《超重和失重》课件

6.超重和失重必备知识•自主学习关键能力•合作探究评价检测•素养达标新课程标准通过实验，认识超重和失重核心素养目标物理观念通过学习超重、失重，了解运动和力之间的关系．科学思维建立超重、失重模型，推出弹力与重力之间的关系．科学探究了解重力测量方法，探究超重、失重现象．科学态度与责任通过坐电梯等各种活动，结合生活体验理解超重和失重，形成探索自然的驱动力．课前篇自主预习一、重力测量1.先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的质量,利用牛顿第二定律可得G=mg。2.利用力的平衡条件对重力进行测量。二、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现象。(2)产生条件:物体具有向上的加速度。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现象。(2)产生条件:物体具有向下的加速度。3.完全失重(1)定义:物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力。(2)产生条件:物体加速度方向向下,大小等于g。[自我检测]1.正误辨析(1)处于平衡状态的物体加速度一定等于零,而速度不一定等于零。(

)解析

物体处于静止或匀速直线运动的状态称为平衡状态,加速度一定等于零。答案

√(2)速度为零时,物体一定处于平衡状态。(

)解析

速度为零时,加速度不一定为零,即物体所受合力可能不为零,物体不一定处于平衡状态。答案

×(3)物体处于完全失重状态时就是不受重力了。(

)解析

无论是物体处于失重还是超重状态,物体的重力都没有变化。答案

×(4)物体处于失重状态的原因是物体的重力减小了。(

)解析

物体处于失重状态的原因是有向下的加速度,对竖直悬挂物的拉力或者对水平支持物的压力减小。答案

×(5)小球沿光滑斜面下滑的过程中处于失重状态。(

)解析

小球沿光滑斜面下滑过程中在竖直方向上有向下的加速度,处于失重状态。答案

√2.(多选)如图所示,小明同学站在电梯地板上放置的一台体重计上研究超重和失重现象。当电梯竖直加速上升时,下列说法正确的是(

)A.小明同学的重力变大B.小明同学的重力不变C.小明同学处于失重状态D.小明同学处于超重状态解析

当电梯竖直加速上升时,加速度向上,小明同学处于超重状态,所受支持力变大,重力并未发生变化,故B、D正确,A、C错误。答案

BD关键能力•合作探究探究点一超重和失重的理解归纳总结1.物体处于超重和失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重发生了变化．2．超重或失重只取决于加速度的方向，与物体的速度大小、方向均无关．3．物体可能不沿竖直方向运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量ay(ay≠0)，则当ay方向竖直向上时，物体就处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体就处于失重状态．4．在完全失重状态下，一切由重力引起的现象都会消失．典例示范例1关于超重和失重，下列说法中正确的是(

)A．在加速上升的升降机中，一物体悬挂在弹簧测力计的下面，则弹簧测力计的示数大于物体的重力B.处于超重状态的物体受到的重力变大C．在减速上升的升降机中，物体受到的重力变小D．对地静止的悬浮在空中的气球处于完全失重状态【答案】

A【解析】

A对：加速上升的升降机，加速度方向向上，其中的物体处于超重状态，弹簧测力计的示数大于物体的重力．B错：物体的重力不会随着物体的运动状态的变化而变化，处于超重状态的物体所受的重力不变．C错：在减速上升的升降机中，物体处于失重状态，但物体所受的重力不变．D错：悬浮在空中的气球，处于平衡状态，加速度为零，并非处于完全失重状态．超重和失重现象判断的两个方法(1)从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于0时处于完全失重状态．(2)从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．针对训练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答案：D解析：不管物体处于超重还是失重状态，物体所受的重力都不变．故选项D正确．针对训练2

“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长度位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置．人在从P点下落到最低点c点的过程中(

