高一物理超重與失重8

1、學(xué)案學(xué)案6 超重和失重超重和失重 生活中偶然會(huì)碰到這樣一生活中偶然會(huì)碰到這樣一個(gè)有趣的現(xiàn)象，多人同乘一臺(tái)個(gè)有趣的現(xiàn)象，多人同乘一臺(tái)電梯，當(dāng)靜止時(shí)，超重報(bào)警裝電梯，當(dāng)靜止時(shí)，超重報(bào)警裝置并沒有響，可是當(dāng)電梯剛向置并沒有響，可是當(dāng)電梯剛向上起動(dòng)時(shí)，報(bào)警裝置卻響了起上起動(dòng)時(shí)，報(bào)警裝置卻響了起來，運(yùn)行一段時(shí)間后，報(bào)警裝來，運(yùn)行一段時(shí)間后，報(bào)警裝置又不響了，難道人的體重會(huì)置又不響了，難道人的體重會(huì)隨著電梯的運(yùn)行而發(fā)生變化嗎？隨著電梯的運(yùn)行而發(fā)生變化嗎？ 這就是我們這節(jié)課所要學(xué)這就是我們這節(jié)課所要學(xué)習(xí)的超重與失重。習(xí)的超重與失重。學(xué)點(diǎn)學(xué)點(diǎn)1 超重和失重超重和失重 超重現(xiàn)象超重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的：物體對(duì)支

2、持物的壓力壓力（或懸掛物的（或懸掛物的拉力拉力）大于物體所受大于物體所受的重力的重力的情況稱為超重現(xiàn)象的情況稱為超重現(xiàn)象. 失重現(xiàn)象失重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的：物體對(duì)支持物的壓力壓力（或?qū)覓煳锏模ɑ驅(qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所小于物體所受的重力受的重力的情況稱為失重現(xiàn)象的情況稱為失重現(xiàn)象.超重、失重現(xiàn)象分析：超重、失重現(xiàn)象分析： 問題：一個(gè)人站在升降機(jī)中的重力計(jì)上，試分析升降機(jī)具有向上或問題：一個(gè)人站在升降機(jī)中的重力計(jì)上，試分析升降機(jī)具有向上或向下的加速度向下的加速度a時(shí)，人對(duì)重力計(jì)的壓力是多大？時(shí)，人對(duì)重力計(jì)的壓力是多大？ （）（）超重超重：升降機(jī)：升降機(jī)以加速度以加速度a上升上升時(shí)，人也

3、一樣具有向上的加速度時(shí)，人也一樣具有向上的加速度a，這個(gè)加速度是由重力計(jì)對(duì)人的支持力和人受到的重力的合力產(chǎn)生的這個(gè)加速度是由重力計(jì)對(duì)人的支持力和人受到的重力的合力產(chǎn)生的.即即-mg=ma得得N=m(g+a)mg 故重力計(jì)的讀數(shù)大于重力，即超重故重力計(jì)的讀數(shù)大于重力，即超重. （）（）失重失重：升降機(jī)：升降機(jī)以加速度以加速度a下降下降時(shí)，人也一樣具有向下的加速度時(shí)，人也一樣具有向下的加速度a，這個(gè)加速度是由重力計(jì)對(duì)人的支持力和人受到的重力的合力產(chǎn)生的，即這個(gè)加速度是由重力計(jì)對(duì)人的支持力和人受到的重力的合力產(chǎn)生的，即mg-N=ma得得N=m(g-a)mg 故重力計(jì)的讀數(shù)小于重力，即失重故重力計(jì)的讀

4、數(shù)小于重力，即失重.【例【例1】升降機(jī)里有一個(gè)用彈簧秤懸掛著的重物，以下說】升降機(jī)里有一個(gè)用彈簧秤懸掛著的重物，以下說 法中正確的是（法中正確的是（ ） A.升降機(jī)上升時(shí)，彈簧秤讀數(shù)大于重物重力升降機(jī)上升時(shí)，彈簧秤讀數(shù)大于重物重力 B.升降機(jī)下降時(shí)，彈簧秤讀數(shù)小于重物重力升降機(jī)下降時(shí)，彈簧秤讀數(shù)小于重物重力 C.升降機(jī)的加速度升降機(jī)的加速度a方向向上時(shí)，彈簧秤讀數(shù)大于重方向向上時(shí)，彈簧秤讀數(shù)大于重 物重力物重力 D.升降機(jī)的加速度升降機(jī)的加速度a方向向下時(shí)，彈簧秤讀數(shù)大于重方向向下時(shí)，彈簧秤讀數(shù)大于重 物重力物重力 【解析】【解析】彈簧秤的讀數(shù)大于或小于重物重彈簧秤的讀數(shù)大于或小于重物重力是由

