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(提高解析版)_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_提高版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(提高解析版)_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_提高版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

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知识点12:瞬时性问题及超重与失重现象(提高解析版)_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_提高版2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习
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11 页
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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提高题】如图所示,两轻绳拴接一定质量的小球,两轻绳与竖直方向的夹角分别 为30°和60°。若在剪断a绳的瞬间,小球的加速度大小为a ;在剪断b绳的瞬间,小球的 1 加速度大小为a。则a:a 为 ( ) 2 1 2 A.1∶1 B.2∶1 C.∶1 D.2∶1 【典例1提高题】【答案】 C 【解析】 a、b绳剪断前小球受力如图所示,F =mgcos 30°,F =mgcos 60° a b 学科网(北京)股份有限公司 1剪断a绳瞬间a==gcos 30°,剪断b绳瞬间,a==gcos 60° 1 2 所以a∶a=cos 30°∶cos 60°=∶1。C正确。 1 2 【典例1提高题对应练习1】如图所示,细绳l 与l 共同作用于质量为m的小球而使其处于 1 2 静止状态,其中细绳l 与竖直方向的夹角为θ,细绳l 水平,重力加速度为g,不计空气阻 1 2 力.现剪断细绳l,则剪断瞬间 2 A.小球立即处于完全失重状态 B.小球在水平方向上的加速度大小为 gsin 2θ C.细绳l 上的拉力大小为 1 D.小球受到的合力大小为mgtan θ,方向水平向右 【典例1提高题对应练习1】【答案】B 【解析】剪断细线瞬间,小球速度为零,则沿着绳子方向的合力为零,但重力沿与垂直绳 l 方向还有分力: ,加速度为 ,将加速度分解到水平方向和竖直方向, 1 水平方向的加速度为: ,故A错误,B正确;剪断细线瞬 间,小球速度为零,则沿着绳子方向的合力为零,即 ,故C错误;剪断细线瞬 间,小球速度为零,则沿着绳子方向的合力为零,小球的合外力沿与与垂直绳l 方向斜向 1 下,大小为 ,故D错误. 【典例1提高题对应练习2】(多选)如图所示,质量为m的小球被一根轻质橡皮筋AC和一 根绳BC系住,当小球静止时,橡皮筋处在水平方向上.重力加速度为g,下列判断中正确 的是( ) A.在AC被突然剪断的瞬间,BC对小球的拉力不变 B.在AC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsin θ C.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为 D.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsin θ 【典例1提高题对应练习2】【答案】BC 【解析】设小球静止时BC绳的拉力为F,AC橡皮筋的拉力为F ,由平衡条件可得Fcos T θ=mg,Fsin θ=F ,解得F=,F =mgtan θ,在AC被突然剪断的瞬间,AC的拉力突 T T 变为零,BC上的拉力F突变为mgcos θ,重力垂直于绳BC的分量提供加速度,即mgsin θ=ma,解得a=gsin θ,B正确,A错误;在BC被突然剪断的瞬间,橡皮筋AC的拉力不 变,小球的合力大小与BC被剪断前拉力的大小相等,方向沿BC方向斜向下,故加速度a 学科网(北京)股份有限公司 2=,C正确,D错误. 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提高题】如图所示,质量分别为m、m 的A、B两小球分别连在弹簧两端,B小 1 2 球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量且细绳和弹簧与斜面平行,在 细绳被剪断的瞬间,A、B两小球的加速度大小分别为( ) A.都等于 B.0和 C.