2018－2019學(xué)年高一物理魯科版必修1 6.4 超重與失重 學(xué)案

6.4 超重與失重 學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1知道超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象的原因。2能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決有關(guān)超重和失重問題?！局R(shí)導(dǎo)學(xué)】1超重與失重（1）超重：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。（2）失重：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。如果物體對(duì)支持物、懸掛物的作用力的_，即物體正好以大于等于_，方向_的加速度運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體處于完全失重狀態(tài)?！疽曋亍⒊睾褪е亍?視重：我們通常用彈簧稱或帶有水平支持面的臺(tái)秤測(cè)量物體的重力，也就是說，通過測(cè)量物體對(duì)彈簧秤的拉力或臺(tái)秤感知重力。我們把彈簧秤或臺(tái)秤的示數(shù)叫做物體的視重。 超重與失重：所謂的超重和失重，是把物體的視重和物體的重力進(jìn)行改變，相對(duì)而言的，如果物體視重大于重力，就說物體處于超重狀態(tài)；如果物體視重小于重力，就說物體處于失重狀態(tài)；如果視重為零，就說物體處于完全失重狀態(tài)。 注意：（1）無論物體處于超重還是失重狀態(tài)，物體的重力都沒有改變，改變的只是物體對(duì)水平面的壓力或者對(duì)豎直懸線的拉力。（2）由牛頓第二定律知；物體的視重之所以不等于重力，是因?yàn)槲矬w具有豎直方向的加速度，水平方向的加速度不影響物體的視重。【例題解析】 例1 設(shè)想某同學(xué)站在一高層公寓中的電梯中，手中的彈簧秤下掛一質(zhì)量為m的鉤碼，試分析各種情況下彈簧秤的示數(shù)（鉤碼的視重） 解析：電梯有七種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：靜止、加速向上運(yùn)動(dòng)、勻速向上運(yùn)動(dòng)、減速向上運(yùn)動(dòng)、加速向下運(yùn)動(dòng)，勻速向下運(yùn)動(dòng)，減速向下運(yùn)動(dòng)。靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)是平衡狀態(tài)，鉤碼所受的合外力為零，彈簧秤的示數(shù)F=mg（視重=重力）加速向上和減速向下，電梯的加速度都向上，由牛頓第二定律F-mg=ma 彈簧秤的示數(shù)F=mg+ma（視重大于重力，超重了ma）加速向下和減速向上，電梯的加速度都向下，由牛頓第二定律mg-F=ma 彈簧秤的示數(shù)F=mg-ma（視重小于重力，失重了ma）如果像自由落體運(yùn)動(dòng)那樣，鉤碼的加速度是重力加速度是重力加速度g,則彈簧秤的示數(shù)F=mg-mg=0（視重為零，鉤碼處于完全失重狀態(tài)）。 說明： 完全失重不限于自由落體運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知，只要物體只受重力作用，其加速度為g,物體就處于完全失重狀態(tài)。比如：不計(jì)空氣阻力作用時(shí)的各種拋體運(yùn)動(dòng)，后邊還要學(xué)習(xí)的環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的空間站中的物體等，都處于完全失重狀態(tài)。 在完全失重狀態(tài)中，有很多特殊現(xiàn)象，如：物體對(duì)水平面沒有壓力，對(duì)豎直懸線沒有拉力，不能用天平測(cè)量物體的質(zhì)量，液柱不產(chǎn)生壓強(qiáng)，浸沒在液體中的物體不受浮力?！久麕熜〗Y(jié) 感悟反思】1超重不是重力增加，失重也不是重力減小，完全失重也不是重力消失，在超重、失重現(xiàn)象中，物體所受的重力不變。2.物體加速度向上，出現(xiàn)超重現(xiàn)象；加速度向下，出現(xiàn)失重現(xiàn)象，與速度方向無關(guān)?！拘≡嚿硎?輕松過關(guān)】1關(guān)于超重和失重，下列說法正確的是（）A超重就是物體受的重力增加了B失重就是物體受的重力減少了C完全失重就是物體一點(diǎn)重力都沒有人D不論超重、失重或安全失重，物體所受的重力是不變的2下列說法中正確的是（）A只要物體向上運(yùn)動(dòng)，速度越大，超重部分越大B只要物體向下運(yùn)動(dòng)，物體就失重C只要物體具有豎直向上加速度，物體就處于超重狀態(tài)，與物體運(yùn)動(dòng)方向和速度大小無關(guān)D只要物體在豎直方向運(yùn)動(dòng)，物體就一定處于超重或失重狀態(tài)3重2 kg的物體用彈簧秤掛在可豎直升降的電梯里，讀數(shù)為26 N，由此可知，該物體處于_狀態(tài)，電梯做_運(yùn)動(dòng)，其加速度大小等于_m/s2。（g取10 m/s2）第 8 題圖4如圖所示，在傾角為的斜面上放著一個(gè)質(zhì)量為m的光滑小球，球被豎直的木板擋住，則球?qū)δ景宓膲毫Υ笮椋ǎ〢mgcosBmgtan CD5一個(gè)質(zhì)量是50 kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一個(gè)彈簧秤，彈簧秤下面掛著一個(gè)質(zhì)量為m=5 kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，他看到彈簧秤的示數(shù)為40 N， g取10 m/s2，求此時(shí)人對(duì)地板的壓力。6找一條紙帶，在紙帶中間部位剪個(gè)小缺口，紙帶的一端固定一重物，另一端用手拿住，小心提起重物，這時(shí)紙帶沒有斷。然后向上加速提起重物，紙帶就斷了；或者提起重物急劇向下運(yùn)動(dòng)后突然停住，紙帶也會(huì)斷裂。做一做，觀察現(xiàn)象說明理由。答案：1D2C3超重 變速 34B5以A為研究對(duì)象，對(duì)A進(jìn)行受力分析如圖所示，選向下的方向?yàn)檎较颍膳ｎD第二定律可行mg-FT=ma，所以，再以人為研究對(duì)象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN。仍選向下的方向?yàn)檎较?，同樣由牛頓第二定律可得方程m人g-FN=m人aFTm人g所以。則由牛頓第三定律可知，人對(duì)地板的壓力為400N，方向豎直向下。 6實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)重物以加速度a向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，重物受到重力G和紙帶的拉力F作用，由牛頓第二定律知：F-mg=ma，所以F=m(g+a)。這時(shí)拉力