超重和失重学案

.精品文档.超重和失重学案4.6 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＝________________________，v2t －v20＝ 2as v＝________________＝.3．自由落体运动的规律：vt＝______，s＝________________，v2t＝2gs4．牛顿第二定律：F＝a，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．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，称为超重现象．2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创1/11.精品文档.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．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物体具有________________时产生超重现象．物体具有________________时产生失重现象．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？[要点提炼]2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创2/11.精品文档.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)与重力关系运动情况受力示意图平衡a＝0F＝g静止或____________超重向上F＝(g＋a)>g 向上________或向下______运动失重向下F＝(g－a)<g 向下________或向上________运动完全失重 a＝gF＝0自由落体运动、抛体运动、正常运行的卫星[问题延伸]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？2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创3/11.精品文档.例

1

弹簧上挂一个质量＝

1kg

的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？

(取

g＝10/s2)以v＝5/s的速度匀速下降；以a＝5/s2的加速度竖直加速上升；以a＝5/s2的加速度竖直加速下降；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．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76高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28时制动系统开始启动，座舱匀减速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9.8/s2 ，问：(1)当座舱落到离地面高度为 40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 15的位置时，手要用多大2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创4/11.精品文档.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2/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2/s2．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2/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．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( )2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创5/11.精品文档.A．匀速下滑时，对地面压力等于 (＋)gB．加速下滑时，对地面压力小于 (＋)g．减速下滑时，对地面压力小于 (＋)gD．无论如何下滑，对地面压力始终等于 (＋)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．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而“飘起”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．当升降机以4/s的速度匀速上升时，台秤的读数是多少？当升降机以1/s2的加速度匀加速竖直上升时，台2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创6/11.精品文档.秤的读数是多少？当升降机以1/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)2．v0＋at v0t＋12at2 12(v0＋vt)

力的正交分解法3．gt

12gt2

4.瞬时5．(1)视重受重力 视重

视重重力

重力 (2)支持物的压力 物体所(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)向下的加速度

a＝g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2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创7/11.精品文档.拉力发生了变化，看起物重好像有所增大或减小，这是超重和失重的实质．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．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 a；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)0N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 F＝g＝10N.取向上为正方向，由牛顿第二定律，知F－g＝a，F(g＋a)＝15N.取向下方向为正方向，由牛顿第二定律，知g－F＝a，F＝(g－a)＝5N.取向下方向为正方向，由牛顿第二定律，知g－F＝g，F＝0N处于完全失重状态．变式训练 1 A [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．2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创8/11.精品文档.在加速向下时，人获得向下的加速度 a，由牛顿第二定律得：g－FN＝aFN＝(g－a)<g由此可知弹力 FN将小于重力 g.在向下减速时，人获得向上的加速度 a，由牛顿第二定律得：FN－g＝aFN＝(g＋a)>g弹力FN将大于g.当人静止时，FN＝g.]例2 (1)0 (2)41.16N解析 (1)在离地面高于 28时，座舱做自由落体运动，处于完全失重状态，因为 40>28 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v2t－v20＝2as得，v2t＝2gh1，v2t＝2ah2联立解得，a＝h1h2g对饮料瓶根据牛顿运动定律 F－g＝a得，F＝g(h1h2＋1)＝gh1＋h2h2代入数据得，F＝41.16N.2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创9/11.精品文档.变式训练 2 B [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 2/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1．B [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a＝g，为完全失重状态，所以 B正确．而 A、、D中运动员均为平衡状态，F＝g，既不超重也不失重． ]2．AB [对和组成的系统，当匀速下滑时，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． ]3． [对于箱子和箱内物体组成的整体， a＝＋g－f＋，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 a＝0.对箱内物体，g－FN＝a，所以 FN＝(g－a)将逐渐增大，故正确， A、B、D错．]2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 –独家原创10/11.精品文档

.4．(1)200N

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