和0 D.0和 【典例2a提高题】【答案】B 【解析】在剪断细绳之前,A处于平衡状态,所以弹簧的拉力与A的重力沿斜面的分力大 小相等;在剪断细绳的瞬间,细绳上的拉力立即减为零,而弹簧的伸长量没有来得及发生 改变,故弹力不变,大小仍等于A的重力沿斜面的分力,故A球的加速度为零;在剪断细 绳之前,对B球进行受力分析,B受到重力、弹簧对它沿斜面向下的拉力、支持力及绳子 的拉力,在剪断细绳的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,对B球进行受力分析,则B受到 重力、弹簧沿斜面向下的拉力、支持力,所以根据牛顿第二定律得 a ==,故B正确, B A、C、D错误。 【典例2a提高题对应练习】如图所示,质量为m的光滑小球A被一轻质弹簧系住,弹簧 另一端固定于水平天花板上,小球下方被一梯形斜面 B托起保持静止不动,弹簧恰好与梯 形斜面平行,已知弹簧与天花板夹角为 30°,重力加速度g取10 m/s2,若突然向下撤去梯 形斜面,则小球的瞬时加速度为( ) A.0 B.大小为10 m/s2,方向竖直向下 C.大小为5 m/s2,方向斜向右下方 D.大小为5 m/s2,方向斜向右下方 【典例2a提高题对应练习】【答案】C 【解析】 小球原来受到重力、弹簧的弹力和斜面的支持力,斜面的支持力大小为N= mgcos 30°;突然向下撤去梯形斜面,弹簧的弹力来不及变化,重力也不变,支持力消失, 所以此瞬间小球的合力与原来的支持力N大小相等、方向相反,由牛顿第二定律得: mgcos 30°=ma,解得a=5 m/s2,方向斜向右下方,选项C正确。 类型二:有摩擦力作用模型 【典例2b提高题】如图所示,在水平面上有一小物体P,P与水平面间的动摩擦因数为μ =0.8,P用一水平轻质弹簧与左侧墙壁连在一起,P在一斜向上的拉力F作用下静止,F 与水平方向间的夹角θ=53°,并且P对水平面无压力.已知重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.则撤去F瞬间P的加速度大 小为( ) 学科网(北京)股份有限公司 3A.0 B.2.5 m/s2 C.12.5 m/s2 D.无法确定 【典例2b提高题】【答案】A 【解析】撤去F之前,由平衡知识可知,F tan 53°=mg,解得F =0.75mg;撤去F的 弹 弹 瞬间,弹簧弹力不变,因最大静摩擦力为f =μmg=0.8mg,可知物体不动,加速度为0, m 选项A正确. 【典例2b提高题对应练习】 如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m= 1 kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此 时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零.在剪断轻绳的瞬间 (g 取 10 m/s2),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( ) A.小球受力个数不变 B.水平面对小球的弹力仍然为零 C.小球将向左运动,且a=8 m/s2 D.小球将向左运动,且a=10 m/s2 【典例2b提高题对应练习】【答案】C 【解析】在剪断轻绳前,小球在自身重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力作用下处于平衡状 态,根据共点力平衡条件得弹簧的弹力F=mgtan 45°=10 N,剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹 力仍然为10 N,小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用.小球的受力个 数发生改变,故选项A、B错误;小球所受的最大静摩擦力F=μmg=0.2×10 N=2 N,根 f 据牛顿第二定律得小球的加速度大小为a== m/s2=8 m/s2,合力方向向左,小球将向左运 动,故选项C正确,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. 【典例3提高题】如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相 连,物块1、3质量均为m,2、4质量均为m,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并 0 处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加 速度大小分别为a、a、a、a。