Question

11．閱讀并回答問題：
失 重 現(xiàn) 象
在一次太空知識講座中，老師讓同學(xué)們做一個實驗：用彈簧測力計豎直懸掛一個重物，分別使重物處于靜止和勻速下降，再讓其加速下降．同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，重物在靜止和勻速下降時，彈簧測力計的示數(shù)相同--就等于物體所受的重力；而加速下降時，卻看到彈簧測力計的示數(shù)明顯減小，好像物體的重力突然間減小了．
老師解釋說：“這在物理學(xué)上稱為失重現(xiàn)象，失重就是物體對支持物的壓力或懸掛物的拉力小于物體實際所受重力的現(xiàn)象．如當(dāng)人們乘電梯加速下降時，人對電梯地面壓力就小于人受到的重力”．小勇在老師指導(dǎo)下到電梯內(nèi)做失重實驗，如圖甲．他將一個體重秤放在電梯水平地面上，然后站上秤臺．如圖乙所示．在電梯向下運動的過程中，他記錄下體重秤在不同時間段的示數(shù)及對應(yīng)的時間，描繪出了體重秤的示數(shù)隨時間t的變化圖象如圖丙所示（已知小勇的實際質(zhì)量為60kg，g取10N/kg）．
課后小勇和同學(xué)們查資料還了解到：當(dāng)電梯更快向下加速時，體重秤的示數(shù)為零，即說明他對體重秤的壓力為零，我們稱這種現(xiàn)象為完全失重現(xiàn)象．

根據(jù)上面內(nèi)容，請回答：
（1）電梯靜止時，小勇對秤臺的壓力是600N．
（2）根據(jù)圖丙分析，小勇在0～t₁段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)，此時他對秤臺的壓力是450N，小勇處于失重狀態(tài)時，秤臺對小勇的支持力與小勇的重力不是（填“是”或“不是”）一對平衡力．
（3）物體處于完全失重狀態(tài)，是指物體（的）③（選填序號：①質(zhì)量為零 ②重力為零  ③受到的支持力或拉力為零 ）．
（4）我國第一位“太空教師”王亞平通過物理實驗，展示了飛船內(nèi)部物體在完全失重情況下的物理現(xiàn)象，王亞平利用小球做了兩次實驗，第一次實驗時，將小球偏離豎直位置后放手，第二次實驗時，將小球偏離豎直位置后，在放手時對小球施加一個垂直于懸線的力，下列四圖表示小球在這兩次實驗中可能出現(xiàn)的運動情況，其中符合實際的是B

A．甲、丙        B．甲、丁      C．乙、丙       D．乙、�。�

Answer 1

分析 （1）電梯靜止時，小勇對秤臺的壓力等于其重力．
（2）根據(jù)已知小勇的實際質(zhì)量為60kg，結(jié)合圖象可知在哪段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)，根據(jù)G=mg可求得此時他對秤臺的壓力．
（3）根據(jù)“失重就是物體對支持物的壓力或懸掛物的拉力小于物體實際所受重力的現(xiàn)象．”可得出結(jié)論．
（4）牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體在沒有受到任何力的作用時，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)．
慣性：物體總有保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫做慣性．一切物體都有慣性．
是改變物體運動狀態(tài)的原因．

解答 解：（1）小勇對秤臺的壓力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N；
（2）已知小勇的實際質(zhì)量為60kg．由圖象可知，在0～t₁階段，小勇的質(zhì)量為45kg，此時處于失重狀態(tài)，
失重并不是失去重量了，而是物體對支持物的壓力小于物體所受重力的現(xiàn)象．完全失重狀態(tài)并不是物體失去了重量，而是外界物體對物體的支持力為零，對秤臺的壓力等于其重力，F(xiàn)′=G′=m′g=45kg×10N/kg=450N；因此秤臺對小勇的支持力與小勇的重力不是一對平衡力．
（3）由失重現(xiàn)象定義可知，物體處于完全失重狀態(tài)，是指物體（的）受到的支持力或拉力為零．
（4）飛船內(nèi)部物體在失重（相當(dāng)于物體不受重力）情況，第一次實驗時，將小球偏離豎直位置后放手，小球不受任何外力，根據(jù)牛頓第一運動定律，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，故甲圖正確；
第二次實驗時，將小球偏離豎直位置后，在放手時對小球施加一個垂直于懸線的力，由于慣性，小球繼續(xù)保持勻速直線運動狀態(tài)，又因為受到細(xì)線的拉力作用，所以小球做勻速圓周運動，故丁圖正確；
故選B．
故答案為：（1）600；（2）0～t₁；450；不是；（3）③；（4）B．

點評 此題考查了壓力及重力與壓力的區(qū)別以及在失重狀態(tài)下，物體的運動狀態(tài)，難度不大，關(guān)鍵要理解慣性的含義，能夠利用牛頓第一定律分析．