第6章 第4節(jié) 超重與失重

1、.第4節(jié)超重與失重學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)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重點(diǎn)3會(huì)分析、解決超重和失重問題重點(diǎn)、難點(diǎn)超 重 現(xiàn) 象先填空1定義：物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象2產(chǎn)生條件：物體有向上的加速度3運(yùn)動(dòng)類型：超重物體做向上加速運(yùn)動(dòng)或向下減速運(yùn)動(dòng)再判斷1物體處于超重狀態(tài)時(shí)，一定向上運(yùn)動(dòng)×2物體處于超重狀態(tài)時(shí)，可能向下運(yùn)動(dòng)3豎直向上拋出的物體，在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)×后考慮“超重是不是物體所受的重力增加了？【提示】“超重不是物體所受的重力增加了，“超重現(xiàn)象是物體由于具有向上的加速度，對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谖矬w

2、所受重力，物體所受重力沒有變化合作討論在運(yùn)行的電梯上，某同學(xué)站在臺(tái)秤上突然看到自己的體重變大圖6­4­1討論1：體重變大的原因？【提示】人對(duì)支持面的壓力變大討論2：人有加速度嗎？什么方向？可能做什么運(yùn)動(dòng)？【提示】有，向上，可能加速上升或減速下降核心點(diǎn)擊1實(shí)重與視重1實(shí)重：物體實(shí)際所受重力物體所受重力不會(huì)因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而變化2視重：用彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤來(lái)測(cè)量物體重力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)叫做物體的視重當(dāng)物體與彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止或者勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，視重等于實(shí)重；當(dāng)存在豎直方向的加速度時(shí)，視重不再等于實(shí)重2超重現(xiàn)象1超重現(xiàn)象：物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w所受重

3、力的現(xiàn)象2產(chǎn)生超重的原因：當(dāng)物體具有豎直向上的加速度a時(shí)，支持物對(duì)物體的支持力或懸繩的拉力為F.由牛頓第二定律可得：Fmgma.所以Fmga>mg.由牛頓第三定律知，物體對(duì)支持物的壓力或?qū)依K的拉力F>mg.3超重的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：超重加速度方向向上或有向上的分量1以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A只有正在向上運(yùn)動(dòng)的物體，才有可能處于超重狀態(tài)B超重就是物體所受的重力增大C物體處于超重狀態(tài)時(shí)，地球?qū)λ囊ψ兇驞超重時(shí)物體所受的重力不變【解析】只要物體加速度方向向上，物體就處于超重狀態(tài)，物體也可能向下做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；超重時(shí)物體的重力不變，地球?qū)ξ矬w的吸引力也不變，故B、C錯(cuò)誤，D正確【答案】

4、D2如圖6­4­2所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個(gè)小鐵球，在電梯運(yùn)行時(shí)，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長(zhǎng)量比電梯靜止時(shí)的伸長(zhǎng)量大，這一現(xiàn)象說(shuō)明圖6­4­2A電梯一定是在上升B電梯一定是在下降C電梯的加速度方向一定是向下D乘客一定處在超重狀態(tài)【解析】電梯靜止時(shí)，彈簧的拉力和小鐵球的重力相等如今，彈簧的伸長(zhǎng)量變大，那么彈簧的拉力增大，小鐵球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小鐵球處于超重狀態(tài)但是電梯的運(yùn)動(dòng)方向可能向上也可能向下，應(yīng)選D.【答案】D3質(zhì)量是60 kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，如圖6­4­3所示，當(dāng)升降機(jī)做以下

5、各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)是多少？g取10 m/s21升降機(jī)勻速上升；2升降機(jī)以4 m/s2的加速度勻加速上升. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：21862038】圖6­4­3【解析】以人為研究對(duì)象受力分析如下圖：1勻速上升時(shí)a0，所以Nmg0Nmg600 N.據(jù)牛頓第三定律知NN600 N.2勻加速上升時(shí)，a向上，取向上為正方向，那么NmgmaNmga60×104 N840 N據(jù)牛頓第三定律知：NN840 N.【答案】1600 N2840 N對(duì)超重現(xiàn)象理解的兩點(diǎn)技巧1物體處于超重狀態(tài)時(shí)，實(shí)重即所受重力并不變，只是視重變了，視重比實(shí)重增加了ma；2決定物體超重的因素是物體具有向上的加速度