重力加速度大小为g,则有( ) 1 2 3 4 A.a=a=a=a=0 B.a=a=a=a=g 1 2 3 4 1 2 3 4 C.a=a=g,a=0,a=g D.a=g,a=g,a=0,a=g 1 2 3 4 1 2 3 4 【典例3提高题】【答案】C 【解析】在抽出木板的瞬间,物块1、2与轻杆接触处的形变立即消失,物块1、2受到的 学科网(北京)股份有限公司 4合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a=a=g;物块3、4间的轻弹簧的形变还 1 2 来不及改变,此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg,因此 物块3满足F-mg=0,即a=0;由牛顿第二定律得物块4满足a==g,故C正确,A、 3 4 B、D错误。 【典例3提高题对应练习】(多选)如图甲、乙所示,光滑斜面上,当系统静止时,挡板 C与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面平行,A、B质量相等。在突然撤去挡板的瞬间,下列 说法正确的是( ) A.两图中两球加速度均为gsinθ B.两图中A球的加速度均为零 C.图甲中B球的加速度为2gsinθ D.图乙中B球的加速度为gsinθ 【典例3提高题对应练习】【答案】CD 【解析】撤去挡板前,对整体分析,挡板对B球的弹力大小都为2mgsin θ。因弹簧弹力不 能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去挡板瞬间,题图甲中A球所受合力为零,加速度为 零,B球所受合力为2mgsin θ,加速度为2gsin θ。题图乙中杆的弹力突变为零,A、B两 球所受合力均为mgsin θ,加速度均为gsin θ,故A、B错误,C、D正确。 题型四:组合连接体模型瞬时性问题 【典例4提高题】如图A、B、C三个小球质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻质 细绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状 态.现将A上面的细线剪断,使A的上端失去拉力,则在剪断细线的瞬间,A、B、C三个 小球的加速度分别是(重力加速度为g)( ) A.1.5g,1.5g,0 B.g,2g,0 C.g,g,g D.g,g,0 【典例4提高题】【答案】A 【解析】剪断细线前,由平衡条件可知,A上端的细线的拉力为3mg,A、B之间细绳的拉 力为2mg,轻弹簧的拉力为mg.在剪断A上面的细线的瞬间,轻弹簧中拉力不变,小球C 所受合外力为零,所以C的加速度为零;A、B小球被细绳拴在一起,整体受到二者重力 和轻弹簧向下的拉力,由牛顿第二定律得3mg=2ma,解得a=1.5g,选项A正确. 【典例4提高题对应练习】如图所示,两个完全相同的小球a、b,用轻弹簧N连接,轻弹 簧M和轻绳一端均与a相连,另一端分别固定在竖直墙和天花板上,弹簧M水平,当轻绳 与竖直方向的夹角为60°时,M、N伸长量刚好相同。若M、N的劲度系数分别为k 、k , 1 2 a、b两球的质量均为m,重力加速度大小为g,则以下判断正确的是( ) 学科网(北京)股份有限公司 5A.=2 B.= C.若剪断轻绳,则在剪断的瞬间,a球的加速度为零 D.若剪断弹簧M,则在剪断的瞬间,b球处于失重状态 【典例4提高题对应练习】【答案】A 【解析】设M、N的伸长量均为x,在题图中状态下,a球、弹簧N和b球整体受到重力 2mg、轻绳的拉力F 、弹簧M的拉力F 的作用处于平衡状态,根据力的平衡条件有F = T M M kx=2mg tan 60°=2mg,b球受重力mg和弹簧N的拉力F 的作用处于平衡状态,则F 1 N N =kx=mg,解得=2,选项A正确,选项B错误;剪断轻绳的瞬间,轻绳的拉力突变为零, 2 而轻弹簧中的弹力不会突变,即剪断轻绳前弹簧弹力与剪断轻绳的瞬间弹簧弹力相同,a 球受重力和两弹簧的拉力,合力不为零,则加速度不为零,选项C错误;剪断弹簧M的瞬 间,弹簧M的弹力突变为零,弹簧N的弹力不变,则b球加速度仍为零,选项D错误。 题型五:组合连接体模型+接触式模型瞬时性问题 【典例5提高题】 如图所示,轻弹簧竖直放置在水平面上,其上放置质量为2 kg的物体 A,A处于静止状态。现将质量为3 kg的物体B轻放在A上,则B与A刚要一起运动的瞬 间,B对A的压力大小为(g取10 m/s2)( ) A.30 N B.18 N C.12 N D.0 【典例5提高题】【答案】C 【解析】在B与A刚要一起运动的瞬间,隔离BA分析受力,重力(m +m )g,向上弹力F A B =m g,由牛顿第二定律,(m +m )g-F=(m +m )a,解得a=0.6g。隔离A分析受力, A A B A B 设B对A的压力大小为F′,由牛顿第二定律,F′+m g-F=m a,解得F′=12 N,选项C A A 正确。 