1、超重和失重 连接体 1一、超重和失重 连接体（整体隔离）2012 年 9 月 6 日1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况.(2)产生条件:物体具有 的加速度.可能的运动形式竖直方向 2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况.(2)产生条件:物体具有 的加速度. 可能的运动形式竖直方向 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) 的状态称为完全失重状态.(2)产生条件:物体的加速度 a= .可能的运动形式 二、整体法与隔离法在求解连接体问题时常常用到整体法与隔离法所谓“连接体”问题，是指运动中的几
2、个物体或上下叠放在一起、或前后挤靠在一起、或通过细绳、轻杆、轻弹簧连在一起、或由间接的场力作用在一起的物体组研究对象的选取：加速度相同求外力，整体法；加速度相同求内力，整体隔离综合运用；加速度不同，分别隔离。题型示例【例 1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图 241 所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量 m4kg 的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g 取 10m/s2)：(1)当弹簧秤的示数 T140N ，且保持不变(2)当弹簧秤的示数 T232N ，且保持不变(3)当弹簧秤的示数 T344N ，且保持不变例 2 放在水平桌面上的一木块，其质量为 m ,在水平向右的推力 F
3、作用下，向右运动。（1）当地面光滑时，求木块 A 对木块 B 的作用力为多少？（2）当两木块 A,B 与地面的滑动摩擦因数均为 时， 求木块 A 对木块 B 的作用力为多少？思考 1：用水平推力 F 向左推，A 、B 间的作用力与原来相同吗？ 超重和失重 连接体 2思考 2：如下图所示，倾角为 的斜面上放两物体 m1 和 m2，用与斜面平行的力 F 推m1，使两物体加速上滑，斜面光滑，两物体之间的作用力为 斜面粗糙但两物体与斜面间动摩擦因数相同 物体间的作用力为例 3.水平桌面上放着质量为 M 的滑块，用细绳通过定滑轮与质量为 m 的物体相连，滑块向右加速运动。已知滑块与桌面间的动摩擦因数为
4、.试求滑块运动的加速度和细绳中的张力。 例 4.如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套有一个环，箱和杆的总质量为 M，环的质量为 m。已知环沿着杆向下加速运动，当加速度大小为 a 时（ag），则箱对地面的压力为（ ） A. Mg + mg B. Mgma C. Mg + ma D. Mg + mg ma课时作业1. 下列实例属于超重现象的是( )A汽车驶过拱形桥顶端 B荡秋千的小孩通过最低点C跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动 D火箭点火后加速升空2.2008 年奥运会在北京举行,由此推动了全民健身运动的蓬勃发展.体重为 m=50 kg 的小芳在m超重和失重 连接
5、体 3校运会上,以背越式成功地跳过了 1.80 m 的高度,成为高三组跳高冠军.若忽略空气阻力,g 取 10 m/s2.则下列说法正确的是 ( )A.小芳下降过程处于超重状态 B.小芳起跳以后在上升过程中处于超重状态C.小芳起跳时地面对她的支持力大于她的重力 D.起跳过程地面对小芳至少做了 900 J 的功3.如 图 所 示 ， 在 托 盘 测 力 计 的 托 盘 内 固 定 一 个 倾 角 为 30的 光 滑 斜 面 ， 现 将 一 个 重 4 N 的 物 体 放 在 斜 面 上 ， 让 它 自 由 滑 下 ， 那 么 测 力 计 因 4 N 物 体 的 存 在 ， 而 增 加 的 读 数是
6、 （ ） A.4 N B.2 N C.0 N D.3 N34.如图 242 所示，是电梯上升的 vt 图线，若电梯的质量为 100kg，则承受电梯的钢绳受到的拉力在 02s 之间、26s 之间、69s 之间分别为多大？(g 取 10m/s2)5.如图所示，一只质量为 m 的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为 M 的竖直杆。当悬绳突然断裂时，小猴急速沿杆竖直上爬，以保持它离地面的高度不变。则杆下降的加速度为（ ）A. g B. gMC. gD. gm6.如图 243 所示，在一升降机中，物体 A 置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体 A 恰好静止不动，若升降机以加速度 g 竖直向下做匀加速
7、运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是A物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变D物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用7.举重运动员在地面上能举起 120kg 的重物，而在运动着的升降机中却只能举起 100kg的重物，求升降机运动的加速度若在以 2.5m/s2 的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g 取 10m/s2)8.如图 327 所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空，为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆的顶部装有一
