【同步导学】高中物理 6.4超重与失重课件 鲁科版必修1.ppt

第4节超重与失重 1 知道什么是超重 失重 完全失重 2 理解产生超重 失重 完全失重的条件 3 会分析解决超重 失重问题 1 质量为m的人站在静止的电梯中 求人对电梯的压力大小 重力加速度为g 解析 以人为研究对象由平衡条件得 n mg 0n mg由牛顿第三定律可知 人对电梯的压力为mg 答案 mg 1 什么是超重 2 什么是失重 3 如何理解超重和失重 4 什么是完全失重 一 超重1 定义 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬挂物的拉力 物体所受重力的现象 2 产生条件 物体有 的加速度 二 失重1 定义 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬挂物的拉力 物体所受重力的现象 如坐电梯上楼时 电梯的停止过程 2 产生条件 物体有 的加速度 3 完全失重 1 定义 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 的状态 如苹果从树上下落时的自由落体过程 2 产生条件 a g 方向 物体的超重 失重现象与物体的运动速度方向和大小有关吗 提示 物体处于超重状态 还是失重状态只与物体的加速度方向有关 与物体速度的大小 方向均无关 一 对超重和失重的理解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秤所受压力 2 超重 失重的分析 3 对超重和失重现象的理解 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拉力发生了变化 看起来物重好像有所增大或减小 2 发生超重或失重现象与物体的速度方向无关 其取决于物体加速度的方向 3 在完全失重状态下 平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失 比如物体对桌面无压力 单摆停止摆动 浸在水中的物体不受浮力等 靠重力才能使用的仪器 也不能再使用 如天平 液体气压计等 超重与失重现象仅仅是一种表象 只是拉力 或压力 的增大或减小 物体的重力大小是不变的 1 下列关于超重和失重的说法中 正确的是 a 物体处于超重状态时 其重力增加了b 物体处于完全失重状态时 其重力为零c 物体处于超重或失重状态时 其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了d 物体处于超重或失重状态时 其质量及受到的重力都没有变化 解析 物体处于超重或失重状态只是其视重发生了变化 而物体的重力和质量并没有变化 答案 d 二 超重 失重的应用1 根据物体具有向上 或向下 的加速度 判断物体处于超重 或失重 状态 反之 根据物体处于超重 或失重 状态 判断物体的加速度方向 2 当系统中局部出现超重 或失重 现象时 系统处于超重 或失重 状态 1 超重 失重与物体运动的速度无关 取决于加速度的方向 超重 失重不是重力增大或减小 而是视重的增大或减小 2 解题时要注意从 加速上升 减速下降 加速下降 减速上升 等字眼中确定加速度的方向 答案 ad 解析 把人看做一整体 受到重力和磅秤支持力的作用 若重心加速下降 处于失重状态 则支持力小于重力 若重心减速下降 处于超重状态 则支持力大于重力 人下蹲的过程较复杂 首先必定加速 但最后人又静止 所以必定还有减速过程 即人的重心先加速下降 后减速下降 最后静止 因此 磅秤示数先小于体重 后大于体重 最后等于体重 答案 a 1 判断超 失重现象关键是看加速度方向 而不是运动方向 2 处于超重状态时 物体可能做向上加速或向下减速运动 3 处于失重状态时 物体可能做向下加速或向上减速运动 1 1 下列说法正确的是 a 游泳运动员仰卧在水面静止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 体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 解析 由超重 失重和完全失重的概念可知 在加速度向下时处于失重状态 在加速度向上时处于超重状态 故正确答案为b 答案 b 答案 1 2 5m s2 2 48kg 此人在地面上的最大 举力 是f 那么他在以不同的加速度运动的电梯里最大 举力 仍为f 这是解决本题的关键 同时注意要合理利用牛顿第二定律及f合与a的方向相同这一规律列出方程 1 匀速上升时 a 0 n mg 0 n mg 600n据牛顿第三定律知n n 600n 2 匀加速上升 a向上 取向上为正方向 则n mg man m g a 60 10 4 n 840n据牛顿第三定律知n n 840n 3 匀减速上升和匀加速下降 a的方向都是向下 取向下为正方向 则mg n man m g a 60 10 3 n 420n据牛顿第三定律知n n 420n 答案 1 600n 2 840n 3 420n 答案 c a 箱内物体对箱子底部始终没有压力b 箱子刚投下时 箱内物体受到的支持力最大c 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 飘起来 解析 因为下落速度不断增大 而阻力f v2 所以阻力逐渐增大 当f mg时 物体开始匀速下落 以箱和物体为整体 m m g f m m a f增大则加速度a减小 对物体 mg n ma 加速度减小 则支持力n增大 所以物体后来受到的支持力比开始时要增大 不可能 飘起来 答案 c 解析 当电梯匀速运转时 顾客只受两个力的作用 即重力和支持力 故a b都不对 由受力分析可知 加速时顾客对扶梯有水平向左的摩擦力 故此时顾客对扶梯作用力的方向指向左下方 而匀速时没有摩擦力 此时方向竖直向下 故选c 答案 c 4 2008年奥运会在北京举行 由此推动了全民健身运动的蓬勃发展 体重为m 50kg的小芳在本届校运会上 最后一次以背越式成功地跳过了1 80m的高度 成为高三组跳高冠军 若忽略空气阻力 g取10m s2 则下列说法正确的是 a 小芳在下降过程中处于失重状态b 小芳起跳以后在上升过程中处于超重状态c 小芳起跳时地面对她的支持力小于她的重力d 小芳起跳时地面对她的支持力等于她的重力 解析 小芳上升和下降过程中只受重力 加速度方向向下 a g处于完全失重状态 a正确 b错误 起跳时有向上的加速度 n mg ma 故n mg ma mg 即支持力大于重力 c d错误 答案 a 5 在升降电梯内的地面上放一体重计 电梯静止时 晓敏同学站在体重计上 体重计示数为50kg 电梯运动过程中 某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如下图所示 在这段时间内下列说法中正确的是 a 晓敏同学所受的重力变小了b 晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力c 电梯一定在竖直向下运动d 电梯的加速度大小为g 5 方向一定竖直向下 解析 晓敏在这段时间内处于失重状态 是由于晓敏对体重计的压力变小了 而晓敏的重力没有改变 a