2018－2019学年高一物理鲁科版必修1 6.4 超重与失重 学案

6.4 超重与失重 学案【学习目标】1知道超重现象和失重现象，理解产生超重和失重现象的原因。2能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题。【知识导学】1超重与失重（1）超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_物体所受重力的情况称为超重现象。（2）失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_物体所受重力的情况称为失重现象。如果物体对支持物、悬挂物的作用力的_，即物体正好以大于等于_，方向_的加速度运动，此时物体处于完全失重状态。【视重、超重和失重】 视重：我们通常用弹簧称或带有水平支持面的台秤测量物体的重力，也就是说，通过测量物体对弹簧秤的拉力或台秤感知重力。我们把弹簧秤或台秤的示数叫做物体的视重。 超重与失重：所谓的超重和失重，是把物体的视重和物体的重力进行改变，相对而言的，如果物体视重大于重力，就说物体处于超重状态；如果物体视重小于重力，就说物体处于失重状态；如果视重为零，就说物体处于完全失重状态。 注意：（1）无论物体处于超重还是失重状态，物体的重力都没有改变，改变的只是物体对水平面的压力或者对竖直悬线的拉力。（2）由牛顿第二定律知；物体的视重之所以不等于重力，是因为物体具有竖直方向的加速度，水平方向的加速度不影响物体的视重。【例题解析】 例1 设想某同学站在一高层公寓中的电梯中，手中的弹簧秤下挂一质量为m的钩码，试分析各种情况下弹簧秤的示数（钩码的视重） 解析：电梯有七种运动状态：静止、加速向上运动、匀速向上运动、减速向上运动、加速向下运动，匀速向下运动，减速向下运动。静止和匀速直线运动是平衡状态，钩码所受的合外力为零，弹簧秤的示数F=mg（视重=重力）加速向上和减速向下，电梯的加速度都向上，由牛顿第二定律F-mg=ma 弹簧秤的示数F=mg+ma（视重大于重力，超重了ma）加速向下和减速向上，电梯的加速度都向下，由牛顿第二定律mg-F=ma 弹簧秤的示数F=mg-ma（视重小于重力，失重了ma）如果像自由落体运动那样，钩码的加速度是重力加速度是重力加速度g,则弹簧秤的示数F=mg-mg=0（视重为零，钩码处于完全失重状态）。 说明： 完全失重不限于自由落体运动，由牛顿第二定律知，只要物体只受重力作用，其加速度为g,物体就处于完全失重状态。比如：不计空气阻力作用时的各种抛体运动，后边还要学习的环绕地球运转的空间站中的物体等，都处于完全失重状态。 在完全失重状态中，有很多特殊现象，如：物体对水平面没有压力，对竖直悬线没有拉力，不能用天平测量物体的质量，液柱不产生压强，浸没在液体中的物体不受浮力。【名师小结 感悟反思】1超重不是重力增加，失重也不是重力减小，完全失重也不是重力消失，在超重、失重现象中，物体所受的重力不变。2.物体加速度向上，出现超重现象；加速度向下，出现失重现象，与速度方向无关。【小试身手 轻松过关】1关于超重和失重，下列说法正确的是（）A超重就是物体受的重力增加了B失重就是物体受的重力减少了C完全失重就是物体一点重力都没有人D不论超重、失重或安全失重，物体所受的重力是不变的2下列说法中正确的是（）A只要物体向上运动，速度越大，超重部分越大B只要物体向下运动，物体就失重C只要物体具有竖直向上加速度，物体就处于超重状态，与物体运动方向和速度大小无关D只要物体在竖直方向运动，物体就一定处于超重或失重状态3重2 kg的物体用弹簧秤挂在可竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可知，该物体处于_状态，电梯做_运动，其加速度大小等于_m/s2。（g取10 m/s2）第 8 题图4如图所示，在倾角为的斜面上放着一个质量为m的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对木板的压力大小为（）AmgcosBmgtan CD5一个质量是50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m=5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40 N， g取10 m/s2，求此时人对地板的压力。6找一条纸带，在纸带中间部位剪个小缺口，纸带的一端固定一重物，另一端用手拿住，小心提起重物，这时纸带没有断。然后向上加速提起重物，纸带就断了；或者提起重物急剧向下运动后突然停住，纸带也会断裂。做一做，观察现象说明理由。答案：1D2C3超重 变速 34B5以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示，选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可行mg-FT=ma，所以，再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN。仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得方程m人g-FN=m人aFTm人g所以。则由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400N，方向竖直向下。 6实验中，当重物以加速度a向上运动时，重物受到重力G和纸带的拉力F作用，由牛顿第二定律知：F-mg=ma，所以F=m(g+a)。这时拉力