粤教版必修一4.6《超重和失重》WORD教案04

1、第六节超重和失重一、学法指导（一）实重与视重I实重：物体实际所受的重力。物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化。2视重：当物体在竖直方向有加速度时（即 a = 0），物体对弹簧的拉力或对台秤的压 力将不等于物体的重力，此时弹簧秤或台秤的示数叫物体的视重。说明：在用弹簧秤测量物体的重力时，必须在静止或匀速直线运动状态下进行，就是 因为当物体在竖直方向有加速度时，视重不再等于实重。（二）超重现象I .超重现象：物体有向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 即视重大于物体所受重力（实重）的情况称为超重现象。2产生条件：（1）物体加速度a的方向竖直向上。（2） 物体加速度a有竖直向

2、上的分量 aL,（即气0 0 ）。3 视重大小：据牛顿第二定律有F mg= ma所以F= m（g+ a） mg4 注意：（1）超重现象与物体运动的速度大小和方向都无关。物体处于超重状态时，可以向上运动，也可以向下运动，但加速度a的方向一定向上。所以，物体可能是“加速向上”运动，也可能是减速向下”运动。（2） 虽然超重现象的产生仅取决于加速度的方向，但超重的多少却与加速度的大小 有关。加速度a越大，物体超重就越多。（3 ）发生超重现象时，物体的重力并没有改变，只是物体对支持物的压力（或对悬挂 物的拉力）大于物体所受重力。（三）失重现象1失重现象：物体有向下的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂

3、物的拉力） 即视重小于物体所受重力（实重）的情况称为失重现象。2产生条件：（1）物体加速度a的方向竖直向下。（2） 物体加速度a有竖直向下的分量 aL,（即气0 0 ）。3. 视重大小：据牛顿第二定律有mg F= ma所以F= m（g a）v mg4. 注意：（1）失重现象与物体运动的速度大小和方向都无关。物体处于失重状态时，可以向 上运动，也可以向下运动，但加速度a的方向一定向下。所以，物体可能是“加速向下”运 动，也可能是减速向上”运动。（2）虽然失重现象的产生仅取决于加速度的方向，但失重的多少却与加速度的大小 有关。加速度a越大（av g）,物体失重就越多。（3）发生失重现象时，物体的重

4、力并没有改变，只是物体对支持物的压力（或对悬 挂物的拉力）小于物体所受重力。（四）完全失重现象1完全失重现象：当物体向下的加速度等于重力加速度g时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态叫做完全失重状态。2产生条件：物体运动的加速度为重力加速度g。3注意：（1）完全失重现象与物体运动的速度大小和方向都无关。物体处于完全失重状态时，可以向上运动，也可以向下运动，但加速度a 一定为重力加速度 g.所以，物体可能是在做“自由落体”运动，也可能是在做“竖直上抛”运动或斜抛运动等。（2）物体处于完全失重状态时，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零，但重力照常存在且不变！ （3）发

5、生完全失重现象时，平常一切由重力产生的现象都会消失，如天平失效、测 力计不能测重力、浸在 液体中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。（五）判断物体失重与超重，应以牛顿第二定律为依据，解题要点如下：1隔离物体进行受力分析，画出物体的受力图2选取竖直向上的方向为正方向，根据牛顿第二定律列方程。3解方程得到物体受到的弹簧拉力，根据牛顿第三定律，得到物体给予弹簧秤的拉力。 若此力大于物体重力，物体超重；若小于物体重力，物体失重。二、例题分析【例1】某人站在一静止的台秤上，当他猛地下蹲的过程中，若不考虑台秤的惯性，则 台秤的示数（）A. 先变大后变小，最后等于他的重力B变大，最后等于他的重力C.先变

6、小，后变大，最后等于他的重力D 变小，最后等于他的重力【解析】解决这类问题首先要判断物体的运动状态，然后根据运动状态的变化确定物 体加速度的方向，最后判断物体是处于超重还是失重。人下蹲的过程经历了从静止、加速向下、减速向下和静止三个过程，显然在这三个过程中，人的加速度方向是：向下、向上、为零。可见，人从静止到最大下蹲速度的过程中处于失重状态，台秤的示数将变小；从最大 的下蹲速度到静止，人处于超重状态，台秤的示数将变大；最后人处于静止状态，台秤的示数等于人的重力。【答案】C评注：判断物体处于超重还是失重状态，应当看加速度的方向。加速度向上时一定处 于超重状态，加速度向下时一定处于失重状态。物体的

7、超重和失重与其速度的方向和大小无关。【例2】某人在地面上最多能举起60 kg的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举 起80 kg的物体。求：（g取10m/s2）（1）此电梯的加速度多大？（2）若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？【解析】人能够产生的举力F是恒定的，由题 意可知F= 600N（1） 由牛顿第二定律得m2g_F =m2a所以 a = （m2g - F）/m2 = g- F/m2 =（ 10 一 600/80 ） m/ s2 = 2.5 m/s2（2） 在加速上升的电梯里，举力仍不变，则有F m 3g= m 3 am 3= F / （a + g） = 6

