物理-牛顿第二定律(超重与失重,示数即支持力分析)
考点:科学推理 / 物理-牛顿第二定律(超重与失重,示数即支持力分析)
问法模型:判断运动过程中电子秤示数如何变化 → 把示数转化为秤对人的支持力,按加速/减速阶段用牛顿第二定律逐段分析
推理链
- 第1步:电子秤示数反映人对秤的压力,而压力与秤对人的支持力F是作用力与反作用力,大小相等,故只需分析F的变化
- 第2步:小丽蹲在秤上静止,受力平衡,G=F,此时示数等于重力G
- 第3步:站起过程分两段:先向上加速运动,合力向上,由F-G=ma>0得F>G,示数变大(超重),排除A、D
- 第4步:随后向上减速运动,合力向下,由G-F=ma>0得F<G,示数变小(失重),排除B
- 第5步:最后保持静止,合力为0,F=G,示数恢复到与蹲着时相同,故C项正确
最快解法:⚡ 超重失重口诀法:加速度向上示数变大(超重)、加速度向下示数变小(失重)、静止或匀速恢复原值;站起=先向上加速(超重→变大)再向上减速(失重→变小)最终静止(复原),一步锁定C
易错点
- ⚠ 误以为’向上运动’就全程示数变大,忽略站起最后阶段是向上减速、加速度向下
- ⚠ 混淆速度方向与加速度方向:决定示数变大变小的是加速度方向,不是运动(速度)方向
- ⚠ 忽略初末状态对比:蹲着静止与站立静止均为平衡态,两状态示数相同,均等于重力G
母题抽象
🧩 当题干出现’体重秤/电梯中示数变化+竖直方向先加速后减速运动’特征时,用’加速度方向判超失重’方法:加速度向上则示数大于重力,加速度向下则小于重力,静止或匀速则恢复原值
同类特征:电子秤示数变化、蹲在秤上后站起、先加速后减速、压力与支持力互为作用反作用力、竖直方向运动、最终恢复静止
相关题
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题干
小丽早上起床后用电子人体秤称体重,一开始她蹲在电子秤上,随后忽然站起来,那么对电子秤示数的变化判断正确的是( )。
选项
- A. 一直变小
- B. 一直变大
- C. 先变大后变小,最后恢复到蹲在电子秤时相同示数 ✅
- D. 先变小后变大,最后恢复到蹲在电子秤时相同示数
官方解析
人在用电子秤称体重时,电子秤示数的变化实际上是人对电子秤压力的变化,而人对电子秤的压力与电子秤对人的支持力是一对作用力与反作用力,其大小相等,方向相反。 小丽一开始蹲在电子秤上,小丽受到竖直向下的重力G和电子秤对其竖直向上的支持力F的作用,此时小丽处于静止状态,即受力平衡,则G=F,电子秤的示数与小丽的重力G大小相等。 在小丽站起来的过程中,小丽先做加速运动,再做减速运动,最后保持静止。当向上加速运动时,合力方向与小丽的运动方向相同,即合力向上,此时电子秤对小丽的支持力F大于小丽的重力G,则电子秤的示数变大,A、D两项均错误;当向上减速运动时,合力方向与小丽的运动方向相反,即合力向下,此时电子秤对小丽的支持力F小于小丽的重力G,则电子秤的示数变小,B项错误;当保持静止时,合力为0,即G=F,此时电子秤的示数等于小丽的重力G,即恢复到与蹲在电子秤时相同示数,C项正确。 故正确答案为C。
给定材料
(无)