5、彈簧受到的拉力大小決定的力是由彈簧受到的拉力大小決定的. .不管升降不管升降機(jī)向上還是向下運(yùn)動(dòng)，只要加速度向上，則拉機(jī)向上還是向下運(yùn)動(dòng)，只要加速度向上，則拉力大于重物重力，即超重；只要加速度向下，力大于重物重力，即超重；只要加速度向下，則拉力小于重物重力，即失重則拉力小于重物重力，即失重. .與物體的運(yùn)動(dòng)與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)方向無關(guān). .t3為了研究超重與失重現(xiàn)象，某同學(xué)把一體重秤放在電梯的地板上，為了研究超重與失重現(xiàn)象，某同學(xué)把一體重秤放在電梯的地板上，他站在體重秤上隨電梯運(yùn)動(dòng)并觀察體重秤示數(shù)的變化情況他站在體重秤上隨電梯運(yùn)動(dòng)并觀察體重秤示數(shù)的變化情況.下表記下表記錄了幾個(gè)特定時(shí)刻體重秤的示

6、數(shù)錄了幾個(gè)特定時(shí)刻體重秤的示數(shù).（表格時(shí)間不表示先后順序）（表格時(shí)間不表示先后順序）若已知若已知t0時(shí)刻電梯靜止，則（時(shí)刻電梯靜止，則（ ）C、DA.t0和和t1時(shí)刻該同學(xué)的質(zhì)量相同時(shí)刻該同學(xué)的質(zhì)量相同,但所受重力不同但所受重力不同B.t1和和t2時(shí)刻電梯的運(yùn)動(dòng)方向一定相反時(shí)刻電梯的運(yùn)動(dòng)方向一定相反C.t1和和t2時(shí)刻電梯的運(yùn)動(dòng)加速度方向一定相反時(shí)刻電梯的運(yùn)動(dòng)加速度方向一定相反D.t3時(shí)刻電梯可能向下運(yùn)動(dòng)時(shí)刻電梯可能向下運(yùn)動(dòng)t60.055.065.060.0體重秤示數(shù)（kg）t2t時(shí)間 1學(xué)點(diǎn)學(xué)點(diǎn)2 超重和失重的解釋超重和失重的解釋 超重、失重的實(shí)質(zhì)：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，物體

7、在超重或超重、失重的實(shí)質(zhì)：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，物體在超重或失重狀態(tài)下，地球?qū)λ淖饔貌]有改變，重力是不會(huì)變化的失重狀態(tài)下，地球?qū)λ淖饔貌]有改變，重力是不會(huì)變化的.所謂超重或失重是物所謂超重或失重是物體受到的支持力或拉力增大或減小，即增大或減小的是彈力，不是重力體受到的支持力或拉力增大或減小，即增大或減小的是彈力，不是重力.【例】關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是（【例】關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是（ ） A.超重就是物體受的重力增加了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小了失重就是物體受的重力減小了 C.完全失重就是物體一點(diǎn)重力都不受了完全失重就

8、是物體一點(diǎn)重力都不受了 D.不論超重或失重，物體所受重力是不變的不論超重或失重，物體所受重力是不變的 【解析】【解析】超重不是說物體的重力增加了，失重也不是說物體的重力減小了，完超重不是說物體的重力增加了，失重也不是說物體的重力減小了，完全失重不是說重力完全消失全失重不是說重力完全消失. .在發(fā)生超重或失重現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且在發(fā)生超重或失重現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化不發(fā)生變化，只是對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化. .故對(duì)故對(duì). .前蘇聯(lián)時(shí)期在空間建立了一座實(shí)驗(yàn)室，至今仍在地球上空運(yùn)行前蘇聯(lián)時(shí)期在空間建立了一座實(shí)驗(yàn)

9、室，至今仍在地球上空運(yùn)行.已知這座空間站中已知這座空間站中所有物體都處于完全失重狀態(tài)，則在其中可以完成下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)（所有物體都處于完全失重狀態(tài)，則在其中可以完成下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)（ ）.用天平稱量物體的質(zhì)量用天平稱量物體的質(zhì)量B.做托里拆利實(shí)驗(yàn)做托里拆利實(shí)驗(yàn)C.驗(yàn)證阿基米德定律驗(yàn)證阿基米德定律D.用兩個(gè)彈簧秤驗(yàn)證牛頓第三定律用兩個(gè)彈簧秤驗(yàn)證牛頓第三定律 2D學(xué)點(diǎn)學(xué)點(diǎn)3 完全失重現(xiàn)象完全失重現(xiàn)象 如果一個(gè)物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ榱闳绻粋€(gè)物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ榱?這種情況這種情況是失重現(xiàn)象中的極限是失重現(xiàn)象中的極限,稱為完全失重現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象.例如，自由下落過程

