第十七讲　超重与失重—鲁科版（2019）高中新高一暑期物理衔接讲义（机构专用）

第十七讲　超重与失重 知识点① 超 重 现 象 [先填空] 1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象． 2．产生条件：物体有向上的加速度． 3．运动类型：超重物体做向上加速运动或向下减速运动． [再判断] 1．物体处于超重状态时，一定向上运动．(×) 2．物体处于超重状态时，可能向下运动．(√) 3．竖直向上抛出的物体，在上升过程中处于超重状态．(×) [后思考] “超重”是不是物体所受的重力增加了？ 【提示】　“超重”不是物体所受的重力增加了，“超重”现象是物体由于具有向上的加速度，对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体所受重力，物体所受重力没有变化． [合作探讨] 在运行的电梯上，某同学站在台秤上突然看到自己的体重变大 图6­4­1 探讨1：体重变大的原因？ 【提示】　人对支持面的压力变大． 探讨2：人有加速度吗？什么方向？可能做什么运动？ 【提示】　有，向上，可能加速上升或减速下降． [核心点击] 1．实重与视重 (1)实重：物体实际所受重力．物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化． (2)视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重．当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重． 2．超重现象 (1)超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象． (2)产生超重的原因：当物体具有竖直向上的加速度a时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F.由牛顿第二定律可得：F－mg＝ma.所以F＝m(g＋a)>mg.由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′>mg. (3)超重的动力学特点： 超重加速度方向向上(或有向上的分量)． 1．下列说法中正确的是(　　) A．只有正在向上运动的物体，才有可能处于超重状态 B．超重就是物体所受的重力增大 C．物体处于超重状态时，地球对它的引力变大 D．超重时物体所受的重力不变 【解析】　只要物体加速度方向向上，物体就处于超重状态，物体也可能向下做减速运动，故A错误；超重时物体的重力不变，地球对物体的吸引力也不变，故B、C错误，D正确． 【答案】　D 2．如图6­4­2所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明(　　) 图6­4­2 A．电梯一定是在上升 B．电梯一定是在下降 C．电梯的加速度方向一定是向下 D．乘客一定处在超重状态 【解析】　电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等．现在，弹簧的伸长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态．但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故选D. 【答案】　D 3．质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图6­4­3所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取10 m/s2) (1)升降机匀速上升； (2)升降机以4 m/s2的加速度匀加速上升. 图6­4­3 【解析】　以人为研究对象受力分析如图所示： (1)匀速上升时a＝0，所以N－mg＝0;N＝mg＝600 N. 据牛顿第三定律知N′＝N＝600 N. (2)匀加速上升时，a向上，取向上为正方向，则 N－mg＝ma N＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N 据牛顿第三定律知：N′＝N＝840 N. 【答案】　(1)600 N　(2)840 N 对超重现象理解的两点技巧 1．物体处于超重状态时，实重(即所受重力)并不变，只是视重变了，视重比实重增加了ma； 2．决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关，即物体可以向上加速运动，也可以向下减速运动． 知识点② 失 重 现 象 [先填空] 1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力的现象． 2．产生条件：物体有向下的加速度． 3．运动状态：失重物体包括向上减速运动和向下加速运动两种运动情况． 4．完全失重： (1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态． (2)产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时，就产生完全失重现象． [再判断] 1．只要物体向下运动，就会引起失重现象．(×) 2．物体在完全失重的条件下，对支持它的支撑面压力为零．(√) 3．物体完全失重时，不受重力作用．(×) [后思考] 在完全失重的情况下，一切由重力产生的现象会消失，那么天平还能测出物体的质量吗？浸在水中的物体还受浮力吗？ 【提示】　天平不能测质量，浸在水中的物体也不会受到浮力． [合作探讨] 找一个用过的易拉罐(或金属罐头盒、塑料瓶)，在靠近底部的侧面打一个