6、，與速度無(wú)關(guān)，即物體可以向上加速運(yùn)動(dòng)，也可以向下減速運(yùn)動(dòng)失 重 現(xiàn) 象先填空1定義：物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫π∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象2產(chǎn)生條件：物體有向下的加速度3運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：失重物體包括向上減速運(yùn)動(dòng)和向下加速運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)情況4完全失重：1定義：物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Φ扔诹愕臓顟B(tài)2產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象的條件：當(dāng)物體豎直向下的加速度等于重力加速度時(shí)，就產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象再判斷1只要物體向下運(yùn)動(dòng)，就會(huì)引起失重現(xiàn)象×2物體在完全失重的條件下，對(duì)支持它的支撐面壓力為零3物體完全失重時(shí)，不受重力作用×后考慮在完全失重的情況下，一切由重力產(chǎn)生的現(xiàn)象會(huì)消失，那么天平還能測(cè)出物

7、體的質(zhì)量嗎？浸在水中的物體還受浮力嗎？【提示】天平不能測(cè)質(zhì)量，浸在水中的物體也不會(huì)受到浮力合作討論找一個(gè)用過(guò)的易拉罐或金屬罐頭盒、塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一個(gè)孔，用手指按住孔，在里面裝上水，如圖6­4­4甲所示圖6­4­4討論1：移開手指，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？【提示】水會(huì)從小孔流出討論2：假如讓罐子自由下落，如圖乙，在下落過(guò)程中，上述現(xiàn)象有變化嗎？這是為什么呢？【提示】水不再流出，因?yàn)樽杂上侣溥^(guò)程中水處于完全失重狀態(tài)，對(duì)易拉罐底部沒有壓力核心點(diǎn)擊1對(duì)失重現(xiàn)象的理解1從力的角度看：失重時(shí)物體受到的豎直懸繩或測(cè)力計(jì)的拉力或程度支撐面或臺(tái)秤的支持力小于重力，好似

8、重力變小了，正是由于這樣，把這種現(xiàn)象定義為“失重 2從加速度的角度看：根據(jù)牛頓第二定律，處于失重狀態(tài)的物體的加速度方向向下ag，如圖6­4­5，這是物體失重的條件，也是判斷物體失重與否的根據(jù)圖6­4­52對(duì)完全失重的理解：物體處于完全失重狀態(tài)ag時(shí)，重力全部產(chǎn)生加速度，不再產(chǎn)生壓力如圖6­4­6，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等圖6­4­64如圖6­4­7所示，A、B兩物體疊放在一起，以一樣的初速度上拋不計(jì)空氣阻力以下說(shuō)法正確的

9、選項(xiàng)是圖6­4­7A在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力一定為零B上升過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力C下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力D在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力等于A物體受到的重力【解析】以A、B作為整體，上升過(guò)程只受重力作用，所以系統(tǒng)的加速度為g，方向豎直向下，故系統(tǒng)處于完全失重狀態(tài)，A、B之間無(wú)彈力作用，A正確，B錯(cuò)誤；下降過(guò)程，A、B仍是處于完全失重狀態(tài)，A、B之間也無(wú)彈力作用，C、D錯(cuò)誤【答案】A5多項(xiàng)選擇在升降機(jī)內(nèi)，一人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，那么以下判斷可能正確的選項(xiàng)是g取10 m/s2 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：21862039】A升降機(jī)以8

10、 m/s2的加速度加速上升B升降機(jī)以2 m/s2的加速度加速下降C升降機(jī)以2 m/s2的加速度減速上升D升降機(jī)以8 m/s2的加速度減速下降【解析】人發(fā)現(xiàn)體重減輕，說(shuō)明人處于失重狀態(tài)，加速度向下，由mgNma，N80%mg，故a0.2 g2 m/s2，方向向下升降機(jī)可能加速下降，也可能減速上升，故B、C正確【答案】BC6一個(gè)質(zhì)量50 kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一只彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)下面掛著一個(gè)質(zhì)量mA5 kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，人看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為40 N，如圖6­4­8所示，g取10 m/s2，求此時(shí)人對(duì)地板的壓力圖6­4­8【解析】依題意可知，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為40 N，而物體A的重力GmAg50 N，顯然彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)小于物體的重力，即視重小于實(shí)重，物體A處于失重狀態(tài)由于人和A以及升降機(jī)三者具有一樣的加速度，因此人也處于失重狀態(tài)以A為研究對(duì)象，受力分析如圖甲所示由牛頓第二定律得mAgTmAa甲乙所以a m/s22 m/s2，方向向下，人的受力如圖乙所示由牛頓第二定律得MgNMa，所以NMgMa400 N由牛頓第三定律可得，人對(duì)地板的壓力為