第四章 第六节 失重和超重-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（粤教版）

第六节　失重和超重 核心素养要求 核心素养呈现 1.结合生活体验，通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质. 2.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤. 　失重和超重现象 1．失重现象 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的现象称为失重． (2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度． (3)运动情况：加速下降或减速上升． 2．超重现象 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的压力)大于物体所受的重力的现象称为超重． (2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度． (3)运动情况：加速上升或减速下降． 　 提示：不等　失重 　完全失重现象 1．定义：如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零，这种情况是失重现象中的极限，称为完全失重现象． 2．产生条件：a＝g，方向竖直向下． (1)超重就是物体受到的重力增加了．(×) (2)完全失重就是物体不受重力了．(×) (3)超重和失重可根据物体速度方向判定．(×) (4)超重和失重可根据物体的加速度方向判定．(√) 　对超重和失重现象的理解 [思考探究] 人站在体重计上静止时，体重计的示数就显示了人的体重．人从站立状态到完全蹲下，体重计的示数如何变化？为什么会发生这样的变化？ 提示：人在下蹲的过程中，重心下移，即向下做先加速后减速的运动，加速度的方向先向下后向上，所以人先处于失重状态再处于超重状态，最后处于平衡状态，体重计的示数先减小后增大，最后等于重力G. [思维深化] 1．超重现象 (1)产生条件：物体具有向上的加速度． (2)运动形式：向上加速运动或向下减速运动． 2．失重现象 (1)产生条件：物体具有向下的加速度． (2)运动形式：向上减速运动或向下加速运动． 3．完全失重状态 (1)产生条件：物体具有竖直向下的加速度． (2)运动形式：向上减速或向下加速，且a＝g. 在不计空气阻力的条件下，做自由落体运动和竖直上抛运动的物体，处于完全失重状态． 4．对超重、失重的“三点”理解 (1)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关． (2)发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化． (3)在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失．例如：液体的压强、浮力将为零，水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等． 　(多选)下列有关超重与失重的说法正确的是(　　) 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．不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变 解析：BD　体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时单杠对他的拉力等于运动员的重力，运动员既不处于超重状态也不处于失重状态，A错误；蹦床运动员在空中上升和下落过程中只受重力，加速度大小等于当地的重力加速度，方向竖直向下，即处于失重状态，B正确；举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内地面对他和杠铃的支持力等于他和杠铃的重力，运动员和杠铃既不处于超重状态也不处于失重状态，C错误；不论是超重、失重或是完全失重，物体所受的重力都没有发生改变，D正确． [针对训练] 1．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是(　　) A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态 B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态 C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度 D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度 解析：D　物体由静止开始向上运动时，物体和手掌先一起向上加速，物体处于超重状态，之后在物体和手掌分离前，向上减速，物体处于失重状态，故A、B均错误；当物体和手分离时，二者速度相同，又因均做减速运动，故分离条件为a手＞a物，分离瞬间物体的加速度等于重力加速度，而手的加速度大于重力加速度，选项D正确，C错误． 　根据超重、失重现象判断物体的运动情况或受力情况 [思维深化] 1．视重 当将物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，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． 2．超重、失重的分析 　特征 状态　　　 加速度 视重(F)与重 力的关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a) ＞mg 向上加速或向下减速 失重 向下 F＝m(g－a) ＜mg 向下加速或向上减速 完全失重 a＝g F＝0 抛体运动、自由落体运动、卫星的