超重和失重 学案

1 / 12超重和失重 学案本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 超重和失重学案（粤教版必修 1）1力的合成和分解的两种重要方法是：_、_.2匀变速直线运动的规律：vt_，s_，v2tv202asv_.3自由落体运动的规律：vt_，s_，v2t2gs4牛顿第二定律：Fma，特点是：_性、矢量性、同向性5(1)视重：重力是地球对物体的吸引作用，当物体挂在竖直方向放置的弹簧秤下或放在水平台秤上时，弹簧秤或台秤的示数称为“_” ，大小等于测力计所受拉力或台秤所受的压力视重实际上反映的是“弹力” ，只有在平衡状态时，这个“弹力”即_与物体的_才有相等的关系(2)超重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对_(或对悬挂物的拉力)大于_的情况，即_大于_时，称为超2 / 12重现象(3)失重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对_(或对悬挂物的拉力)小于_的情况，即_小于_时，称为失重现象(4)完全失重：当物体处于非平衡状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_的状态，即视重_时，称为完全失重状态6产生超重或失重现象的条件(1)物体具有_时产生超重现象(2)物体具有_时产生失重现象(3)物体具有_时，物体出现完全失重状态.超重和失重问题情境小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了快到底楼时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了这是什么原因呢？3 / 12要点提炼1视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重” ，大小等于测力计所受的拉力或台秤所受的压力2超重、失重的分析特征状态加速度 a 视重(F)与重力(mg)关系运动情况受力示意图平衡 a0Fmg 静止或_超重向上 Fm(ga)mg 向上_或向下_运动失重向下 Fm(ga)mg 向下_或向上_运动完全失重 agF0 自由落体运动、抛体运动、正常运行的卫星问题延伸4 / 12超重和失重是常见的现象，那么当物体发生超重或失重现象时，物体的重力真的增加或减少了吗？超重和失重现象的实质是什么？你是怎样理解的？例 1弹簧上挂一个质量 m1kg 的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？(取 g10m/s2)(1)以 v5m/s 的速度匀速下降；(2)以 a5m/s2 的加速度竖直加速上升；(3)以 a5m/s2 的加速度竖直加速下降；(4)以重力加速度 g 竖直减速上升变式训练 1一个人站在磅秤上，在他蹲下的过程中，磅秤的示数将()A先小于体重，后大于体重，最后等于体重B先大于体重，后小于体重，最后等于体重c先小于体重，后等于体重D先大于体重，后等于体重例 2北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到 76m 高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面 28m 时制动系统开始启动，座舱匀减速5 / 12运动到地面时刚好停止若某游客手中托着质量为 1kg 的饮料瓶进行这个游戏，g 取/s2，问：(1)当座舱落到离地面高度为 40m 的位置时，饮料瓶对手的作用力多大？(2)当座舱落到离地面高度为 15m 的位置时，手要用多大的力才能托住饮料瓶？图 1变式训练 2如图 1 所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为 10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是()A电梯可能向上加速运动，加速度大小为 2m/s2B电梯可能向下加速运动，加速度大小为 2m/s2c电梯可能向上减速运动，加速度大小为 2m/s2D电梯可能向下减速运动，加速度大小为 2m/s2【即学即练】1下列说法中正确的是()A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态6 / 12c举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态图 22如图 2 所示，斜面体始终处于静止状态，当物体沿斜面下滑时有()A匀速下滑时，m 对地面压力等于(mm)gB加速下滑时，m 对地面压力小于(mm)gc减速下滑时，m 对地面压力小于(mm)gD无论如何下滑，m 对地面压力始终等于(mm)g图 