8、拉力传感器，可显示杆顶端所受拉力的大小，超重和失重 连接体 4现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下，5 s 末滑到杆底时速度恰好为零，从学生开始下滑时刻计时，传感器显示拉力随时间变化情况如图 328 所示，g 取 10 m/s2，求：(1)该学生下滑过程中的最大速率；(2)图中力 F1的大小；(3)滑杆的长度9.一倾角为 的斜面上放一木块,木块上固定一支架,支架末端用细绳悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,小球与滑块相对静止共同运动,当细线(1)沿竖直方向;(2) 与斜面方向垂直;(3) 沿水平方向,求上述3 种情况下滑块下滑的加速度(如图 2 所示).10.在 2008 年北京残奥会开幕
9、式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志与自强不息的精神.为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用力,可将此过程简化为一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示,设运动员的质量为 65 kg,吊椅的质量为 15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取 g=10 m/s2,当运动员与吊椅一起正以加速度 a=1 m/s2 上升时,试求: (1) 运动员竖直向下拉绳的力 ;(2)运动员对吊椅的压力.11 如图 4 所示, 质量为 2m 的物体 A 与水平地面间的摩擦可忽略不计,质量为 m 的物体 B 与地
10、面 间的动摩擦因数为 ,在水平推力 F 的作用下,A、B 做匀加速直线运动,则 A 对 B 的作用力为多大？12. 如图 10 所示,弹簧秤外壳质量为 m0,弹簧及挂 钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为 m 的超重和失重 连接体 5重物.现用一方向竖直向上的外力 F 拉着弹簧秤,使其向上做匀加速直线运动,则弹簧秤的读数为 ( )13.如图所示，用轻质绝缘细线把两个带等量异种电荷的小球悬挂起来今将该系统移至与水平方向成30角斜向右上方向的匀强电场中，达到平衡时，表示平衡状态的图可能是(上面球带正电，下面的带负电）：（ ）14.A、B 两物体靠在一起，放在光滑水平面上，它们的质量分别为 kgmA3
11、， kB6，今用水平力 NFA6推 A，用水平力 NFB3拉 B，A 、B 间的作用力有多大？15.如图所示，质量为 M 的斜面 A 置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为 ，物体 B 与斜面间无摩擦。在水平向左的推力 F 作用下，A 与 B 一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。已知斜面的倾角为 ，物体 B 的质量为 m，则它们的加速度 a 及推力 F 的大小为（ ）A. )sin()(,singgaB. cocoFC. )ta()(,taMD. gmgc16.如图所示，在光滑水平桌面上，叠放着三个质量相同的物体，用力推物体 a，使三个物体保持静止，一起作加速运动，则各物体所受的合外力 （ ） A
12、Fa bcFmFmgg00.D.C.B.A超重和失重 连接体 6Aa 最大 Bc 最大 C同样大 Db 最小17.如图所示，质量分别为 m1、m2 的两个物块间用一轻弹簧连接，放在倾角为 的粗糙斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数均为 .平行于斜面、大小为 F 的拉力作用在 m1 上，使m1、m2 一起向上做匀加速运动，斜面始终静止在水平地面上，则( )A弹簧的弹力为B弹簧的弹力为 m2gsinC地面对斜面的摩擦力水平向左D地面对斜面的摩擦力水平向右18关于力学单位制说法中正确的是( )Akg、m/s、 N 是导出单位Bkg、 m、J 是基本单位C在国际单位制中，质量的基本单位是 kg，也可以是
13、gD只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是 Fma19.如图 10 所示,在光滑的水平面上放着紧靠在一起的 A、B 两物体, B 的质量是 A 的 2 倍,B受到向右的 恒力 FB=2 N,A 受到的水平力 FA=(9-2t) N(t 的单位是 s).从 t=0 开始计时,则( )A 物体在 3 s 末时刻的加速度是初始时刻的 B.t4 s 后,B 物体做匀加速直线运动C.t=4.5 s 时,A 物体的速度为零D.t4.5 s 后,A、B 的加速度方向相反20 如图 13 所示,在倾角为 =30的 固定斜面上,跨过定滑轮的轻绳 一端系在小车的前端,另一端被 坐在小车上的人拉住.已知人的质量为 60 kg,小车的质量为 10kg, 绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦均不计,斜面对小车的摩擦阻力为人和小车总重力的 0.1 倍,取重力加速度g=10 m/s2,当人以 280 N 的力拉绳时 ,试求( 斜面足够长):(1)人与车一起运动的加速度大小.(2)人所受摩擦力的大小和方向.(3)某时刻人和车沿斜面向上的速度为 3 m/s,此时人松手,则人和车一起滑到最高点所用时间为多少？21F