【典例5提高题对应练习】如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质 量为1 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B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(g取10 m/s2)的( ) A.0 B.50 N C.10 N D.8 N 【典例5提高题对应练习】【答案】D 【解析】剪断细线前,A、B间无压力,则弹簧的弹力F=m g=40 N,剪断细线的瞬间, A 对整体分析,整体加速度:a== m/s2=2 m/s2,隔离对B分析,m g-N=m a,解得:N B B =m g-m a=10 N-1×2 N=8 N,故D正确,A、B、C错误。 B B 学科网(北京)股份有限公司 6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提高题】如图所示,表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上,质量相等的 A、B两物体用一轻质弹簧连接着,B的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面上的固定装置 上,斜面的倾角为30°,当升降机突然处于完全失重状态,则A、B两物体的瞬时加速度大 小和方向说法正确的是( ) A. ,方向沿斜面向下; ,方向沿斜面向下 B. , C. ; ,方向沿斜面向下 D. ,方向垂直斜面向右下方; 方向竖直向下 【典例6a提高题】【答案】D 【解析】当升降机处于完全失重状态时,物体和斜面之间的作用力变为0,弹簧弹力不发 生变化,故A物体只受重力和弹簧弹力,两者合力与原来的支持力大小相等方向相反,故 其加速度为 ,方向垂直斜面斜向右下方;B物体受到重力弹簧弹力和 细线拉力作用,完全失重的瞬间,细线拉力变为和弹簧向下拉力相等,两者合力为0,故 B物体的加速度为 方向竖直向下;由以上分析可知A、B、C错误,D正确;故选 D。 【典例6a提高题对应练习】如图所示,质量分别为m、2m的物体A、B由轻质弹簧相连 后放置在一箱子C内,箱子质量为m,整体悬挂处于静止状态.当剪断细绳的瞬间,以下 说法正确的是(重力加速度为g)( ) A.物体A的加速度等于g B.物体B的加速度大于g C.物体C的加速度等于g D.物体B和C之间的弹力为零 【典例6a提高题对应练习】【答案】B 【解析】 物体A受重力和支持力,在细绳剪断瞬间仍受力平衡,所以a=0,故A错误; 学科网(北京)股份有限公司 7B、C物体相对静止,将B、C看作一个整体,受重力和弹簧的压力,弹簧的压力等于A物 体的重力,故整体的加速度为:a==g;故B正确,C错误;根据B项分析知B与C之间 弹力不为零,故D不正确. 类型二:水中连接体相对地面瞬时性问题 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 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提高题】“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由 下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平 衡位置,空气阻力不计,则人从P点落下到最低点c的过程中( ) 学科网(北京)股份有限公司 8A.人从a点开始做减速运动,一直处于失重状态 B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于超重状态 C.在bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态 D.在c点,人的速度为零,其加速度也为零 【答案】C 【解析】在Pa段绳还没有被拉长,人做自由落体运动,所以处于完全失重状态,在 ab段 绳的拉力小于人的重力,人受到的合力向下,有向下的加速度,处于失重状态;在bc段绳 的拉力大于人的重力,人受到的合力向上,有向上的加速度,处于超重状态,故 A、B错 误,C正确;在c点,绳的形变量最大,绳的拉力最大,人受到的合力向上,有向上的加 速度,处于超重状态,故D错误. 【典例1a提高题对应练习】(多选)某同学站在电梯地板上,利用速度传感器和计算机研 究一观光电梯升降过程中的情况,如图所示的vt图象是计算机显示的观光电梯在某一段时 间内的速度变化情况(向上为正方向).根据图象提供的信息,可以判断下列说法中正确的 是( ) A.0~5 s内,观光电梯在加速上升,该同学处于失重状态 B.5~10 s内,该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力 C.10~20 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态 D.20~25 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态 【典例1a提高题对应练习】【答案】BD 【解析】0~5 s内,观光电梯在加速上升,加速度方向向上,该同学处于超重状态,选项 A错误;5~10 s内,观光电梯匀速上升,该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力,选 项B正确;10~20 s内,观光电梯在减速上升,加速度方向向下,该同学处于失重状态, 选项C错误;20~25 s内,观光电梯在加速下降,加速度方向向下,该同学处于失重状态, 选项D正确. 