第6節(jié)　超重和失重 課件

物理第四章運動和力的關(guān)系第6節(jié)超重和失重[學習目標]1．知道超重、失重和完全失重現(xiàn)象，會根據(jù)條件判斷超重、失重現(xiàn)象．(重點)2．能夠運用牛頓運動定律分析超重和失重現(xiàn)象．01必備知識素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達標知識點1重力的測量1．一種方法是，先測量物體做自由落體運動的加速度g，再用______測量物體的質(zhì)量，利用牛頓第二定律可得：G＝mg.2．另一種方法是，利用力的____________對重力進行測量．天平平衡條件知識點2超重和失重1．超重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?______物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有____________的加速度．大于豎直向上2．失重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?______物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有____________的加速度．3．完全失重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?____________的狀態(tài)．(2)產(chǎn)生條件：a＝g，方向____________．小于豎直向下等于零豎直向下[判一判](1)物體向上運動時一定處于超重狀態(tài)．(

)(2)物體減速向下運動時處于失重狀態(tài)．(

)(3)物體處于失重狀態(tài)時重力減小了．(

)(4)物體處于完全失重狀態(tài)時就不受重力了．(

)(5)不論物體超重、失重，還是完全失重，物體所受的重力都是不變的．(

)(6)超重和失重可根據(jù)物體的加速度方向判定．(

)×√×××√[想一想](1)物體向上運動就超重，物體向下運動就失重，這種說法對嗎？為什么？(2)人站在力傳感器上完成下蹲動作．觀察計算機采集的圖線．圖甲呈現(xiàn)的是某人下蹲過程中力傳感器的示數(shù)隨時間變化的情況．很明顯，圖線直觀地描繪了人在下蹲過程中力傳感器的示數(shù)先變小，后變大，再變小，最后保持某一數(shù)值不變的全過程．如圖乙，圖線顯示的是某人站在力傳感器上，先“下蹲”后“站起”過程中力傳感器的示數(shù)隨時間的變化情況．請你分析力傳感器上的人“站起”過程中超重和失重的情況．提示：(1)這種說法不對．①物體的超重、失重與物體的運動方向無關(guān)，取決于加速度方向．②加速度向上超重，如向上加速或向下減速；加速度向下失重，如加速下降或減速上升．(2)①人在下蹲過程中，力傳感器示數(shù)先變小，后變大，再變小的過程，是因為人下蹲先加速向下，失重，再減速向下，超重，當靜止時，F(xiàn)＝mg；②人在站起過程中，必然經(jīng)歷先加速向上，再減速向上，最后靜止的過程．在這個過程中人先超重，再失重，最后受力平衡，故人對傳感器的壓力先增大，再減小，最后保持不變；③說明：人對支持面壓力的變化，不是取決于物體向上運動還是向下運動，而是取決于加速度方向．1．(對超重和失重的理解)關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是(

)A．超重時物體的加速度大于零B．失重時物體的加速度小于零C．完全失重時物體的加速度等于零D．無論超重還是失重，物體的加速度肯定不為零解析：根據(jù)超重和失重的運動特征，以及加速度方向(正、負)的物理意義知A、B、C錯誤，D正確．√2．(超重與失重狀態(tài)的判斷)一運動員跳高時的精彩瞬間如圖所示，下列說法正確的是(

)A．運動員起跳時地面對他的支持力等于他所受的重力B．運動員起跳以后在上升過程中處于失重狀態(tài)C．運動員在最高點處于平衡狀態(tài)D．運動員在下降過程中處于超重狀態(tài)√解析：運動員起跳時加速上升，則地面對他的支持力大于他所受的重力，A錯誤；運動員起跳以后在上升過程中加速度向下，處于失重狀態(tài)，B正確；運動員在最高點受重力作用，不是處于平衡狀態(tài)，C錯誤；運動員在下降過程中加速度向下，處于完全失重狀態(tài)，D錯誤．3．(超重與失重狀態(tài)的判斷)(多選)在一電梯的地板上有一壓力傳感器，其上放一物塊，如圖甲所示，當電梯運行時，傳感器示數(shù)大小隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙，根據(jù)圖像分析得出的結(jié)論中正確的是(