8、00 / （10+ 2.5） kg = 48 kg评注：常见的有关超重、失重方面的问题，都是物体质量不变，重力不变，物体受到 的支持力或拉力改变，而这道题是人的举力不变，质量改变，即研究对象发生了改变，若忽略这点，就很容易导致错解。三、跟踪训练1 物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象；前者小于后者的情况称为 现象。若物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）等于零，物体处于 状态，物体所受重力仍然 （填“存在”或“消失”）。超重还是失重是由加速度的 决定的，若加速度，物体处于超重状态。;以竖直向上的t/s2 竖直匀速提起一个质量为m的物体，那么拉

9、力大小为加速度a提起此物体，拉力大小为 ;如果以加速度a向下加速运动，则提此物体的拉力大小为 。3. 如图4-87所示，一个质量为2kg的重物在竖直悬线的 拉力作用下沿竖直方向向上运动的 v一 t图线。从图像可知， 在时间内，悬线的拉力最大，为 N;在时间内，悬线的拉力最小，为 No4. 如图4-88所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m l = m2 + ms,这时弹簧秤的读数为T。若把物体 m从右边移到左边的物体m上，弹簧秤的读数T将（ ）A. 增大 B .减小 C .不变 D.无法判断5. 一物体挂在弹簧秤下端的挂钩上，弹簧秤上端的小环固定在电梯的天花板上，在下列哪种情况下弹

10、簧秤的读数最小（）A.电梯匀加速上升.且a= g/3 B。电梯匀减速上升，且a= g/2C.电梯匀加速下降，且 a= g/3D。电梯匀减速下降，且 a= g/26. 2003年10月16日我国载人航天第一次实验成功。“神州五号”火箭把宇宙飞船送入太空运行21小 时成功返回地面，使杨利伟成为第一个邀游太空的中国人。他在飞船上记录、拍照、通话等活动所用的物品（如钢笔）可以放在空中任何位置而不动，对于以上的物 体说法正确的是（）A.物体失去了重力B.物体处于完全失重状态C.物体失去了惯性D.以上说法都不对2.一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T,有一个体重为 G的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下

11、。若 G T,要使下滑时绳子不断，则运动员应该（）A.以较大的加速度加速下滑B .以较大的速度匀速下滑C.以较小的速度匀速下滑D.以较小的加速度减速下滑&用手托着30N的物体以g/2的加速度沿竖直方向向上做匀加速运动，物体对手的压 力是（）A. 20N B . 30N C . 45N D . 60N9某航天器由近地轨道返回地面，其运动过程为先加速，后速度逐渐变小，最后匀速降落。在这一过程中航夭器的运行加速度均小于地面的重力加速度g,且忽略由于高度引起的重力加速度的变化，那么机舱对质量为m的物体的支持力（）A. 先小于 mg 后大于 mg 最后等于 mgB. 先大于 mg 后小于 mg 最后等于

12、 mgC. 总是小于 mgD.总是大于 mg10. 质量为2kg的物体通过弹簧秤挂在升降机的顶板上，升降机在竖直方向匀加速运动时，弹簧秤的示数为16N,当升降机的速度为 3 m/s时开始计 时，经过1 s，升降机的位图 4-89移可能是（）A . 2m B . 3m C . 4m D . 8m11. 如图4-89所示，在台秤的托盘上有一个支架，支架上挂着一个电磁铁A,电磁铁的正下方有一铁块 B。电磁铁不通电时，台秤示数为G;当接通电路，在铁块被吸起的过程中，台秤的示数将（）A.不变 B .变大 C .变小 D .忽大忽小12 .把木箱放在沿竖直方向运动的电梯地板上，A. 电梯以a=1.5 m/

13、s2的加速度匀加速上升B. 电梯以a = 2.0 m/s2的加速度匀加速上升C. 电梯以a=1.8 m/s2的加速度匀减速下降D. 电梯以v=1.8 m/s的速度匀速上升则地板所受压力最大的情况是（）13 .某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，由于突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在 10 s内高度下降1700 m,造成众多乘客和机组人员的伤害事故；如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，试计算：（g取210 m/s ）（1）飞机在竖直方向上的加速度多大？方向怎样？（2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱 离座椅？（3）未系安全带的乘客，相对 于机舱将向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体 的什么部位？（注：飞机上乘客所系的安 全带是固定连接在飞机座椅和乘客腰部的较宽的 带子，它使乘客与飞机座椅连为一体）14.如图4-90所示，是电梯在竖直方向上升的 v t图线，若电梯的质量为 100 kg , 则承受电梯的钢绳受到的拉力在 0 2s之间、2 一 6s之间、6