Question

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失重现象

在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验∶用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降。同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹黃测力计的示数相同-就等于物体所受的重力；而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。

老师解释说∶“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面压力就小于人受到的重力”小勇在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲，他将一个体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台。如图乙所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示（已知小勇的实际质量为60kg，g取10N/kg）

课后小勇和同学们查资料还了解到∶当电梯更快向下加速时，体重秤的示数为零，即说明他对体重秤的压力为零，我们称这种现象为完全失重现象。

(1)电梯静止时，小勇的重力是____ N；

(2)根据图丙分析，小勇在_____段时间内处于失重状态；

(3)物体处于完全失重状态，是指物体的_____（选填∶A质量为零    B重力为零    C受到的支持力或拉力为零）；

(4)我国宇航员王亚平利用小球在中太空中做了两次实验，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况，其中符合实际的是（_____）

A.甲、丙    B.甲、丁    C.乙、丙    D.乙、丁

Answer

600 0---t1 C B

【解析】

(1)电梯静止时，根据可得小勇的重力。

(2)根据已知小勇的实际质量为60kg，结合图象可知在哪段时间内处于失重状态。

(3)根据“失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。”可得出结论。

(4)牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到任何力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。惯性：物体总有保持原有运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性。一切物体都有惯性。是改变物体运动状态的原因。

(1)[1] 电梯静止时，小勇的重力是

G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N

(2)[2]已知小勇的实际质量为60kg。由图象可知，在0～t1阶段，小勇的质量为45kg，此时处于失重状态。

(3)[3]由失重现象定义可知，物体处于完全失重状态，是指物体（的）受到的支持力或拉力为零。

(4)[4]飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，小球不受任何外力，根据牛顿第一运动定律，小球处于静止状态，故甲图正确；第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，由于惯性，小球继续保持匀速直线运动状态，又因为受到细线的拉力作用，所以小球做匀速圆周运动，故丁图正确。故选B。