2011高三物理一輪復習教學案14--牛頓第二定律的應用超重和失重

1、2011高三物理一輪復習教學案（14）-牛頓第二定律的應用一一超重和失 重【學習目標】知識目標：1知道什么是超重和失重2知道產(chǎn)生超重和失重的條件能力目標：會分析、解決超重和失重問題【自主學習】1超重：當物體具有 的加速度時（包括向上加速或向下減速兩種情況），物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦?自身重力的現(xiàn)象。2失重：物體具有的加速度時（包括向下加速或向上減速兩種情況），物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦?自身重力的現(xiàn)象。3完全失重：物體以加速度 a= g向豎直加速或向上減速時（自由落體運動、處于繞星球做勻速圓周運動的飛船里或豎直上拋時），物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Φ扔?的現(xiàn)象。4思考：

2、超重是不是物體重力增加？失重是不是物體重力減?。吭谕耆е氐南到y(tǒng)中，哪些測量儀器不能使用？【典型例題】例1電梯內(nèi)有一彈簧秤掛著一個重A.電梯加速向上運動5N的物體。當電梯運動時，看到彈簧秤的讀數(shù)為 6N，則可能是（B. 電梯減速向上運動C. 電梯加速向下運動D.電梯減速向下運動例2.在以加速度a勻加速上升的電梯中，有一個質(zhì)量為m的人，站在磅秤上，則此人稱得自己的“重量”為（ ）A. ma B.m（a+g）C.m（g a） D.mg例3.如圖所示，一根細線一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木球浸沒在水中，整個裝置在臺秤上，現(xiàn)將細線割斷，在木球上浮的過程中（不計水的阻力）， 則臺秤上的示數(shù)（）

3、A. 增大B.減小C.不變D.無法確定【針對訓練】1. 下列說法正確的是（）A. 體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)B. 蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C. 舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)D. 游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)2. 升降機里，一個小球系于彈簧下端，升降機靜止時，彈簧伸長4cm,升降機運動時，彈簧伸長2cm，則升降機的運動狀況可能是（）A.以1m/s2的加速度加速下降B.以4.9m/s2的加速度減速上升C.以1m/s2的加速度加速上升D.以4.9m/s2的加速度加速下降3. 人站在升降機中，當升降機在上升過程中速度逐漸減

4、小時，以下說法正確的是（）A.人對底板的壓力小于人所受重力B.人對底板的壓力大于人所受重力C.人所受重力將減小D.人所受重力保持不變4. 下列說法中正確的是（）A. 物體在豎直方向上作勻加速運動時就會出現(xiàn)失重現(xiàn)象B. 物體豎直向下加速運動時會出現(xiàn)失重現(xiàn)象C. 物體處于失重狀態(tài)時，地球?qū)λ囊p小或消失D. 物體處于失重狀態(tài)時，地球?qū)ξ矬w的引力不變5. 質(zhì)量為600kg的電梯，以3m/s2的加速度勻加速上升，然后勻速上升，最后以3m/s2的加速度勻減速上升，電梯在上升過程中受到的阻力都是400N，則在三種情況下，拉電梯的鋼繩受的拉力分別是 和。6如圖所示，斜面體 M始終處于靜止狀態(tài)，當物體A.

5、 勻速下滑時，M對地面壓力等于(M+m)gB. 加速下滑時，M對地面壓力小于(M+m)gC. 減速下滑時，M對地面壓力大于(M+m)gD. M對地面壓力始終等于( M+m)g【能力訓練】1如圖，兩輕質(zhì)彈簧和質(zhì)量均為m的外殼組成甲、乙兩個彈簧測力計。將掛有質(zhì)量為 M的重物的乙秤倒鉤在甲的掛鉤上，某人手提甲的提環(huán)， 向下做加速度a= 0.25g的勻減速運動，則下列說法正確的是(A.甲的示數(shù)為1.25 ( M+m ) g B.甲的示數(shù)為 0.75 ( M+m ) gC.乙的示數(shù)為1.25MgD.乙的示數(shù)為 0.75Mg2.個容器裝了一定量的水，容器中有空氣，把這個容器帶到繞地球運轉(zhuǎn)的宇宙飛船中，則容

