 2 P、Q,用细绳通过光滑轻质定滑轮相连,m>m.现剪断Q下端的细线,在P下落但还没有 1 2 到达箱底且Q未碰到滑轮的过程中,台秤的示数与未剪断前的示数相比将( ) A.变大 B.变小 C.不变 D.先变小后变大 【典例1c拔尖题】【答案】B 【解析】方法一:剪断Q下端的细绳后,因m>m,P加速下降,Q加速上升,但对P、Q 1 2 以及滑轮和箱子组成的系统,整体有向下的加速度,处于失重状态,故台秤的示数与未剪 学科网(北京)股份有限公司 10断前的示数相比减小了,选项B正确。方法二:设木箱的质量为M,剪断细线前台秤的读 数为:F =Mg+mg+mg;因m>m ,则当剪断Q下端的细线时,P向下加速运动,Q向 N 1 2 1 2 上加速运动,加速度大小为a=g,则对m ,F -mg=ma,解得F =,此时木箱对台秤 2 T 2 2 T 的压力为:F ′=Mg+2F =Mg+,因<(m+m)g,可知F ′