类型二:物体在斜面上运动的超重与失重现象 【典例1b提高题】为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客 的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示,当此车减速上坡 时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)( ) 学科网(北京)股份有限公司 9A.处于超重状态 B.不受摩擦力的作用 C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D.所受合力竖直向上 【典例1b提高题】【答案】C 【解析】当车减速上坡时,加速度方向沿斜坡向下,人的加速度与车的加速度相同,根据 牛顿第二定律知人的合力方向沿斜面向下,合力的大小不变. 人受重力、支持力和水平向左的静摩擦力,如图. 将加速度沿竖直方向和水平方向分解,则有竖直向下的加速度,则: mg-F =ma.F <mg,乘客处于失重状态,故A、B、D错误,C正确. N y N 【典例1b提高题对应练习】如图所示,固定在水平面上的斜面体C上放有一个斜劈A,A 的上表面水平且放有物块B。若A、B运动过程中始终保持相对静止。以下说法正确的是( ) A.若C斜面光滑,A和B由静止释放,在向下运动时,B物块可能只受两个力作用 B.若C斜面光滑,A和B以一定的初速度沿斜面减速上滑,则B处于超重状态 C.若C斜面粗糙,A和B以一定的初速度沿斜面减速上滑,则B受水平向左的摩擦力 D.若C斜面粗糙,A和B以一定的初速度沿斜面加速下滑,则B处于超重状态 【典例1b提高题对应练习】【答案】C 【解析】若C斜面光滑,A和B由静止释放,在沿斜面向下运动的过程中,整体加速度方 向沿斜面向下,如图所示,可知,B受到重力、支持力和水平向左的摩擦力共三个力作用, 故选项A错误;若C斜面光滑,A和B以一定的初速度沿斜面减速上滑,则整体加速度方 向沿斜面向下,此时B具有竖直向下的分加速度,即处于失重状态,故选项B错误;若C 斜面粗糙,A和B以一定的初速度沿斜面减速上滑,则整体加速度方向沿斜面向下,由于 B具有水平向左的分加速度,则根据牛顿第二定律可知 B受水平向左的摩擦力,故选项C 正确;若C斜面粗糙,A和B以一定的初速度沿斜面加速下滑,则整体加速度方向沿斜面 向下,此时B具有竖直向下的分加速度,即处于失重状态,故选项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】 学科网(北京)股份有限公司 10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提高题】如图所示,台秤上放一个装有水的容器,有一个金属球挂在弹簧测力计 下面,现将金属球浸没在水中,比较在金属球浸入水中前、后的情况( ) A.弹簧测力计的示数减小,台秤的示数不变 B.弹簧测力计的示数不变,台秤的示数增加 C.弹簧测力计的示数减小,台秤的示数增大,且弹簧测力计减少的示数等于台秤增加的 示数 D.弹簧测力计的示数增大,台秤的示数减小,且弹簧测力计增加的示数等于台秤减少的 示数 【典例1c提高题】【答案】C 【解析】当金属球浸入水中后,受到向上的浮力作用,故弹簧测力计的示数减小;由牛顿 第三定律,在水对金属球有向上的浮力的同时,金属球对水有向下的作用力,这两个力大 小相等,方向相反,故使得台秤的示数增大,且弹簧测力计减少的示数等于台秤增加的示 数,选项C正确. 题型二:超重、失重的计算 【知识思维方法技巧】 (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。 【典例2提高题】如图所示,一原长为L 的弹簧上端固定一小球,置于竖直圆筒中,现让 0 竖直圆筒依次竖直向下、竖直向上做加速度大小为 g的匀加速直线运动,两次运动中弹簧 的长度分别为L、L(弹簧始终在弹性限度内),小球始终未碰到圆筒。则( ) 1 2 A.L>L=L B.L<L=L 1 2 0 1 2 0 C.L<L=L D.L>L=L 2 1 0 2 1 0 【典例2提高题】【答案】C 【解析】当圆筒竖直向下做加速运动时,即弹簧与小球一起向下加速时,弹簧与小球处于 完全失重状态,此时L =L ;当圆筒竖直向上加速运动时,即弹簧与小球一起向上加速时, 1 0 弹簧、小球处于超重状态,弹簧受到的压力大于小球的重力,此时 L