安徽省霍邱中學(xué)高一物理《4.3 牛頓第二定律的應(yīng)用――超失重》學(xué)案.doc

安徽省霍邱中學(xué)高一物理4.3 牛頓第二定律的應(yīng)用超失重學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識目標(biāo)：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(biāo)：會分析、解決超重和失重問題【自主學(xué)習(xí)】1.超重：當(dāng)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ψ陨碇亓Φ默F(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ψ陨碇亓Φ默F(xiàn)象。3.完全失重：物體以加速度ag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扔诘默F(xiàn)象。4.思考：超重是不是物體重力增加？失重是不是物體重力減??？在完全失重的系統(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5n的物體。當(dāng)電梯運動時，看到彈簧秤的讀數(shù)為6n，則可能是（）a.電梯加速向上運動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.mab.m(a+g)c.m(ga)d.mg例3.如圖所示，一根細(xì)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(xì)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)（）a.增大b.減小c.不變d.無法確定【針對訓(xùn)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(jī)里，一個小球系于彈簧下端，升降機(jī)靜止時，彈簧伸長4cm，升降機(jī)運動時，彈簧伸長2cm，則升降機(jī)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(jī)中，當(dāng)升降機(jī)在上升過程中速度逐漸減小時，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?fàn)顟B(tài)，當(dāng)物體m沿斜面下滑時有（）mma.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甲【能力訓(xùn)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)，乙向下做加速度a0.25g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）gb.甲的示數(shù)為0.75（m+m）gmc.乙的示數(shù)為1.25mgd.乙的示數(shù)為0.75mg2.一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，則容器中的空氣和水的形狀應(yīng)如圖中的（）mma b c d3.如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地上，肩上扛一質(zhì)量為m的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(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（）a.（m+m）gb.（m+m）gmac.（m+m）g+mad.（mm）ga4.如圖所示，a、b兩個帶異種電荷的小球，分別被兩根絕緣細(xì)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(xì)線對b的拉力為f，若將系b的細(xì)繩斷開，下列說法中正確的是（）ba.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+f）c.剛斷開時，木盒對地壓力為（fnf）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和c（包括支架）o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(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩拉a力f的大小為（）cba.fmgb.mgf（m+m）gc.f=（m+m）gd.f（m+m）g6.一位同學(xué)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(xì)觀察和反復(fù)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)，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。但由于03.0s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(shè)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。vv（1）電梯在03.0s時間段內(nèi)臺秤的示數(shù)應(yīng)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/stt2t1o臺秤示數(shù)/kg電梯啟動前5.003.03.013.05.013.019.04.619.0以后5.0t3vv0ot1t27.在電梯中用磅秤稱質(zhì)量為m的物體，電梯下降過程中的tvt圖像如圖所示，填寫下列各段時間內(nèi)秤的示數(shù)：（1）0t1；（2）t1t2；（3）t2t3。8.一個人蹲在臺秤上，試分析：在人突然站起的過程中，臺秤的示數(shù)如何變化？9.某人在以a2.5m/s2的加速下降的電梯中最多可舉起m180kg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）10.一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？【學(xué)后反思】。超重、失重參考答案自主學(xué)習(xí)1.向上大于2.向下小于3.下零4.不是重力增加或減少了，是視重改變了。天平、體重計、水銀氣壓計。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(yīng)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fn。取人為研究對象，做力圖如圖所示，依牛頓第二定律有：fna人fnmgmafnm（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mg態(tài)，故選b。例3.解析：系統(tǒng)中球加速上升，相應(yīng)體積的水加速下降，因為相應(yīng)體積水的質(zhì)量大于球的質(zhì)量，整體效果相當(dāng)于失重，所以臺秤示數(shù)減小。故選b。針對訓(xùn)練1.b2.bd3.ad4.bd5.8200n6400n4600n6.abc能力訓(xùn)練1.a2.c3.b4.bd5.d6.（1）5.8kg（2）2.9m7.（1）m(g) （2）mg （3）m(g+) 8.臺秤的示數(shù)先偏大，后偏小，指針來回擺動一次后又停在原位置。9.解：人的最大支持力應(yīng)不變，由題意有：m1gfm1a所以fm1gm1a8010n802.5n600n 又因為：gmg所以mg/g=f/g60kg 故