第6章 第4节 超重与失重.docx

第4节超重与失重先填空1.定义：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大王物体所受重力的现2 .产生条件：物体有向上的加速度.3 .运动类型：超重物体做向上加速运动或向下减速运动.再判断L物体处于超重状态时，一定向上运动（X）4 .物体处于超重状态时，可能向下运动（J）5 .竖直向上抛出的物体，在上升过程中处于超重状态（X）后思考“超重”是不是物体所受的重力增加了？【提示】“超重”不是物体所受的重力增加了，“超重”现象是物体由于具有向上的加速度，对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体所受重力，物体所受重力没有变化.合作探讨在运行的电梯上，某同学站在台秤上突然看到自己的体重变大图6-4-1探讨1：体重变大的原因？【提示】人对支持面的压力变大.探讨2：人有加速度吗？什么方向？可能做什么运动?【提示】有，向上，可能加速上升或减速下降.核心点击1 .实重与视重(1)实重：物体实际所受重力.物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化.(2)视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重.当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重.2 .超重现象(1)超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象.(2)产生超重的原因：当物体具有竖直向上的加速度a时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为E由牛顿第二定律可得：Rmg=机。所以F=m(g+)mg由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)尸mg(3)超重的动力学特点：,向上加速运动'、向下减速运动,加速度方向向上(或有向上的分量).1 .下列说法中正确的是()A.只有正在向上运动的物体，才有可能处于超重状态B.超重就是物体所受的重力增大C.物体处于超重状态时，地球对它的引力变大D.超重时物体所受的重力不变【解析】只要物体加速度方向向上，物体就处于超重状态，物体也可能向下做减速运动，故A错误；超重时物体的重力不变，地球对物体的吸引力也不变，故B、C错误，D正确.【答案】D2 .如图6-4-2所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球,在电梯运行时,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大,这一现象表明()图6-4-2A.电梯一定是在上升B.电梯一定是在下降C.电梯的加速度方向一定是向下D.乘客一定处在超重状态【解析】电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等.现在，弹簧的伸长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态.但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故选D.【答案】D3.质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，如图6-4-3所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取Iom/S?)(1)升降机匀速上升；(2)升降机以4ms2的加速度匀加速上升.【导学号：21862038图6-4-3【解析】以人为研究对象受力分析如图所示：(1)匀速上升时=0,所以Nmg=QN=mg=600N.据牛顿第三定律知N'=N=600N.(2)匀加速上升时，向上，取向上为正方向，则N一mg=maN=机(g+)=60X(10+4)N=840N据牛顿第三定律知：N'=N=840N.【答案】(1)600N(2)840N对超重现象理解的两点技巧1 .物体处于超重状态时，实重(即所受重力)并不变，只是视重变了，视重比实重增加了ma；2 .决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关，即物体可以向上加速运动，也可以向下减速运动.失重现象先填空1 .定义：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）4立物体所受重力的现象.2 .产生条件：物体有向下的加速度.3 .运动状态：失重物体包括向上减速运动和向下加速运动两种运动情况.4 .完全失重：5 1）定义：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）等于零的状态.6 2）产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时,就产生完全失重现象.再判断1 .只要物体向下运动，就会引起失重现象（X）2 .物体在完全失重的条件下，对支持它的支撑面压力为零（J）3 .物体完全失重时，不受重力作用（X）后思考在完全失重的情况下，一切由重力产生的现象会消失，那么天平还能测出物体的质量吗？浸在水中的物体还受浮力吗？【提示】天平不能测质量，浸在水中的物体也不会受到浮力.合作探讨找一个用过的易拉罐（或金属罐头盒、塑料瓶），在靠近底部的侧面打一个孔,用手指按住孔，在里面装上水，如图6-4-4（甲）所示.图6-4-4探讨1：移开手指，会出现什么现象？【提示】水会从小孔流出.探讨2：如果让罐子自由下落，如图（乙），在下落过程中，上述现象有变化吗？这是为什么呢？【提示】水不再流出，因为自由下落过程中水处于完全失重状态，对易拉罐底部没有压力.核心点击1.对失重现象的理解（1）从力的角度看：失重时物体受到的竖直悬绳（或测力计）的拉力或水平支撑面（或台秤）的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把这种现象定义为“失重”.（2）从加速度的角度看：根据牛顿第二定律，处于失重状态的物体的加速度方向向下（Wg,如图6-4-5）,这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据.图6-4-52 .对完全失重的理解：物体处于完全失重状态（=g）时，重力全部产生加速度,不再产生压力（如图6-4-6）,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等.图6-4-64 .如图6-4-7所示，A、JB两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）.下列说法正确的是（）图6-4-7A.在上升和下降过程中A对JB的压力一定为零8 .上升过程中A对3的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A对JB的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对JB的压力等于A物体受到的重力【解析】以A、B作为整体，上升过程只受重力作用，所以系统的加速度为g,方向竖直向下，故系统处于完全失重状态，A、JB之间无弹力作用，A正确，B错误；下降过程，A、JB仍是处于完全失重状态，A、JB之间也无弹力作用，C、D错误.【答案】A5 .（多选）在升降机内，一人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%,则下列判断可能正确的是（g取IOm/S?）（）【导学号：21862039A.升降机以8ms2的加速度加速上升B.升降机以2m/k的加速度加速下降C.升降机以2ms2的加速度减速上升D.升降机以8ms2的加速度减速下降【解析】人发现体重减轻，说明人处于失重状态，加速度向下，由mg-N=ma,N=80oomg,故=0.2g=2m/sz,方向向下.升降机可能加速下降，也可能减速上升，故B、C正确.【答案】BC6 .一个质量50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量恤=5kg的物体A,当升降机向上运动时，人看到弹簧测力计的示数为40N,如图6-4-8所示，g取IOm/S2,求此时人对地板的压力.图6-4-8【解析】依题意可知，弹簧测力计读数为40N,而物体A的重力G=Ziug=50N,显然弹簧测力计的读数小于物体的重力，即视重小于实重，物体A处于失重状态.由于人和A以及升降机三者具有相同的加速度，因此人也处于失重状态.以A为研究对象，受力分析如图甲所示.由牛顿第二定律得r11Ag-T=mAa甲乙riiAorrSxlO40所以Cl=一-=ms2=2ms2,方向向下，人的受力如图乙所示.由牛顿第二定律得Mg-N=Ma,所以N=MgMa=40QN由牛顿第三定律可得，人对地板的压力为400N,方向向下.【答案】400N,方向向下对失重现象理解的两点注意：1 .处于完全失重状态的物体，并不是所受重力消失了，重力并不变，只是物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）等于零.2 .若物体不在竖直方向上运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay0,即当Gy的方向竖直向上时，物体处于超重状态；当Gy的方向竖直向下时，物体处于失重状态.