高中物理第四章力與運(yùn)動第六節(jié)超重和失重講義

第六節(jié)了解教材新知把握熱點(diǎn)考向應(yīng)用創(chuàng)新演練第四章知識點(diǎn)一考向一隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練考向二知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三1/432/433/431．物體運(yùn)動加速度向上時，處于超重狀態(tài)，F(xiàn)N>mg，運(yùn)動情況可能為向上加速或向下減速運(yùn)動。2．物體運(yùn)動加速度向下時，處于失重狀態(tài)，F(xiàn)N<mg，運(yùn)動情況可能為向下加速或向上減速運(yùn)動。3．物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?等于零現(xiàn)象，叫完全失重。4/435/436/43[自學(xué)教材](1)超重：物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?

物體所受重力情況稱為超重現(xiàn)象。(2)失重：物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?

物體所受重力情況稱為失重現(xiàn)象。(3)在超重和失重現(xiàn)象中，物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?與物體重力大小

，但物體所受重力并

發(fā)生改變。大于小于不相等沒有7/43[重點(diǎn)詮釋]1．重力和視重(1)物體所受重力是由物體質(zhì)量和物體所處位置決定，即G＝mg。物體重力與物體運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，不論物體怎樣運(yùn)動，其重力不發(fā)生改變。(2)視重是指稱量物體重力時讀數(shù)，是指物體對支持物壓力或?qū)覓焖矬w拉力，物體視重與物體運(yùn)動狀態(tài)相關(guān)，它隨物體運(yùn)動狀態(tài)改變而改變。8/432．超重和失重概念(1)超重：物體對支持物壓力或?qū)覓煳锢Υ笥谖矬w所受重力情況稱為超重現(xiàn)象。(2)失重：物體對支持物壓力或?qū)覓煳锢π∮谖矬w所受重力情況稱為失重現(xiàn)象。(3)完全失重：物體對支持物壓力或?qū)覓煳锢榱闱闆r稱為完全失重現(xiàn)象。9/433．對超重和失重了解(1)物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?大小與物體重力大小不相等，但物體所受重力并沒有發(fā)生改變。(2)物體處于失重還是超重狀態(tài)，與物體速度大小、速度方向無關(guān)，只決定于物體加速度方向：加速度方向向上則超重，加速度方向向下則失重。10/43(3)物體不在豎直方向上運(yùn)動，只要其加速度在豎直方向上有分量，即ay≠0，就存在超重、失重現(xiàn)象。當(dāng)ay方向豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)ay方向豎直向下時，物體處于失重狀態(tài)。11/43[尤其提醒](1)用彈簧測力計測物體重力時，必須確保物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。當(dāng)物體在豎直方向有加速度時，測力計示數(shù)不再等于物體重力。(2)超重時物體含有向上加速度，物體可能向上加速，也可能向下減速；失重時物體含有向下加速度，物體可能向下加速也可能向上減速。12/431．以下關(guān)于超重和失重說法中，正確是()A．物體處于超重狀態(tài)時，其重力增加了B．物體處于失重狀態(tài)時，其重力減小了C．物體處于超重或失重狀態(tài)時，其質(zhì)量發(fā)生了改變D．物體處于超重或失重狀態(tài)時，其質(zhì)量及受到重力都沒有改變13/43解析：重力只與物體質(zhì)量和當(dāng)?shù)刂亓铀俣认嚓P(guān)，與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，則A、B錯；質(zhì)量是物體固有屬性，與運(yùn)動狀態(tài)也無關(guān)，則C錯，故正確答案為D。答案：D14/4315/43[自學(xué)教材](1)當(dāng)物體含有豎直

加速度時，物體處于超重狀態(tài)。(2)當(dāng)物體含有豎直

加速度時，物體處于失重狀態(tài)。向上向下16/43[重點(diǎn)詮釋]特征狀態(tài)加速度視重(F)與重力關(guān)系運(yùn)動情況受力圖平衡a＝0F＝mg靜止或勻速直線運(yùn)動超重向上F＝m(g＋a)>mg向上加速，向下減速17/43特征狀態(tài)加速度視重(F)與重力關(guān)系運(yùn)動情況受力圖失重向下F＝m(g＋a)<mg向下加速，向上減速18/432．(雙選)懸掛在電梯天花板上彈簧測力計鉤子上掛著質(zhì)量為m物體，電梯靜止時彈簧測力計示數(shù)為G＝mg，以下說法中正確是 ()19/43A．當(dāng)電梯勻速上升時，彈簧測力計示數(shù)增大，電梯勻速下降時，彈簧測力計示數(shù)減小B．只有電梯加速上升時，彈簧測力計示數(shù)才會增大，只有電梯加速下降時，彈簧測力計示數(shù)才會減小C．不論電梯向上或向下運(yùn)動，只要加速度方向豎直向上，彈簧測力計示數(shù)一定增大D．不論電梯向上或向下運(yùn)動，只要加速度方向豎直向下，彈簧測力計示數(shù)一定減小20/43解析：超重、失重與運(yùn)動方向無關(guān)，取決于加速度方向，加速度方向向上為超重，加速度方向向下為失重。答案：CD21/4322/43[自學(xué)教材]假如一個物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?為