33直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图 3 所示设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态在箱子下落过程中，下列说法正确的是()A箱内物体对箱子底部始终没有压力B箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大c箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力7 / 12而“飘起来”图 44升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘上的物体质量为 20kg.如图 4 所示(1)当升降机以 4m/s 的速度匀速上升时，台秤的读数是多少？(2)当升降机以 1m/s2 的加速度匀加速竖直上升时，台秤的读数是多少？(3)当升降机以 1m/s2 的加速度匀减速上升时，台秤的读数是多少？参考答案课前自主学习1平行四边形定则(或三角形定则)力的正交分解法2v0atv0t12at212(v0vt)3gt12gt24.瞬时5(1)视重视重重力(2)支持物的压力物体所受重力视重重力(3)支持物的压力物体所受重力视重重力(4)等于零等于零6(1)向上的加速度(2)向下的加速度(3)向下的加8 / 12速度 ag核心知识探究问题情境每个人在乘电梯时都会有这种感觉，这就是我们常说的超重、失重现象只要你留心观察，在我们的日常生活中就会发现许多超重、失重现象要点提炼2匀速直线运动加速减速加速减速问题延伸(1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好像有所增大或减小，这是超重和失重的实质(2)发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向(3)物体具有向上的加速度，其运动状态可以是加速向上，也可以是减速下降，这时物体对支持物的压力将大于物体的重力，物体处于超重状态，超出的部分为 ma；物体减速上升或加速下降时，具有向下的加速度，物体对支持物的压力将小于物体的重力，这时物体处于失重状态解题方法探究例 1(1)10N(2)15N(3)5N(4)0N9 / 12解析对物体受力分析，如图所示(1)匀速下降时，由平衡条件得 Fmg10N.(2)取向上为正方向，由牛顿第二定律，知Fmgma，Fm(ga)15N.(3)取向下方向为正方向，由牛顿第二定律，知mgFma，Fm(ga)5N.(4)取向下方向为正方向，由牛顿第二定律，知mgFmg，F0N处于完全失重状态变式训练 1A人蹲下的过程经历了加速向下，减速向下和静止这三个过程在加速向下时，人获得向下的加速度 a，由牛顿第二定律得：mgFNmaFNm(ga)mg由此可知弹力 FN 将小于重力 mg.在向下减速时，人获得向上的加速度 a，由牛顿第二定律得：FNmgmaFNm(ga)mg弹力 FN 将大于 mg.当人静止时，FNmg.10 / 12例 2(1)0(2)解析(1)在离地面高于 28m 时，座舱做自由落体运动，处于完全失重状态，因为 40m28m 所以饮料瓶对手没有作用力，由牛顿第三定律可知，手对饮料瓶也没有作用力(2)设手对饮料瓶的作用力为 F，座舱自由下落高度为 h1后的速度为 v，制动时的加速度为 a，制动高度为 h2，由v2tv202as 得，v2t2gh1，v2t2ah2联立解得，ah1h2g对饮料瓶根据牛顿运动定律 Fmgma 得，Fmg(h1h21)mgh1h2h2代入数据得，F变式训练 2Bc由电梯做匀速直线运动时，可知重物的重力为 10N，质量为 1kg；当弹簧秤的示数变为 8N 时，则重物受到的合力为 2N，方向竖直向下，由牛顿第二定律得物体产生向下的加速度，大小为 2m/s2，因没有明确电梯的运动方向，故电梯可能向下加速，也可能向上减速即学即练1B当加速度方向竖直向下时，物体处于失重状态；当加速度方向竖直向上时，物体处于超重状态，蹦床运动员在空中上升和下降的过程中加速度方向均竖直向下，且ag，为完全失重状态，所以 B 正确而 A、c、D 中运动11 / 12员均为平衡状态，Fmg，既不超重也不失重2AB对 m 和 m 组成的系统，当 m 匀速下滑时，系统在竖直方向上没有加速度，所以不失重也不超重，对地面的压力等于系统的重力；当 m 加速下滑时，整个系统在竖直方向上有向下的加速度，处于失重状态，对地面的压力小于系统的重力当 m 减速下滑时，系统在竖直方向上具有向上的加速度，处于超重状态，对地面的压力大于系统的重力3c对于箱子和箱内物体组成的整体，agfmm，随着下落速度的增大，空气阻力 f 增大，加速度 a 减小直至箱子做匀速运动时a0.对箱内物体，mgFNma，所以 FNm(ga)将逐渐增大，故 c 正确，A、B、D 错4(1)20