知識點12：瞬時性問題及超重與失重現(xiàn)象

考點一：瞬時性問題

【知識思維方法技巧】

（1）瞬時變化的特點：①發(fā)生明顯形變的物體（輕彈黃、橡皮筋），在兩端都連有物體的

情況下，彈力不能突變，瞬時變化后彈力不變。輕彈簧連接體瞬時變化后不能當作整體。

②發(fā)生微小形變的物體（輕繩、輕桿、桌面），彈力可以突變。突變情況根據(jù)物體后面的運

動狀態(tài)來判斷。輕繩、輕桿連接體瞬時變化后可以當作整體。

（2）瞬時性解題思路：分析瞬時前后的受力情況和運動情況，再由牛頓第二定律求出瞬時

加速度。

（2）-分析當狀態(tài)變化時，哪些力變化，哪些力不變，哪些力

消失。

被剪斷的繩、產(chǎn)生在被推去物接觸面上的彈力會立

即消失

求物體在狀態(tài)變化后所受的合力，利用牛頓第二定律，

求出瞬時加速度.

（L3）剪斷繩子或撤去外力后，兩物體用輕桿連接，采用整體法，得出整體的加速度，再隔

離單個物體分析；兩物體用輕繩連接，可假設繩子有力（繩子繃直）采用先整體后隔離的方法,

判斷假設是否成立，從而得出正確的結論.

題型一：輕繩連接體模型瞬時性問題

【知識思維方法技巧】

撤去外力后，兩物體用輕繩連接，可假設繩子有力（繩子繃直）采用先整體后隔離的方法，

判斷假設是否成立，從而得出正確的結論.

【典例1提高題】如圖所示，兩輕繩拴接一定質(zhì)量的小球，兩輕繩與豎直方向的夾角分別

為30。和60。。若在剪斷。繩的瞬間，小球的加速度大小為。1；在剪斷力繩的瞬間，小球的

加速度大小為。2。則“1：。2為（）

【典例1提高題對應練習1］如圖所示，細繩八與，2共同作用于質(zhì)量為/；/的小球而使其處

于靜止狀態(tài)，其中細繩人與豎直方向的夾角為/細繩/2水平，重力加速度為不計空氣

阻力.現(xiàn)剪斷細繩，2,則剪斷瞬間

m

A.小球立即處于完全失重狀態(tài)

B.小球在水平方向上的加速度大小為|gsin20

C.細繩八上的拉力大小為名

cos。

D.小球受到的合力大小為〃吆tan”,方向水平向右

【典例1提高題對應練習2］（多選）如圖所示，質(zhì)量為析的小球被一根輕質(zhì)橡皮筋AC和一

根繩3c系住，當小球靜止時，橡皮筋處在水平方向上,重力加速度為g,下列判斷中正確

的是（）

A.在4c被突然剪斷的瞬間，8c對小球的拉力不變

B.在AC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsin。

C.在BC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為焉

D.在被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsinJ

題型二：輕彈簧連接體模型瞬時性問題

【知識思維方法技巧】

剪斷繩子或撤去外力后，兩物體用彈簧連接，只能采用隔離單個物體分析。

類型一：無摩擦力作用模型

【典例2a提高題】如圖所示，質(zhì)量分別為如、m2的A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B

小球用細繩固定在傾角為30。的光滑斜面上，若不計彈簧質(zhì)量且細繩和彈簧與斜面平行，在

細繩被剪斷的瞬間，A、B兩小球的加速度大小分別為（）

【典例2a提高題對應練習】如圖所示，質(zhì)量為m的光滑小球A被一輕質(zhì)彈簧系住，彈簧

另一端固定于水平天花板上，小球下方被一梯形斜面8托起保持靜止不動，彈簧恰好與梯

形斜面平行，己知彈簧與天花板夾角為30。，重力加速度8取10mA?,若突然向下撤去梯

形斜面，則小球的瞬時加速度為（）

30°

「B

A.0B.大小為lOm/s2,方向豎直向下

C.大小為55m/s2,方向斜向右下方D.大小為5m/s2,方向斜向右下方

類型二有摩擦力作用模型

【典例2b提高題】如圖所示，在水平面上有一小物體P,P與水平面間的動摩擦因數(shù)為〃

=0.8,P用一水平輕質(zhì)彈簧與左側墻壁連在一起，P在一斜向上的拉力F作用下靜止，F(xiàn)

