第3章 6. 超重與失重

1、.6. 超重與失重學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1.知道什么是超重和失重.2.理解產(chǎn)生超重和失重的條件重點3.會分析、解決超重和失重問題重點、難點超 重 現(xiàn) 象1定義：物體對懸掛物的拉力或?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運動狀態(tài)：超重物體包括向上加速運動和向下減速運動兩種運動情況1物體處于超重狀態(tài)時，一定向上運動2物體處于超重狀態(tài)時，可能向下運動3物體處于超重狀態(tài)時，是指物體的重力增大了“超重是不是物體所受的重力增加了？【提示】不是“超重現(xiàn)象是物體由于具有向上的加速度，對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谖矬w所受重力，物體所受重力沒有變化如圖361所示，在電梯的

2、地板上放置一個質(zhì)量為m的物體圖361討論1：當(dāng)電梯靜止時，物體對電梯的壓力為多少？【提示】壓力為mg.討論2：當(dāng)電梯加速上升時，壓力會發(fā)生什么變化？【提示】壓力變大討論3：超重狀態(tài)物體一定向上運動嗎？【提示】不一定，可能向下減速運動1實重與視重1實重：物體實際所受重力物體所受重力不會因為物體運動狀態(tài)的改變而變化2視重：用彈簧測力計或臺秤來測量物體重力時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫做物體的視重當(dāng)物體與彈簧測力計保持靜止或者勻速運動時，視重等于實重；當(dāng)存在豎直方向的加速度時，視重不再等于實重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，支持物對物體的支持力或懸繩的拉力為F.由牛頓第二定律可得：Fm

3、gma.所以Fmgamg.由牛頓第三定律知，物體對支持物的壓力或?qū)依K的拉力Fmg.3超重的動力學(xué)特點超重加速度方向向上或有向上的分量如圖362所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小鐵球，在電梯運行時，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量大，這一現(xiàn)象說明圖362A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，彈簧的拉力和小鐵球的重力相等如今，彈簧的伸長量變大，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)但是電梯的運動方向可能向上也可能向下，應(yīng)選D.【答案】D遷移1以下說法中正

4、確的選項是A只有正在向上運動的物體，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，地球?qū)λ囊ψ兇驞超重時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動，故A錯誤超重時物體的重力不變，地球?qū)ξ矬w的吸引力也不變，故B、C錯誤，D正確【答案】D 遷移2質(zhì)量是60 kg的人站在升降機中的體重計上，如圖363所示，當(dāng)升降機做以下各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？g取10 m/s2圖3631升降機勻速上升；2升降機以4 m/s2的加速度勻加速上升；【解析】以人為研究對象受力分析如下圖：1勻速上升時a0，所以Nmg0Nmg600 N.

5、據(jù)牛頓第三定律知NN600 N.2勻加速上升時，a向上，取向上為正方向，那么NmgmaNmga60104 N840 N據(jù)牛頓第三定律知：NN840 N.【答案】1600 N2840 N對超重現(xiàn)象理解的兩點技巧1物體處于超重狀態(tài)時，實重即所受重力并不變，只是視重變了，視重比實重增加了ma；2決定物體超重的因素是物體具有向上的加速度，與速度無關(guān)，即物體可以向上加速運動，也可以向下減速運動失 重 現(xiàn) 象1定義：物體對懸掛物的拉力或?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運動狀態(tài)：失重物體包括向上減速運動和向下加速運動兩種運動情況4完全失重1定義：物體對懸掛物的拉力或?qū)χС?/p>

6、物的壓力等于零的狀態(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，就產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象1只要物體向下運動，就會引起失重現(xiàn)象2物體在完全失重的條件下，對支持它的支撐面壓力為零3物體完全失重時，不受重力作用在完全失重的情況下，一切由重力產(chǎn)生的現(xiàn)象會消失，那么天平還能測出物體的質(zhì)量嗎？浸在水中的物體還受浮力嗎？【提示】不能不會受到浮力找一個用過的易拉罐或金屬罐頭盒、塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一個孔，用手指按住孔，在里面裝上水，如圖364所示圖364討論1：移開手指，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？【提示】水會從小孔流出討論2：假如讓罐子自由下落，如圖365，在下落過程中，上述現(xiàn)象有變化嗎？這是為什

7、么呢？圖365【提示】水不再流出，因為自由下落過程中水處于完全失重狀態(tài)1對失重現(xiàn)象的理解1從力的角度看：失重時物體受到豎直懸繩或測力計的拉力或程度支撐面或臺秤的支持力小于重力，好似重力變小了，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，這是物體失重的條件，也是判斷物體失重與否的根據(jù)圖3663從速度的角度看：只要加速度向下物體就處于失重狀態(tài)，其速度可以向上也可以向下常見的失重狀態(tài)有兩種：加速向下或減速向上運動2對完全失重的理解：物體處于完全失重狀態(tài)ag時，重力全部產(chǎn)生加速度，不再產(chǎn)生壓力如圖，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象

8、都會完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液柱不再產(chǎn)生壓強等圖367多項選擇在升降機內(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是g取10 m/s2 【導(dǎo)學(xué)號：96332045】A升降機以8 m/s2的加速度加速上升B升降機以2 m/s2的加速度加速下降C升降機以2 m/s2的加速度減速上升D升降機以8 m/s2的加速度減速下降【解析】人發(fā)現(xiàn)體重減輕，說明人處于失重狀態(tài)，加速度向下，由mgNma，N80%mg，故a0.2 g2 m/s2，方向向下升降機可能加速下降，也可能減速上升，故B、C正確【答案】BC遷移3如圖368所示，A、B兩物體疊放在一起，以一

9、樣的初速度上拋不計空氣阻力以下說法正確的選項是【導(dǎo)學(xué)號：96332046】圖368A在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零B上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D在上升和下降過程中A對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之間無彈力作用，A正確，B錯誤下降過程，A、B仍是處于完全失重狀態(tài)，A、B之間也無彈力作用，C、D錯誤【答案】A 遷移4一個質(zhì)量50 kg的人站在升降機的地板上，升降機的頂部懸掛了一只彈簧測力計，彈簧測力計下面掛著一個質(zhì)量mA5 kg的物體A，當(dāng)升降機向上運動時，人看到彈簧測力計的示數(shù)為40 N，如圖369所示，g取10 m/s2，求此時人對地板的壓力圖369【解析】依題意可知，彈簧測力計讀數(shù)為40 N，而物體A的重力GmAg50 N，顯然彈簧測力計的讀數(shù)小于物體的重力，即視重小于實重，物體A處于失重狀態(tài)由于人和A以及升降機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，人對地板的壓力為400 N，方向向下【答