)A.人在a点时速度最大B．人在ab段做加速度增大的加速运动，处于失重状态C.在bc段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态D.在c点，人的速度为零，处于平衡状态答案：C解析：A错：人下落至b处，拉力等于重力，加速度为零，获得最大速度．B错：在ab段绳的拉力小于人的重力，加速度向下，并且下降过程中弹性绳的拉力逐渐变大，加速度减小，人处于失重状态．C对：在bc段绳的拉力大于人的重力，加速度向上，人处于超重状态．D错：在c点，人的速度为零，但是弹力大于重力，不是处于平衡状态．探究点二用牛顿运动定律分析超重和失重现象归纳总结应用牛顿第二定律解决超重和失重的方法(1)物体超重与运动状态的关系(2)物体失重与运动状态的关系

【答案】

BC

求解超重与失重问题的基本思路超重和失重问题实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．具体方法是：(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)分析其受力，利用牛顿第二定律分析和求解．

答案：D

针对训练4

一质量为60kg的人站在观光电梯底板上，如图所示的v-t图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向)．根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是(g取10m/s2)(

)A．在5～10s内，该人对电梯底板的压力等于500NB.在0～5s内，观光电梯在加速上升，该人所受的支持力为624N，处于超重状态C．在10～20s内，该人所受的支持力为490N，处于失重状态D．在20～25s内，该人所受的支持力为490N，处于超重状态答案：B

评价检测•素养达标1.[福建福安月考]无人机广泛应用于军事、科技、生产生活等领域．某架无人机从地面起飞，执行任务后返回地面，无人机在空中处于失重状态的是(

)A．匀速上升过程B．匀速下降过程C．加速上升过程D．加速下降过程答案：D解析：当无人机有向下的加速度时处于失重状态，可能加速下降或减速上升．2.[甘肃天水高一联考]运动员原地纵跳可分为快速下蹲和蹬伸向上两个过程，若运动员的重力为G，对地面的压力为F，下列叙述正确的是(

)A．下蹲过程的减速阶段，F<GB．下蹲过程的加速阶段，F<GC．蹬伸过程的加速阶段，F<GD．蹬伸过程的减速阶段，F＝G答案：B解析：下蹲过程的减速阶段，加速度向上是超重，加速阶段，加速度向下是失重。蹬伸过程的加速阶段，加速度向上是超重；减速阶段，加速度向下是失重．3.(多选)如图所示，放在电梯地板上的一个木块相对电梯处于静止状态，此时弹簧处于压缩状态．突然发现木块被弹簧推动，据此可判断电梯此时的运动情况可能是(

)A．加速下降B．加速上升C．减速上升D．减速下降答案：AC解析：木块突然被推动，表明木块所受摩擦力变小了，也表明木块与电梯地板之间的弹力变小了，重力大于弹力，其合力方向竖直向下，木块处于失重状态，电梯可能加速下降或者减速上升．4．如图所示，在升降电梯的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0kg.若电梯运行中的某一段时间内，该同学发现体重计示数变为40.0kg，则在这段时间内(重力加速度为g)(

)

A.该同学所受的重力变小了B．电梯一定在竖直向下运动C．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力D．电梯的加速度大小为0.2g，方向一定竖直向下答案：D解析：FN＜mg，该同学处于失重状态，但不能判定她的运动方向，在发生超重、失重时，重力不变，作用力与反作用力大小始终相等．故选项D正确．5．如图所示，甲图是某人站在力传感器上做下蹲—起跳动作的示意图，甲图中的“●”表示人的重心，乙图是根据力传感器画出的压力F随时间t变化的图线．乙图中a、d、f、g各点数据分别与甲图中人的a、d、f、g状态相对应，其余点对应状态没有在甲图中画出．乙图中a、c、e、i点对应的纵坐标均为600N.根据这两个图所给出的信息，下列说法中正确的是(

)A．人的重力为600NB．乙图中b时刻，人处于超重状态C．乙图中d时刻，人处于失重状态D．乙图中i点时刻，人的重心的速度为零