重庆市开州区陈家中学人教版必修一第四章 牛顿第二定律应用 超重 失重(学案无答案）

1、.物体的超重和失重问题一实重与视重1实重：物体实际所受的重力物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化2视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在程度台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力超重与失重不是重力本身变了，而是物体对悬挂物的拉力或对程度支持物的压力发生了变化，即“视重变化了假设弹力大于重力是超重，反之是失重二、超重和失重1超重1定义：物体对程度支持物的压力或对竖直悬挂物的拉力大于物体所受重力的情况称为超重现象2产生条件：物体具有向上的加速度3运动规律：可能加速上升或减速下降2失重1定义：物体对程度支持物的压力或对竖直悬挂物的拉力小于物体所受重

2、力的情况称为失重现象2产生条件：物体具有向下的加速度3运动规律：可能加速下降或减速上升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为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运动规律：可能匀加速下降或匀减速上升，竖直向下的加速度ag4对超重、失重的理解应注意以下几个方面1从牛顿第二定律可以知道，加速度方向是超、失重判断的关键，假设加速度方向向上包括斜向上，物体处于超重状态；假设加速度方向向下包括斜向下，物体处于失重状态“超重“失重现象与物体的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向2物体处于“超重或“失重状态，并不是说物体的重力增加了或减小了，而是视重变

3、化物体所受重力会随高度的增加而减小，放在水中变“轻了，这都不是失重现象3假设系统中某一部分有向上或向下的加速度，那么系统整体也处于超重或失重状态4物体处于超重状态，它的加速度不一定竖直向上，但加速度一定有竖直向上的分量；同理处于失重状态的物体，其加速度方向不一定竖直向下，但一定有竖直向下的分量5当物体处于完全失重状态时，由重力引起的一切现象都会消失，如物体对桌面无压力，单摆不再摆动，浸在液体中的物体不受浮力5求解超重与失重问题的根本思路超重和失重问题本质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时仍应抓住加速度这个关键量详细方法是：1分析物体运动的加速度方向；2判断物体处于超重或失重状态；3利用牛顿第

4、二定律分析和求解典型例题分析1.某跳水运发动在3 m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运发动要经历如下图的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，那么以下说法中正确的选项是A人在C点具有最大速度B人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动C人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态D人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重【解析】由图可知，C点是最低点，人在C点的速度为零，故A项错误；C到B的过程中，重力不变，弹力一直减小，合力减小，所以加速度减小，不是匀加速运动故B项错误；人和踏板由C到B的过程中，弹力大于重力，加速度向上，

5、人处于超重状态，从B到A的过程中，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，故C项错误，D项正确【答案】D2.质量为m60 kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图像如下图取g10 m/s2，由图像可知At0.5 s时他的加速度为3 m/s2Bt0.4 s时他处于超重状态Ct1.1 s时他受到单杠的作用力的大小是620 NDt1.5 s时他处于超重状态【解析】根据速度图像斜率表示加速度可知，t0.5 s时他的加速度为0.3 m/s2，A项错误t0.4 s时他向上加速运动，加速度方向向上，他处于超重状态，B项正确t1.1 s时他的加速度为0，他受到单杠的作用力的大小等于重力

6、600 N，C项错误t1.5 s时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，D项错误【答案】B3某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如下图图象，以下根据图象分析所得结论错误的选项是A该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况B从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态C电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止D电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止解析题图中图象显示

7、了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况.0t1，钩码受力平衡；t1t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2t3，钩码受力平衡；t3t4，拉力大于10 N，钩码处于超重状态由以上分析可知，D项错误答案D4多项选择2019·高考江苏卷一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如下图，以竖直向上为a的正方向，那么人对地板的压力At2 s时最大Bt2 s时最小Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小解析人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FNmgma.由牛顿第三定律得人对地板的压力FNFNmgma，当t2 s时a有最大值，FN最大当t8.5 s 时，a

8、有最小值，FN最小，选项A、D正确答案AD5.在如下图的装置中，重4 N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置被固定在台秤上并保持静止，斜面的倾角为30°.假如物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断而物块正下滑时，与稳定时比较，台秤的读数 A增大4 NB增大3 NC减小1 ND不变解析：选C.物块下滑的加速度agsin 30°g，方向沿斜面向下此加速度的竖直分量a1asin 30°g，方向向下，所以物块失重，其视重为F视Gma1mg3 N，故台秤的读数减小1 N，选项C正确.课后练习1如下图是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景宇航员在

9、火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，以下说法正确的选项是A火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力C飞船加速下落时，宇航员处于超重状态D飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力解析：选D.火箭加速上升时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，A错误；火箭上升的加速度逐渐减小时，由于加速度方向向上，宇航员仍处于超重状态，对座椅的压力大于其重力，B错误；飞船加速下落时，加速度方向向下，处于失重状态，宇航员对座椅的压力小于其重力，C错误；飞船在落地前减速，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力

10、，D正确2多项选择为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯，无人乘行时，扶梯运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先渐渐加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如下图那么在加速过程中，以下说法中正确的选项是 A顾客受到三个力的作用B顾客处于超重状态C扶梯对顾客没有摩擦力的作用D顾客对扶梯的压力等于顾客的重力解析：选AB.以人为研究对象，加速过程中，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下沿电梯加速上升，A正确；顾客有竖直向上的加速度，因此顾客处于超重状态，B正确；顾客受到程度方向的静摩擦力作用，C错误；顾客处于超重状态，对扶梯的压力大于顾客的重力，D错误3.在升降电梯内的地板上放

11、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50 kg，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，在这段时间内下列说法中正确的选项是：· 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4.多项选择如下图，在原来静止的木箱内的程度底面上放着物体A，A被一伸长的弹簧弹簧轴线沿程度方向拉住而静止，在以后的运动中发现物体A被向右拉动了，那么木箱的运动情况可能是 A加速下降             B加速上升C匀速向右运动