第6章 第4节 超重与失重-2021-2022学年高中物理必修1【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第4节　超重与失重 [学习目标]　1.[物理观念]知道什么是超重和失重．　2.[科学思维与科学方法]知道产生超重和失重的条件．　3.[科学思维与科学方法]会分析、解决超重和失重问题． 一、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．产生条件：物体具有竖直向上的加速度，与物体的速度大小和方向无关． 3．运动类型：超重物体做向上的加速运动或向下的减速运动． 二、失重现象 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：物体具有竖直向下的加速度． 3．运动类型：失重物体做向上的减速运动或向下的加速运动． 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)产生条件：物体竖直向下的加速度等于重力加速度． (3)所有的抛体运动，在不计阻力的情况下，都处于完全失重状态． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (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． (×) (4)只要物体向下运动，就会引起失重现象． (×) (5)物体在完全失重的条件下，对支持它的支撑面压力为零． (√) (6)物体完全失重时，不受重力作用． (×) 2．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 D　[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．] 3.如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是(　　) A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D．下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 A　[以A、B作为整体，上升过程只受重力作用，所以系统的加速度为g，方向竖直向下，故系统处于完全失重状态，A、B之间无弹力作用，B错误；下降过程，A、B仍是处于完全失重状态，A、B之间也无弹力作用，A正确，C、D错误．] 超重现象 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作物体的视重．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)． 【例1】　一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一个质量为1 kg的鱼，弹簧测力计的读数为12 N，该人的体重为750 N，则他对升降机地板的压力为(g取10 m/s2)(　　) A．750 N　　　　　　 B．762 N C．900 N D．912 N 思路点拨：升降机、人、鱼的加速度相同，由鱼可分析得到人的运动情况．另外，人对地板的压力须考虑他手中所提的鱼． D　[1 kg的鱼的重力为10 N，而弹簧测力计的拉力为12 N，可知鱼所受的合力F鱼＝(12－10) N＝2 N，由牛顿第二定律可知此时鱼的加速度为2 m/s2，方向向上，这也表明升降机及升降机中的人也正在做加速度向上的运动，将人和鱼看作一个整体，可得N－(M＋m)g＝(M＋m)a，N为地板对人向上的作用力，而人对地板的反作用力与N相等，方向向下，计算可得N＝912 N，故选D.] 理解超重现象的两点技巧 (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． 1.如图所示，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(　　) 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 D　[电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等．现在，弹簧