高中物理 《用牛顿运动定律解决问题(续)》学案6 新人教版必修_第1页
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文档简介

1、牛顿第二定律的应用超重 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ag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:超重是不是物体重力增加?失重是不是物体重力减小?

2、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5N的物体。当电梯运动时,看到弹簧秤的读数为6N,则可能是()A.电梯加速向上运动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.maB.m(a+g)C.m(ga)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()A.增大B.减小C.不变D.无法确定【针对训练】1.下列说法正

3、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

4、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m沿斜面下滑时有()mMA.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

5、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甲【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,乙向下做加速度a0.25g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)gB.甲的示数为0.75(M+m)gMC.乙的示数为1.25MgD.乙的示数为0.75Mg2.一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,则容器中的空气和水的形状应如图中的()mMA B C D3.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地

6、上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为()A.(M+m)gB.(M+m)gmaC.(M+m)g+maD.(Mm)gA4.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()BA.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+F)C.刚断开时,木盒对地压力为(FNF)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和C(包括支架)O和总质量为M,B为铁片,质量为m,整个

7、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A力F的大小为()CBA.FmgB.mgF(M+m)gC.F=(M+m)gD.F(M+m)g6.一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,记录的数据如下表所示。但由于03.0s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

8、段内台秤的示数都是稳定的,重力加速度g取10m/s2。vv(1)电梯在03.0s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/stt2t1O台秤示数/kg电梯启动前5.003.03.013.05.013.019.04.619.0以后5.0t3vv0Ot1t27.在电梯中用磅秤称质量为m的物体,电梯下降过程中的tvt图像如图所示,填写下列各段时间内秤的示数:(1)0t1;(2)t1t2;(3)t2t3。8.一个人蹲在台秤上,试分析:在人突然站起的过程中,台秤的示数如何变化?9.某人在以a2.5m/s2的加速下降的电梯中最多可举起m180kg的物体,则此人在地

9、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)10.一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?参考答案自主学习1.向上大于2.向下小于3.下零4.不是重力增加或减少了,是视重改变了。天平、体重计、水银气压计。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FN。取人为研究对象,做力图如图所示,依牛顿第二

10、定律有:FNa人FNmgmaFNm(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mg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,因为相应体积水的质量大于球的质量,整体效果相当于失重,所以台秤示数减小。故选B。针对训练1.B2.BD3.AD4.BD5.8200N6400N4600N6.ABC能力训练1.A2.C3.B4.BD5.D6.(1)5.8kg(2)2.9m7.(1)m(g) (2)mg (3)m(g+) 8.台秤的示数先偏大,后偏小,指针来回摆动一次后又停在原位置。9.解:人的最大支持力应不变,由题意有:m1gFm1a所以Fm1gm1a8010N802.5N600N 又因为:Gmg所以mG/g=F/

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