超重与失重(导学案)

1、体会一下书对手掌的压力，跟手掌受到的压力与静止时缓慢上升和缓慢下降时、突然4.7用牛顿运动定律解决问题（二）（导学案）编写人：丁士亮审核人：姜万和班级姓名一、超重与失重【学习目标】1、理解超重与失重概念；2、知道怎样判断物体是处于超重或失重状态;3、理解视重概念，知道物体处于超重或失重状态时，物体的实际重量不变。 【自主学习】做一做：体会什么是超重与失重如图，用手掌托着一叠较重的书，先让手缓缓上下移动, 静止时是否相同？然后手突然竖直向上或竖直向下，再体会一下, 有什么不同？实验探究：观察测力计示数的变化如图，在测力计下端挂一钩码，仔细观察测力计静止时、 上升和突然下降时测力计示数的变化。分析

2、论证：从理论的角度分析测力计突然上升和突然下降时示数的变化 提示：设物体的质量为 m ,重力加速度为g,突然上升和突然下降时的加速度大小为a,求出这两种情况下的弹簧弹力F,并将其与重力比较。总结：如图，电梯里放着一个台秤， 一个人站在台秤上， 按照以下思路, 填写空白处内容。一、超重与失重 1、视重：指物体对台秤的压力或台秤对物体的支持力大小。（1）匀速上升或下降f NN mgmg视重NNmg；LT mg（2）加速上升或减速下降NmgmaNm(ga)视重NNmg减速上升或加速下降mgNmaNm(ga)视重N N mg。当a g ,视重为O。2、概念（1）超重：（2）失重：3、判断方法（1） 加

3、速度方向 （填“竖直向上”或“竖直向下”），物体处于超重状态;（2） 加速度方向 （填“竖直向上”或“竖直向下”），物体处于失重状态;（3） 加速度方向竖直向下，a g ,物体处于完全失重状态。4、注意（1） 物体处于超重或失重状态与物体的速度方向 （填“有关”或“无关”）；（2） 物体处于超重或失重状态时，物体的实际重力 （填“不变”或“变化”）；例1、如图所示，电梯与水平面的夹角为370 ,电梯向上做加速运动，加速度大小为2 2a 1ms。已知某同学相对电梯静止，其质量为m 50kg ,重力加速度g 10m/s ，求该同学受到电梯对他的支持力N和摩擦力f分别是多大。a思考：同学,求出来吗?

4、（3）物体有竖直方向的分加速度时，也可以发生超重或失重现象。例2、某人坐楼梯从楼底到楼顶，该人相对于电梯静止，电梯的速度时间图像如图所示，该2人的质量m 50kg ,重力加速度g 10ms。(1) 作出该人在0-14s内所受的支持力随时间的变化图像；(2) 若该楼的每两层之间高度差h 4m ,求该楼有多少层。v/m SF/N10 12 14 t/s【课堂练习】1一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上。他看到 升降机内挂着重物的弹簧秤的示数为40N。已知弹簧秤下挂着的物体的重力为50N ,取g=l0m / s2,则人对地板的压力为()A .大于500NC.等于500NB.小于5

5、00ND .上述说法均不对2. 个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出。现使杯自由下落，则杯中的水()A.会比静止时射得更远些C.与静止时射得一样远B.会比静止时射得更近些D.不会射出3.原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示。现发现物体A突然被弹簧拉向右方。由此可判断，此时升降机的运动可能是()(多选)A .加速上升B .减速上升C .加速下降D .减速下降4. 如图，质量为M的框架放在水平地面上， 一轻弹簧上端固定一个质量为 m的小球，小球 上下振动时，框架始终没有跳起。当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为（ ）5如图

6、所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为 30°的光滑斜面A、 B两球的加速度分别为（B.-和 O2M AM B QD. O 和 A B MB 2上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间,A .都等于g2M A MB Q 工 rC A和 OMB 2二、图像问题【解法归纳】 从图象中找出解题信息，把图象与物理图景相联系，应用牛顿运动定律及其相关知识解答。【典例赏析】例1. （2010福建理综）质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用

7、，F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10ms2,则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为 （）A. 18mB.54mC.72mD.198m做一做：F N8r,*!i'»1II4=T+ftrrJ,I1'':I1h-1TJO36912处【解析】拉力只有大于最大静摩擦力时，物体才会由静止开始运动。最大静摩擦力fm f 0.2mg 4N在0-3s时间内：F=fm,物体保持静止，SI=O；在3s-6s时间内：F fm,物体由静止开始匀加速直线运动，其加速度Ffl 2a2m / Sm1在3s-6s时间内位移s2at2 9m26s末速度V at 6m/ s