與水平方向間的夾角〃=53。，并且P對水平面無壓力.己知重力加速度g=10m/§2,sM53。

=0.8,cos53°=0.6,最大岸摩擦力大小等于滑動摩擦力.則撤去尸瞬間P的加速度大小為

Z/Z//////////?/////////

A.0B.2.5m/s2C.12.5m/s2D.無法確定

【典例2b提高題對應練習】如圖所示，在動摩擦因數(shù)〃=0.2的水平面上有一個質(zhì)量m=1

kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成。=45。角的不可伸長的輕繩一端相連，此時

小球處于靜止狀態(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零.在剪斷輕繩的瞬間（g取lOni/s?）,最

大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正確的是（）

A.小球受力個數(shù)不變B.水平面對小球的彈力仍然為零

C.小球?qū)⑾蜃筮\動，且a=8m/s2D.小球?qū)⑾蜃筮\動，且a=10m/s2

題型三：輕桿連接體模型瞬時性問題

【知識思維方法技巧】

剪斷繩子或撤去外力后，兩物體用輕桿連接，采用整體法，得出整體的加速度，再隔離單

個物體分析；兩物體用輕能連接，可假設繩子有力（繩子繃直）采用先整體后隔離的方法，

判斷假設是否成立，從而得出正確的結論.

【典例3提高題】如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相

連，物塊I、3質(zhì)量均為叫2、4質(zhì)量均為帆。，兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并

處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加

速度大小分別為41、。2、。3、。4。重力加速度大小為g，則有（）

B.。］=。2=。3=。4=?

m-rmom-vmQm-tino

D??=g,。尸"3=0,

【典例3提高題對應練習】（多選）如圖甲、乙所示，光滑斜面上，當系統(tǒng)靜止時，擋板C

與斜面垂直，彈簧、輕桿均與斜面平行，A、5質(zhì)量相等。在突然撤去擋板的瞬間，下列說

法正確的是（）

A.兩圖中兩球加速度均為gsin。B.兩圖中A球的加速度均為零

C.圖甲中B球的加速度為2gsinJD.圖乙中B球的加速度為gsin夕

題型四：組合連接體模型瞬時性問題

【典例4提高題】如圖4B、C三個小球質(zhì)量均為機，A、5之間用一根沒有彈性的輕質(zhì)

細繩連在一起，以C之間用輕彈簧拴接，整個系統(tǒng)用細線懸掛在天花板上并且處于靜止狀

態(tài).現(xiàn)將A上面的細線剪斷，使A的上端失去拉力，則在剪斷細線的瞬間，A、B、C三個

小球的加速度分別是（重力加速度為g）（）

A.1.5g,1.5g,0B.g,2g,0C.g,g,gD.g,g,0

【典例4提高題對應練習】如圖所示，兩個完全相同的小球。、瓦用輕彈簧N連接，輕彈

簧M和輕繩一端均與。相連，另一端分別固定在豎直墻和天花板上，彈簧M水平，當輕繩

與豎直方向的夾角為60。時，M、N伸長量剛好相同。若M、N的勁度系數(shù)分別為心、〃2,

a、力兩球的質(zhì)量均為〃?，重力加速度大小為g,則以下判斷正確的是（）

C.若剪斷輕繩，則在剪斷的瞬間，。球的加速度為零

D.若剪斷彈簧M,則在剪斷的瞬間，力球處于失重狀態(tài)

題型五：組合連接體模型+接觸式模型瞬時性問題

【典例5提高題】如圖所示,輕彈簧豎直放置在水平面上,其上放置質(zhì)量為2kg的物體4,

A處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將質(zhì)量為3kg的物體5輕放在A上，則3與A剛要一起運動的瞬間,

3對A的壓力大小為（g取10m/s2）（）

A.30NB.18NC.12ND.0

【典例5提高題對應練習】如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面。質(zhì)