10、中的物體例如，自由下落過程中的物體,此此時(shí)時(shí)a=g,方向豎直向下方向豎直向下.【例【例3】金屬筒下有一小孔】金屬筒下有一小孔,當(dāng)筒內(nèi)盛水時(shí)當(dāng)筒內(nèi)盛水時(shí),水從孔中噴出水從孔中噴出,如圖所示如圖所示. 如果讓金如果讓金 屬筒自由下落屬筒自由下落,不計(jì)空氣阻力不計(jì)空氣阻力,則筒下落過程中（則筒下落過程中（ ） A.水以相同速度繼續(xù)噴出水以相同速度繼續(xù)噴出 B.水將不再從小孔中噴出水將不再從小孔中噴出 C.水將以較小速度噴出水將以較小速度噴出 D.水將以較大速度噴出水將以較大速度噴出 【解析】【解析】金屬筒自由下落金屬筒自由下落, ,處于完全失重狀態(tài)處于完全失重狀態(tài), ,所以水不所以水不會(huì)再從小孔中噴

11、出會(huì)再從小孔中噴出,B,B選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. .如圖所示，如圖所示，A、兩物塊疊放在一起，當(dāng)把兩物塊疊放在一起，當(dāng)把、兩物兩物塊同時(shí)豎直向上拋出時(shí)（不計(jì)空氣阻力），則（塊同時(shí)豎直向上拋出時(shí)（不計(jì)空氣阻力），則（ ）.的加速度大小小于的加速度大小小于gB.的加速度大小大于的加速度大小大于gC.、的加速度大小均為的加速度大小均為gD.、間的彈力為零間的彈力為零 3BCD1.超重、失重有何特點(diǎn)？超重、失重有何特點(diǎn)？ 【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】超重現(xiàn)象中，物體具有向上的加速度，物體做向上的加速運(yùn)動(dòng)或向超重現(xiàn)象中，物體具有向上的加速度，物體做向上的加速運(yùn)動(dòng)或向下的減速運(yùn)動(dòng)下的減速運(yùn)動(dòng). . 失重現(xiàn)象中，物體具有向

12、下的加速度，物體做向下的加速運(yùn)動(dòng)或向上的減速失重現(xiàn)象中，物體具有向下的加速度，物體做向下的加速運(yùn)動(dòng)或向上的減速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng). .2.如何判斷物體是否處于超重、失重狀態(tài)？如何判斷物體是否處于超重、失重狀態(tài)？ 【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】發(fā)生超重和失重現(xiàn)象，只決定于物體在豎直方向上的加速度，物體具有發(fā)生超重和失重現(xiàn)象，只決定于物體在豎直方向上的加速度，物體具有向上的加速度時(shí)，處于超重狀態(tài)；物體具有向下的加速度時(shí)，處于失重狀態(tài)；當(dāng)物體向上的加速度時(shí)，處于超重狀態(tài)；物體具有向下的加速度時(shí)，處于失重狀態(tài)；當(dāng)物體豎直向下的加速度為重力加速度時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，超重、失重與物體的運(yùn)動(dòng)方豎直向下的加速度為重力加速度時(shí)，處于

13、完全失重狀態(tài)，超重、失重與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)向無關(guān). . 盡管物體不在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，只要其加速度在豎直方向上有分量，即盡管物體不在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，只要其加速度在豎直方向上有分量，即ay y，則當(dāng)則當(dāng)ay y方向豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，當(dāng)方向豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，當(dāng)ay y方向豎直向下時(shí)，物體處于失重狀方向豎直向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài)態(tài). .3.如何理解超重與失重？如何理解超重與失重？ 【點(diǎn)撥】點(diǎn)撥】當(dāng)運(yùn)動(dòng)的加速度向上處于超重狀態(tài)時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓飚?dāng)運(yùn)動(dòng)的加速度向上處于超重狀態(tài)時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ?，即視重物的拉力），即視重：mgma，即，即mg+ma，物體的視重比物體的實(shí)際重，物體的視重比物體的實(shí)際重力超出力超出ma，比重力超出的，比重力超出的“ma”部分用于產(chǎn)生向上的加速度部分用于產(chǎn)生向上的加速度a a；當(dāng)運(yùn)動(dòng)的加速度；當(dāng)運(yùn)動(dòng)的加速度a a向下向下處于失重狀態(tài)