8、在6-9s时间内：F=f，物体做匀速直线运动，位移S3=vt=6 ×3m=18m在9-12时间内：F>f ,物体以v=6ms为初速度，以a=2ms2的加速度做匀加速直线运动，位11移S4=vt+ at2=6 ×3m+- ×2 ×32m=27m22所以012s内物体的位移为：s=S1+s2+s3+s4=54m，选项B正确。【点评】本题属于多过程问题，综合考查静摩擦力、滑动摩擦力、牛顿运动定律、匀速直线运动和匀变速直线运动、F-t图象等知识点，需要考生准确分析出物体在每一段时间内的运动性质。衍生题1 . (2010安徽理综)质量为2kg的物体在水平推力

9、 F的作用下沿水平面做直线运动， Vms1段时间后撤去 F,其运动的V t图象如图所示。g取10 m/s2,求:(1) 物体与水平面间的运动摩擦系数(2) 水平推力F的大小；(3) 010s内物体运动位移的大小。做一做：【解析】(1)设物体做匀减速直线运动的时间为 t2,初速度为V20,末速度为V21,加速度 为a2,则V21V202a2=-2mst2设物体所受摩擦力为 Ff,根据牛顿第二定律，有 Ff= ma2Ff = - mg解得=.2(2)设物体做匀加速直线运动的时间为 ti，初速度为V10，末速度为V20,加速度为a,则v20vi0a =t=1ms2根据牛顿第二定律，有 F+F f =

10、 ma解得F =6N(3) 由速度图象与横轴所围的面积得Vio V201S=> ti+×20× t2=46m22要把物体运动图象与物体运动图景【点评】此题考查与图象相关的牛顿第二定律应用问题。对应起来，应用相关知识解答。衍生题2.(2010上海奉贤模拟)两个完全相同的物体 A、B，质量均为m = 0.8kg ,在同一 粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动。图中的两条直线分别表示A物体受到水平拉力F作用和B物体不受拉力作用的 V-1图像，求:(1) 两物体与地面之间的动摩擦因素(2) 物体A所受拉力F的大小；(3) 12s末物体A、B之间的距离SO 做一做:【解

11、析】(1)由v t图得 V20 422 2aB=m/s =C m/s“ t26 03- mg maB得到 = 1/15=0.0672) aA = 12- 0 m/s2 = 3 m/s2由牛顿第二定律 F- f = ma1解得 F = 0.8N1(3) 设A、B在12s内的位移分别为 0、S2，由v t图得$ = × (4 + 8) ×12m = 72m1 ”S2 = 2×6×4m = 12m故 S = S1 S2 = 60m衍生题3. （2007年高考上海物理）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推

12、力F与小环速度V随时间变化规律如图所示，取重力加速度 g = 10ms2°求:（1）小环的质量m；（2）细杆与地面间的倾角做一做:2S m6 t/s【解析】由图得前2s,沿杆方向的推力 Fi=5.0N : 2s后，沿杆方向的推力 F2=5.5N ,前2s小环做匀加速直线运动，其加速度a = V = 0.5ms2,前2s对小环由牛顿第二定律有：Fi mg Sin = ma,2s后小环做匀速直线运动，有：F2= mg Sin ,联立解得 m= FI一F2 =IkgaSin =F2mg=0.5 ,所以，=30。【点评】要能够从题给图像中找出物体运动情况和受力情况。【课堂练习】1 将一只皮球

13、竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列 描绘皮球在上升过程中加速度大小a与速度大小V关系的图像，正确的是 （）A.D.B.C.F/N43210 - -1-2 5-3，-4堆2. 如右图所示，是利用传感器记录的两个物体间的作用力和 反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是（）A. 作用力大时，反作用力小B. 作用力和反作用力的方向总是相反的C. 作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D相互作用的两个物体一定都处于静止状态3. 某物体做直线运动的 v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，X表示物体的位移）四个选项中正确的是4. 一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力的大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），而在这一过程中其余各力均不变。那么，图中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是（）5.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度V与时间t的关系如图所示。取重力加速度g=10ms2。由此两图线可以求得物 块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为 （）A. m0.5kg,0.2B.m1.5kg,215C.m0.5kg,0.4 D . m 1kg,6. A的质量 m=4 m, B的质量 m2= m,