教科版必修1 第三章 第6节 深入剖析超重、失重现象 学案.docx

高中物理深入剖析超重、失重现象一、考点突破：考点课程目标备注超重、失重现象1. 知道什么是超重和失重；2. 知道产生超重和失重的条件；3. 会分析、解决超重和失重问题高考中以选择题的形式出现，是牛顿第二定律的应用，和实际的物理情景联系较多，通过牛顿第二定律纠正同学们在平时的一些错误认识二、重难点提示： 重点：会分析、解决超重和失重问题。难点：识别实际现象中的超重和失重。1. 超重（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况。（2）产生条件：物体具有向上的加速度。（3）运动学特征：向上加速或向下减速。2. 失重（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况。（2）产生条件：物体具有向下的加速度。（3）运动学特征：向上减速或向下加速。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）等于零的情况称为完全失重现象。（2）产生条件：物体的加速度ag，方向竖直向下。（3）作用效果特征：与重力有关的现象消失了。4. 对超重与失重现象的理解（1）超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生了变化（即“视重”发生变化）。（2）只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关。（3）尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。（4）物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma。思考：超重是不是物体重力增加？失重是不是物体重力减小？ 在完全失重的系统中，哪些测量仪器不能使用？例题1 竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况（g取10m/s2）：（1）当弹簧秤的示数t140n，且保持不变；（2）当弹簧秤的示数t232n，且保持不变；（3）当弹簧秤的示数t344n，且保持不变。思路分析：选取物体为研究对象，它受到重力mg和竖直向上的拉力t的作用，规定竖直向上方向为正方向。（1）当t140n时，根据牛顿第二定律有t1mgma1，解得这时静止或匀速直线运动状态；（2）当t232n时，根据牛顿第二定律有t2mgma2，解得这，式中的负号表示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下，电梯加速下降或减速上升。（3）当t344n时，根据牛顿第二定律有t3mgma3，解得这时，a3为正值表示电梯的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上，电梯加速上升或减速下降。答案：（1）当弹簧秤的示数t140n，且保持不变时，电梯处于静止或匀速直线运动状态；（2）当弹簧秤的示数t232n，且保持不变时，电梯加速下降或减速上升；（3）当弹簧秤的示数t344n，且保持不变时，电梯加速上升或减速下降。例题2 如图所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m1m2m3，这时弹簧秤的读数为t，若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数t将（ ）a. 增大b. 减小c. 不变d. 无法判断思路分析：（1）若仅需定性讨论弹簧秤读数t的变化情况，则当m2从右边移到左边后，左边的物体加速下降，右边的物体以大小相同的加速度加速上升，由于m1m2m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，因此t（m1m2m3）g，而m2移至m1上后，由于左边物体m1、m2加速下降而失重，因此跨过滑轮的连线张力t0（m1m2）g；由于右边物体m3加速上升而超重，因此跨过滑轮的连线张力t0m3g。（2）若需定量计算弹簧秤的读数，则将m1、m2、m3三个物体组成的连接体使用隔离法，求出其间的相互作用力t0，而弹簧秤读数t2t0，即可求解。答案：b【方法提炼】物体或系统具有向上的加速度或在竖直方向上加速度向上的分量，则物体对悬线的拉力或对支持物的压力大于其重力；反之则小于。利用超失重的概念可轻松判断压力或拉力与重力的大小关系。针对训练：如图所示，物体a被平行于斜面的细线拴在斜面的上端，整个装置保持静止状态，斜面被固定在台秤上，物体与斜面间无摩擦，装置稳定后，当细线被烧断物体下滑时与静止时相比较，台秤的示数（）a. 增加 b. 减小 c. 不变 d. 无法确定思路分析：细线被烧断物体沿斜面下滑时不受摩擦力，则物体a将加速下滑，则物体a的加速度沿竖直向下方向的分量不为0，则a处于失重状态，故台秤对系统的支持力将减小，故b正确。答案：b满分训练：如图所示，质量为m的木楔abc静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m的物体，以一定的初速度从a点沿平行斜面的方向推出，物体m沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列有关说法中正确的是（）a. 地面对木楔的支持力大于（mm）gb. 地面对木楔的支持力小于（mm）gc. 地面对木楔的支持力等于（mm）gd. 地面对木楔的摩擦力为0思路分析：由于物体m沿斜面向下做减速运