2011高三物理一轮复习教学案14--牛顿第二定律的应用超重和失重

1、2011高三物理一轮复习教学案（14）-牛顿第二定律的应用一一超重和失 重【学习目标】知识目标：1知道什么是超重和失重2知道产生超重和失重的条件能力目标：会分析、解决超重和失重问题【自主学习】1超重：当物体具有 的加速度时（包括向上加速或向下减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 自身重力的现象。2失重：物体具有的加速度时（包括向下加速或向上减速两种情况），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 自身重力的现象。3完全失重：物体以加速度 a= g向竖直加速或向上减速时（自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时），物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于 的现象。4思考：

2、超重是不是物体重力增加？失重是不是物体重力减小？在完全失重的系统中，哪些测量仪器不能使用？【典型例题】例1电梯内有一弹簧秤挂着一个重A.电梯加速向上运动5N的物体。当电梯运动时，看到弹簧秤的读数为 6N，则可能是（B. 电梯减速向上运动C. 电梯加速向下运动D.电梯减速向下运动例2.在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，站在磅秤上，则此人称得自己的“重量”为（ ）A. ma B.m（a+g）C.m（g a） D.mg例3.如图所示，一根细线一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木球浸没在水中，整个装置在台秤上，现将细线割断，在木球上浮的过程中（不计水的阻力）， 则台秤上的示数（）

3、A. 增大B.减小C.不变D.无法确定【针对训练】1. 下列说法正确的是（）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C. 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2. 升降机里，一个小球系于弹簧下端，升降机静止时，弹簧伸长4cm,升降机运动时，弹簧伸长2cm，则升降机的运动状况可能是（）A.以1m/s2的加速度加速下降B.以4.9m/s2的加速度减速上升C.以1m/s2的加速度加速上升D.以4.9m/s2的加速度加速下降3. 人站在升降机中，当升降机在上升过程中速度逐渐减

4、小时，以下说法正确的是（）A.人对底板的压力小于人所受重力B.人对底板的压力大于人所受重力C.人所受重力将减小D.人所受重力保持不变4. 下列说法中正确的是（）A. 物体在竖直方向上作匀加速运动时就会出现失重现象B. 物体竖直向下加速运动时会出现失重现象C. 物体处于失重状态时，地球对它的引力减小或消失D. 物体处于失重状态时，地球对物体的引力不变5. 质量为600kg的电梯，以3m/s2的加速度匀加速上升，然后匀速上升，最后以3m/s2的加速度匀减速上升，电梯在上升过程中受到的阻力都是400N，则在三种情况下，拉电梯的钢绳受的拉力分别是 和。6如图所示，斜面体 M始终处于静止状态，当物体A.

5、 匀速下滑时，M对地面压力等于(M+m)gB. 加速下滑时，M对地面压力小于(M+m)gC. 减速下滑时，M对地面压力大于(M+m)gD. M对地面压力始终等于( M+m)g【能力训练】1如图，两轻质弹簧和质量均为m的外壳组成甲、乙两个弹簧测力计。将挂有质量为 M的重物的乙秤倒钩在甲的挂钩上，某人手提甲的提环， 向下做加速度a= 0.25g的匀减速运动，则下列说法正确的是(A.甲的示数为1.25 ( M+m ) g B.甲的示数为 0.75 ( M+m ) gC.乙的示数为1.25MgD.乙的示数为 0.75Mg2.个容器装了一定量的水，容器中有空气，把这个容器带到绕地球运转的宇宙飞船中，则容

6、器中的空气 和水的形状应如图中的(上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为()DM的竖直竹竿，当竿A. (M+m ) gB. ( M+m ) g maC. ( M+m ) g+maD. ( M m ) g4.如图所示，A、B两个带异种电荷的小球，分别被两根绝缘细线系在木盒内的一竖直线上，静止时，木盒对地的压力为Fn,细线对B的拉力为F,若将系B的细绳断开，下列说法中正确的是A. 刚断开时，木盒对地压力仍为FnB. 刚断开时，木盒对地压力为(Fn+FC. 刚断开时，木盒对地压力为(Fn F )D. 在B上升过程中，木盒对地压力逐渐变大5. 如图中A为电磁铁，C为胶木秤盘，A

7、和C (包括支架)和总质量为M , B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点。当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳拉力F的大小为(A.F = mgB.mg v Fv( M+m ) gC.F= ( M+m ) g D.F ( M+m ) g6. 位同学的家住在一座 25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测 量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，他就根据这一特点在电梯内用台秤、重物和停表测量这座楼房的高度。他将台秤放在电梯内，将重物放在台秤的托盘上，电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。在整个过程中，他记录了台秤在不同时间段内的示数，记录的

8、数据如下表所示。但由于0- 3.0s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来，假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，重力加速度g取10m/s2。(1) 电梯在0 3.0s时间段内台秤的示数应该是多少？(2) 根据测量的数据计算该楼房每一层的平均高度。时间/s台秤示数/kg电梯启动前5.00 3.03.0 13.05.013.0 19.04.619.0以后5.0t7在电梯中用磅秤称质量为 m的物体，电梯下降过程中的 v t图像如图所示, 填写下列各段时间内秤的示数：（1） 0 tl； （ 2） ti t2； （ 3） t2 t3。8一个人蹲在台秤上，试分析：在人突然站起的过程中，台秤的示

9、数如何变 化？9.某人在以a= 2.5m/s2的加速下降的电梯中最多可举起 m 80kg的物体，则此人在地面上最多可举起 多少千克的物体？若此人在一匀加速上升的电梯中，最多能举起m2=40kg的物体，则此高速电梯的加速度多大？ （ g 取 10m/s2）9解：人的最大支持力应不变，由题意有：mig F= mia所以 F= my mia= 80x 10N 80x 2.5N = 600N又因为：G= mg所以m= G/g=F/g = 600 kg = 60kg 故人在地面上可举起 60kg的物体。10F - m? g 600 - 40 1022在匀加速电梯上：F m2g = m2aa=-m/ s

10、=5m/sm24010一条轻绳最多能拉着质量为3m的物体以加速度a匀加速下降；它又最多能拉着质量为 m的物体以加速度a匀减速下降，绳子则最多能拉着质量为多大的物体匀速上升？10.解：物体匀速上升时拉力等于物体的重力，当物体以a匀加速下降时，物体失重则有：Ft= 3mg 3ma 物体以a匀减速下降时，物体超重故：FT=mg+ma联立有：Ft = mg+mg/2=3mg/2所以：绳子最多能拉着质量为3m/2的物体匀速上升。超重、失重参考答案自主学习3.下 零天平、体重计、水银气压计。1向上 大于2向下小于4不是重力增加或减少了，是视重改变了。典型例题例1.AD 析：由于物体超重，故物体具有向上的加速度。例2解析：首先应清楚，磅秤称得的“重量”实际上是人对磅秤的压力，也即磅秤对人的支持力 为研究对象，做力图如图所示，依牛顿第二定律有：FnFn mg = maFn = m （g+a）即磅秤此时称得的人的“重量”大于人的实际重力，人处于超重状 态，故选B。例3解析：系统中球加速上升，相应体积的水加速下降，质量，整体效果相当于失重，所以台秤示数