量為1kg的物體以用細線懸掛起來，A、8緊挨在一起但A、5之間無壓力。某時刻將細線

剪斷，則細線剪斷瞬間，B對4的壓力大小為依取10向§2）的（）

A.0B.50NC.10ND.8N

題型六：系統(tǒng)處于完全失重狀態(tài)時的瞬時性問題

【知識思維方法技巧】

在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失。如上下放置的物體間不

再相互擠壓、單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體不再產(chǎn)生壓強和浮

力等。

類型一：空中連接體相對地面瞬時性問題

【典例6a提高題】如圖所示，表面光滑的斜面體固定在勻速上升的升降機上，質(zhì)量相等的

A、B兩物體用一輕質(zhì)彈簧連接著，B的上端用一平行斜面的細線拴接在斜面上的固定裝置

上，斜面的傾角為30。，當升降機突然處于完全失重狀態(tài)，則A、B兩物體的瞬時加速度大

小和方向說法正確的是（）

A.方向沿斜面向下；七=g,方向沿斜面向下

B.4A=0,=0

C.勺=。；6=g，方向沿斜面向下

D.yBg,方向垂直斜面向右下方；*=g方向豎直向下

【典例6a提高題對應練習】如圖所示，質(zhì)量分別為〃h2機的物體A、8由輕質(zhì)彈簧相連后

放置在一箱子。內(nèi)，箱子質(zhì)量為機，整體懸掛處于岸止狀態(tài).當剪斷細繩的瞬間，以下說

法正確的是（重力加速度為g）（）

A.物體A的加速度等于gB.物體〃的加速度大于g

C.物體C的加速度等于gD.物體〃和C之間的彈力為零

類型二：水中連接體相對地面瞬時性問題

考點二：超重與失重現(xiàn)象

【知識思維方法技巧】

（1）超重和失重的對比

定義產(chǎn)生條件

物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏?/p>

超重物體具有向上的加速度

拉力）大于物體所受重力的現(xiàn)象

物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏?/p>

失重物體具有向下的加速度

拉力）小于物體所受重力的現(xiàn)象

物體對支持物的壓力（或?qū)ωQ直懸掛

完全

物的拉力）等于0的現(xiàn)象稱為完全失物體的加速度a=g,方向豎直向下

失重

重現(xiàn)象

（2）對超重、失重現(xiàn)象的理解：

①不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”（物體對支持物的壓力或

對懸掛物的拉力）改變。

②在完仝失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完仝消失。如上下放置的物體間

不再相互擠壓、單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體不再產(chǎn)生壓強和

浮力等。自由落體、豎直上拋、斜拋、平拋及宇航員在太空中的宇宙飛船里，無論飛船做

圓周運動或者是橢圓運動，這些運動的物體（宇航員）都處于完全失重狀態(tài)。

③物體是否處于超重或失重狀態(tài)，不在于物體向上運動還是向下運動，而在于物體的加速

度方向，只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài).

題型一：超重、失重的判斷

【知識思維方法技巧】

判斷超重和失重的方法：

從受力的當物體所受向上的拉力（或支持力）大于重力時，物體處于趣重狀態(tài)；小于

角度判斷重力時，物體處于失重狀態(tài)；等于零時，物體處于完全失重狀態(tài)

從加速度的當物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態(tài)；具有向下的加速度時，

角度判斷物體處于失重狀態(tài)；向下的加速度a=g時，物體處于完全失重狀態(tài)

從速度變化①物體向上加速或向下減速時，趣重

的角度判斷②物體向下加速或向上減速時，失重

類型一：物體在豎直方向運動的超重與失重現(xiàn)象

【典例la提高題】“蹦極”是一項非常刺激的體育運動.某人身系彈性繩自高空尸點自由下落,

圖中。點是彈性繩的原長位置,c是人所到達的最低點，。是人靜止地懸吊著時的平衡位置，

空氣阻力不計，則人從尸點落下到最低點c的過程中（）

A.人從。點開始做減速運動，一直處于失重狀態(tài)

B.在帥段繩的拉力小于人的重力，人處于超重狀態(tài)

C.在加段繩的拉力大于人的重力，人處于超重狀態(tài)

D.在。點，人的速度為零，其加速度也為零

【典例la提高題對應練習】（多選）某同學站在電梯地板上，利用速度傳感器和計算機研

究一觀光電梯升降過程中的情況，如圖所示的四圖象是計算機顯示的觀光電梯在某一段時

間內(nèi)的速度變化情況（向上為正方向）.根據(jù)圖象提供的信息，可以判斷下列說法中正確的是

（）

A.0?5s內(nèi)，觀光電梯在加速上升，該同學處于失重狀態(tài)

B.5?10s內(nèi)，該同學對電梯地板的壓力等于他所受的重力

C.10?20s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學處于失重狀態(tài)

D.20?25s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學處于失重狀態(tài)

類型二：物體在斜面上運動的超重與失重現(xiàn)象

【典例1b提高題】為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設計了一種新的交通工具，乘客

的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖所示，當此車減速上坡

時，則乘客（僅考慮乘客與水平面之間的作用）（）

A.處于超重狀態(tài)B.不受摩擦力的作用

C.受到向后（水平向左）的摩擦力作用D.所受合力豎直向上

【典例1b提高題對應練習】如圖所示，固定在水平面上的斜面體C上放有一個斜劈A,A

的上表面水平且放有物塊及若A、5運動過程中始終保持相對靜止。以下說法正確的是

)

A.若C斜面光滑，A和B由靜止釋放，在向下運動時，“物塊可能只受兩個力作用

B.若C斜面光滑，A和8以一定的初速度沿斜面減速上滑，則〃處于超重狀態(tài)

C.若C斜面粗糙，A和3以一