《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题15 超重失重、等时圆和动力学两类基本问题（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 15 超重失重、等时圆和动力学两类基本问题
导练目标 导练内容
目标 1超重失重
目标 2动力学两类基本问题
目标 3等时圆模型
【知识导学与典例导练】
一、超重失重
1．判断超重和失重现象的三个角度
(1)从受力的角度判断：当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力
时处于失重状态；等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态；具有向下的加速度时处于失重状态 ；
向下的加速度恰好等于重力加速度时处于完全失重状态。
(3)从速度变化角度判断：物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。
2．对超重和失重问题的三点提醒
(1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向。
(2)并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重现象。只要加速度具有竖直向上的分量，物体就
处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。
(3)发生超重或者失重时，物体的实际重力并没有发生变化，变化的只是物体的视重。
【例 1】阿联酋迪拜哈利法塔，原名迪拜塔，塔高 828 m，也被称为世界第一高楼．若电梯在运动过程中
只受本身的重力与绳索拉力，已知电梯在 t＝0时由静止开始上升，其加速度 a与时间 t的关系如图所示，
则下列相关说法正确的是（　　）
A．t＝6 s 时，电梯处于失重状态
B．7～53 s 时间内，绳索拉力最小
C．t＝59 s 时，电梯处于超重状态
D．t＝60 s 时，电梯速度恰好为 0
【答案】D
【详解】A．根据 at 图象可知当 t＝6 s 时电梯的加速度方向向上，电梯处于超重状态，故 A错误；
BC．53～60 s 时间内，加速度的方向向下，电梯处于失重状态，绳索的拉力小于电梯的重力；而 7～53 s
时间内，a＝0，电梯处于平衡状态，绳索的拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这
段时间内绳索拉力不是最小，故 BC 错误；
D．根据 at 图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，并结合几何知识可知，60 s 内电梯速度的变化量
为0，而电梯的初速度为 0，所以 t＝60 s 时，电梯速度恰好为 0，故 D正确．故选 D。
二、动力学两类基本问题
1
.
解决动力学两类问题的两个关键点
(1)把握“两个分析”“一个桥梁”
(2) 找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,
可画位置示意图确定位移之间的联系。
2．两类动力学问题的解题步骤
【例 2】如图甲所示，物块的质量 m＝1 kg，初速度 v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力 F作用下，从 O点沿
粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力 F突然反向，大小不变，则整个过程中物块速度的平方随位置坐标变
化的关系图象如图乙所示（取 g＝10 m/s2），则下列说法正确的是（　　）
A．0～5 s 内物块做匀减速运动
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