共点力的平衡条件超重和失重(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(2019·莆田高一检测)下列说法中正确的是()A.游乐园中当游客乘坐升降机在竖直方向减速下降时,游客处在失重状态B.火箭点火后加速升空,火箭处在失重状态C.蹦床运动员在空中上升和下落的过程中都处于失重状态D.体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态【解析】选C。游乐园中当游客乘坐升降机在竖直方向减速下降时,加速度的方向向上,游客处在超重状态,故A错误;火箭点火后加速升空,加速度的方向向上,火箭处在超重状态,故B错误;蹦床运动员在空中上升和下落过程中只受重力,故加速度大小等于当地的重力加速度,方向竖直向下,即处于失重状态,故C正确;体操运动员双手握住单杠在空中不动时单杠对他的拉力等于运动员的重力,故运动员既不处于超重状态也不处于失重状态,故D错误。【补偿训练】一个人用体重计感受超失重,开始时静止蹲在体重计上,在他起身站立在体重计的过程中,指针的示数将()A.先增大,后还原B.先减小,后还原C.先增大,后减小,再还原D.先减小,后增大,再还原【解析】选C。人站起来经历了先加速后减速,速度由零再次变为零的过程,所以人先超重后失重,指针的示数会先变大后变小,最后变为原来的示数,故C正确。2.如图所示,重为G的物体在倾角为θ的粗糙斜面上,受力F作用处于平衡状态,则斜面对物体的作用力为()A.B.C.Fsinθ+GcosθD.Gcosθ【解析】选A。物体受重力G,力F作用及斜面的作用力处于平衡状态,由平衡条件知物体所受合力等于零,斜面对物体的作用力为,A正确。【补偿训练】如图所示,一个物体静止放在倾角为θ的木板上,在木板倾角逐渐增大到某一角度的过程中,物体一直静止在木板上,则下列说法中正确的是()A.物体所受的支持力逐渐增大B.物体所受的支持力与摩擦力的合力逐渐增大C.物体所受的重力、支持力和摩擦力这三个力的合力逐渐增大D.物体所受的重力、支持力和摩擦力这三个力的合力保持不变【解析】选D。物体受的支持力FN=mgcosθ,所以当木板倾角增大时,支持力减小,A错误;物体受重力、支持力和摩擦力三个力处于平衡状态,所以三个力的合力为零,不会随着木板倾角的增大而发生变化,C错误,D正确;支持力与摩擦力的合力与重力等大、反向,所以合力不变,B错误。3.(多选)(2019·佛山高一检测)如图某商场安装的智能化电动扶梯,无人乘行时,运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程。下列正确的是()A.顾客始终受到静摩擦力的作用B.顾客受到的支持力大小先大于重力后等于重力C.扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方,再竖直向上D.扶梯对顾客作用力的方向先指向左下方,再竖直向上【解析】选B、C。当扶梯加速上行时,人除受重力外,还要受到向前的摩擦力和竖直向上的支持力作用,此时扶梯对顾客作用力的方向指向右上方;当扶梯匀速上行时,人受到向上的支持力和向下的重力作用,此时扶梯对顾客作用力的方向竖直向上,故B、C正确,A、D错误。【补偿训练】(多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力()A.t=2s时最大B.t=2s时最小C.t=8.5s时最大D.t=8.5s时最小【解题指南】判断人对地板的压力最大还是最小,只要选定人为研究对象,分析其相互作用力——地板对人的支持力即可。超重时支持力大于重力,失重时支持力小于重力,大多少或者小多少看加速度的大小。超重还是失重看加速度的方向。【解析】选A、D。在竖直方向,有F-mg=ma,得F=mg+ma,加速度方向向上且越大,F就越大,所以A项正确;加速度方向向下且越大,F就越小,所以D项正确。4.(2019·西安高一检测)某消防员在一次执行任务时,需从半球形的屋顶向上缓慢爬行(如图所示),则在这个过程中,下列选项分析不正确的是()A.他对屋顶的压力不变B.屋顶对他的作用力不变C.屋顶对他的摩擦力减小D.屋顶对他的支持力变大【解析】选A。以消防员为研究对象,作出受力分析图:设此人的重力为G,根据平衡条件得:屋顶对他的摩擦力:f=Gsinθ,屋顶对他的支持力:N=Gcosθ;消防员在半球形屋顶上向上缓慢爬行的过程中,坡角θ减小,则f减小,N增大,即屋顶对他的摩擦力减小,屋顶对他的支持力增大,则C、D均正确。屋顶的压力和人所受的支持力是作用力与反作用力,故压力变大,A错误。根据平衡条件和合成法可知支持力与摩擦力的合力始终与重力等大反向,则屋顶对人的作用力不变,B正确。本题选不正