第18讲 超重和失重-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

第18讲 超重和失重 【学习目标】 1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象． 2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动． 3．掌握传送带问题和滑块—滑板模型问题的解题技巧． 【基础知识】 一、 重力的测量 1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用 测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝ ． 2．另一种方法是，利用力的 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) 物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有 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) 物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有 的加速度． (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) 的状态． ②产生条件：a＝g，方向 ． 答案： 一 1.天平 mg 质量 2.平衡条件 二 1.(1)大于 (2)竖直向上 2.(1)小于 (2)竖直向下 (3)等于零 竖直向下 【考点剖析】 考点一：对超、失重状态的判断 例1．某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是(　　) A．该同学处于超重状态 B．该同学处于失重状态 C．体重计示数先减小后增大 D．体重计示数先增大后减小 【答案】D 【解析】人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态；故体重计示数先增大后减小，故D正确，A、B、C错误． 考点二：超、失重现象中的计算 例2．明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确是(　　) A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2 B．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2 C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2 D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2 【答案】BC 【解析】小明的体重只有50 kg，体重计的示数为45 kg，说明电梯有向下的加速度，失重，运动情况可能为：向上减速或向下加速； 小明受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为： a＝＝ m/s2＝1 m/s2，故B、C正确，A、D错误． 考点三：超、失重现象中的图象分析 例3．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图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是(　　) 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 【答案】D 【解析】题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况.0～t1，钩码受力平衡；t1～t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2～t3，钩码受力平衡；t3～t4，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. 【真题演练】 1．下列说法正确的是(　　) A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 【答案】.B【解析】从受力上看，失重物体所受合外力向下，超重物体所受合外力向上；从加速度上看，失重物体的加速度向下，而超重物体的加速度向上．A、C、D中的各运动员所受合外力为零，加速度为零，只有B中的运动员处于失重状态． 2．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，其惯性比处于静止时增加或减小了 D．物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化 【答案】.D【解析】超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力，物体的重力并没有增加，故A错误；物体处于完全失重时，重力全部用来提供加速度，对支持它的支持面压力为零，重力并没有