6、器中的空氣 和水的形狀應如圖中的(上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時，竿對“底人”的壓力大小為()DM的豎直竹竿，當竿A. (M+m ) gB. ( M+m ) g maC. ( M+m ) g+maD. ( M m ) g4.如圖所示，A、B兩個帶異種電荷的小球，分別被兩根絕緣細線系在木盒內(nèi)的一豎直線上，靜止時，木盒對地的壓力為Fn,細線對B的拉力為F,若將系B的細繩斷開，下列說法中正確的是A. 剛斷開時，木盒對地壓力仍為FnB. 剛斷開時，木盒對地壓力為(Fn+FC. 剛斷開時，木盒對地壓力為(Fn F )D. 在B上升過程中，木盒對地壓力逐漸變大5. 如圖中A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A

7、和C (包括支架)和總質(zhì)量為M , B為鐵片，質(zhì)量為m，整個裝置用輕繩懸掛于O點。當電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩拉力F的大小為(A.F = mgB.mg v Fv( M+m ) gC.F= ( M+m ) g D.F ( M+m ) g6. 位同學的家住在一座 25層的高樓內(nèi)，他每天乘電梯上樓，經(jīng)過多次仔細觀察和反復測 量，他發(fā)現(xiàn)電梯啟動后的運動速度符合如圖所示的規(guī)律，他就根據(jù)這一特點在電梯內(nèi)用臺秤、重物和停表測量這座樓房的高度。他將臺秤放在電梯內(nèi)，將重物放在臺秤的托盤上，電梯從第一層開始啟動，經(jīng)過不間斷地運行，最后停在最高層。在整個過程中，他記錄了臺秤在不同時間段內(nèi)的示數(shù)，記錄的

8、數(shù)據(jù)如下表所示。但由于0- 3.0s段的時間太短，他沒有來得及將臺秤的示數(shù)記錄下來，假設在每個時間段內(nèi)臺秤的示數(shù)都是穩(wěn)定的，重力加速度g取10m/s2。(1) 電梯在0 3.0s時間段內(nèi)臺秤的示數(shù)應該是多少？(2) 根據(jù)測量的數(shù)據(jù)計算該樓房每一層的平均高度。時間/s臺秤示數(shù)/kg電梯啟動前5.00 3.03.0 13.05.013.0 19.04.619.0以后5.0t7在電梯中用磅秤稱質(zhì)量為 m的物體，電梯下降過程中的 v t圖像如圖所示, 填寫下列各段時間內(nèi)秤的示數(shù)：（1） 0 tl； （ 2） ti t2； （ 3） t2 t3。8一個人蹲在臺秤上，試分析：在人突然站起的過程中，臺秤的示

9、數(shù)如何變 化？9.某人在以a= 2.5m/s2的加速下降的電梯中最多可舉起 m 80kg的物體，則此人在地面上最多可舉起 多少千克的物體？若此人在一勻加速上升的電梯中，最多能舉起m2=40kg的物體，則此高速電梯的加速度多大？ （ g 取 10m/s2）9解：人的最大支持力應不變，由題意有：mig F= mia所以 F= my mia= 80x 10N 80x 2.5N = 600N又因為：G= mg所以m= G/g=F/g = 600 kg = 60kg 故人在地面上可舉起 60kg的物體。10F - m? g 600 - 40 1022在勻加速電梯上：F m2g = m2aa=-m/ s

10、=5m/sm24010一條輕繩最多能拉著質(zhì)量為3m的物體以加速度a勻加速下降；它又最多能拉著質(zhì)量為 m的物體以加速度a勻減速下降，繩子則最多能拉著質(zhì)量為多大的物體勻速上升？10.解：物體勻速上升時拉力等于物體的重力，當物體以a勻加速下降時，物體失重則有：Ft= 3mg 3ma 物體以a勻減速下降時，物體超重故：FT=mg+ma聯(lián)立有：Ft = mg+mg/2=3mg/2所以：繩子最多能拉著質(zhì)量為3m/2的物體勻速上升。超重、失重參考答案自主學習3.下 零天平、體重計、水銀氣壓計。1向上 大于2向下小于4不是重力增加或減少了，是視重改變了。典型例題例1.AD 析：由于物體超重，故物體具有向上的加速度。例2解析：首先應清楚，磅秤稱得的“重量”實際上是人對磅秤的壓力，也即磅秤對人的支持力 為研究對象，做力圖如圖所示，依牛頓第二定律有：FnFn mg = maFn = m （g+a）即磅秤此時稱得的人的“重量”大于人的實際重力，人處于超重狀 態(tài)，故選B。例3解析：系統(tǒng)中球加速上升，相應體積的水加速下降，質(zhì)量，整體效果相當于失重，所以臺秤示數(shù)