)A．從時刻t1到t2，物塊處于失重狀態(tài)B．從時刻t3到t4，物塊處于失重狀態(tài)C．電梯可能開始停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在高樓層D．電梯可能開始停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在低樓層√√解析：從F－t圖像可以看出，0～t1，F(xiàn)＝mg，電梯可能處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)；t1～t2，F(xiàn)>mg，電梯具有向上的加速度，物塊處于超重狀態(tài)，電梯可能加速向上運動或減速向下運動；t2～t3，F(xiàn)＝mg，電梯可能靜止或做勻速直線運動；t3～t4，F(xiàn)<mg，電梯具有向下的加速度，物塊處于失重狀態(tài)，電梯可能加速向下或減速向上運動．綜上分析可知，B、C正確．4．(超重與失重的綜合分析)(多選)質(zhì)量為50kg的某同學站在升降機中的磅秤上，某時刻該同學發(fā)現(xiàn)，磅秤的示數(shù)為40kg，則在該時刻升降機可能是下列哪種方式運動(

)A．加速下降B．加速上升C．減速上升D．減速下降√√解析：質(zhì)量為50kg，這是人的真實質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)磅秤的示數(shù)是40kg，說明人是處于失重狀態(tài)，所以應該有向下的加速度，那么此時的運動可能是向下加速運動，也可能是向上減速運動，所以A、C正確，B、D錯誤．探究一對超重、失重現(xiàn)象的理解【情景導入】人站在體重計上靜止時，體重計的示數(shù)就顯示了人的體重．人從站立狀態(tài)到完全蹲下，體重計的示數(shù)如何變化？為什么會發(fā)生這樣的變化？提示：體重計的示數(shù)先減小后增大，再減小到重力G.因為人在下蹲的過程中，重心下移，即向下做先加速后減速的運動，加速度的方向先向下后向上，所以人先處于失重狀態(tài)再處于超重狀態(tài)，最后處于平衡狀態(tài)，故體重計的示數(shù)先減小后增大，再減小到重力G.1．視重當將物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于彈簧測力計所受的拉力或臺秤所受的壓力．2．超重、失重的分析[特別提醒]

在完全失重狀態(tài)下，由重力引起的現(xiàn)象將消失．例如：液體的壓強、浮力將為零；水銀壓強計、天平將無法使用；擺鐘停擺；彈簧測力計不能測重力等．【例1】(多選)游樂園中，游客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重與失重的感覺．下列描述正確的是(

)A．當升降機加速上升時，游客處于失重狀態(tài)B．當升降機減速下降時，游客處于超重狀態(tài)C．當升降機減速上升時，游客處于失重狀態(tài)D．當升降機加速下降時，游客處于超重狀態(tài)√√[解析]

當升降機加速上升或減速下降時，加速度方向向上，由牛頓第二定律可得N－mg＝ma，N＝mg＋ma>mg，乘客處于超重狀態(tài)，A錯誤，B正確；當升降機加速下降或減速上升時，加速度方向向下，由牛頓第二定律可得mg－N＝ma，N＝mg－ma<mg，乘客處于失重狀態(tài)，C正確，D錯誤．[針對訓練1]在身體素質(zhì)測試“原地縱跳摸高”科目中，某同學按科目要求所做的四個動作過程如圖所示，其中處于超重狀態(tài)的過程是(

)√解析：靜止站立處于平衡狀態(tài)，A錯誤；加速下蹲，加速度向下，支持力小于重力，處于失重狀態(tài)，B錯誤；加速上升，加速度向上，支持力大于重力，處于超重狀態(tài)，C正確；離地上升處于完全失重狀態(tài)，D錯誤．探究二超重、失重的綜合分析與計算

解決超重、失重現(xiàn)象中計算問題的基本方法(1)明確研究對象，進行受力分析．(2)判斷加速度的方向，并建立合理的坐標軸．(3)應用牛頓第二定律列出方程．(4)代入數(shù)據(jù)求解，需討論的進行討論．【例2】質(zhì)量是60kg的人站在升降機中的體重計上，當升降機做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？(g取10m/s2)(1)升降機勻速上升；(2)升降機以4m/s2的加速度勻加速上升；(3)升降機以3m/s2的加速度勻減速上升或勻加速下降．[解析]

以人為研究對象受力分析如圖所示．(1)勻速上升時a＝0，所以N－mg＝0N＝mg＝600N據(jù)牛頓第三定律知體重計的讀數(shù)等于人受到的支持力的大小，即N′＝N＝600N.(2)勻加速上升，a方向向上，取向上為正方向則N－mg＝maN＝m(g＋a)＝60×(10＋4)N＝840N據(jù)牛頓第三定律知體重計的讀數(shù)等于人受到的支持力的大小，即N′＝N＝840N.(3)勻減速上升和勻加速下降，a的方向都是向下的，取向下為正方向，則mg－N＝maN＝m(g－a)＝60×(10－3)N＝420N據(jù)牛頓第三定律知體重計的讀數(shù)等于人受到的支持力的大小，即N′＝N＝420N.[答案]

(1)600N

(2)840N

(3)420N[針對訓練2]