，叫完全失重現(xiàn)象。零23/43[重點(diǎn)詮釋](1)處于完全失重狀態(tài)物體，由物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?為零，故物體只受重力作用，其加速度為g。如：自由落體運(yùn)動、拋體運(yùn)動中物體。(2)在完全失重狀態(tài)下，日常由重力產(chǎn)生一切物理現(xiàn)象都會完全消失，比如物體對桌面無壓力，單擺停頓擺動，浸在水中物體不受浮力等?？恐亓Σ拍苁褂脙x器也不能再使用，如天平、液體氣壓計等。24/433．人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等航天器進(jìn)入軌道后，其中人和物體都處于完全失重狀態(tài)。這種狀態(tài)下，能做試驗(yàn)是 ()A．用彈簧測力計測力大小B．用彈簧測力計測物體重力C．用托里拆利管測艙內(nèi)氣壓D．用天平測物體質(zhì)量25/43解析：在太空艙內(nèi)處于完全失重狀態(tài)，所以任何物體將不再對它支持面有壓力和對懸掛它物體有拉力。所以，彈簧測力計不能用來測物體重力，天平也不能測物體質(zhì)量，托里拆利管也不能測氣壓，密度大物體將不能下沉，密度小也不能上浮，但彈簧測力計依然能夠使用。選項B、C、D中不能做，A項中能做。答案：A26/4327/4328/43[例1]小軍在校秋季運(yùn)動會上跳過了1.8m高度，奪得了男子組跳高冠軍。則小軍()A．在下降過程中處于失重狀態(tài)B．在離地后上升過程中處于超重狀態(tài)C．起跳過程中，地面對他平均支持力等于他重力D．起跳過程中，地面對他平均支持力小于他重力29/43[思緒點(diǎn)撥]判斷超重、失重依據(jù)是加速度方向，故分析其加速度情況是關(guān)鍵。[解析]小軍上升過程中或下降過程中加速度方向均向下，加速度等于重力加速度，故處于完全失重狀態(tài)，選項A正確，B錯誤。起跳過程中，加速度向上，平均支持力大于重力，處于超重狀態(tài)，故C、D錯誤。[答案]A30/43[借題發(fā)揮]本題考查是物體超重和失重條件及判斷。物體是否處于超重或失重狀態(tài)，關(guān)鍵看物體在豎直方向上是否有加速度以及豎直方向上加速度方向是向上還是向下。31/431．以下說法中正確是 ()A．體操運(yùn)動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)B．蹦床運(yùn)動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C．舉重運(yùn)動員在舉起杠鈴后不動那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)D．游泳運(yùn)動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)32/43解析：當(dāng)加速度方向豎直向下時，物體處于失重狀態(tài)；當(dāng)加速度方向豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)豎直方向加速度為零時，物體既不處于超重狀態(tài)，也不處于失重狀態(tài)。體操運(yùn)動員雙手握住單杠吊在空中不動時加速度為零，處于平衡狀態(tài)，A選項不正確；蹦床運(yùn)動員在空中上升和下落過程中加速度均豎直向下，都處于失重狀態(tài)，B選項正確；舉重運(yùn)動員在舉起杠鈴后不動那段時間內(nèi)加33/43速度為零，處于平衡狀態(tài)，C選項不正確；游泳運(yùn)動員仰臥在水面靜止不動時加速度為零，處于平衡狀態(tài)，D選項不正確。答案：B34/4335/43圖4－6－1[例2]質(zhì)量是60kg人站在升降機(jī)中體重計上，如圖4－6－1所表示。重力加速度g取10m/s2，當(dāng)升降機(jī)做以下各種運(yùn)動時，求體重計示數(shù)。36/4337/43[解析](1)勻速上升時：由平衡條件得：FN1＝mg＝600N，由牛頓第三定律得：人對體重計壓力為600N，即體重計示數(shù)為600N。(2)加速上升時，由牛頓第二定律得：FN2－mg＝ma1，F(xiàn)N2＝mg＋ma1＝840N，由牛頓第三定律得：人對體重計壓力為840N，即體重計示數(shù)為840N。38/43(3)加速下降時，由牛頓第二定律得：mg－FN3＝ma3，F(xiàn)N3＝mg－ma3＝300N，由牛頓第三定律得：人對體重計壓力為300N，即體重計示數(shù)為300N。(4)當(dāng)a＝g加速下降時，人完全失重，體重計示數(shù)為零。[答案](1)600N(2)840N(3)300N(4)039/432．(雙選)某試驗(yàn)小組利用DIS系統(tǒng)觀察超重和失重現(xiàn)象，他們在電梯內(nèi)做試驗(yàn)，在電梯地板上放置一個壓力傳感器，在傳感器上放一個重為20N物塊，如圖4－6－2甲所表示，試驗(yàn)中計算機(jī)顯示出傳感器所受物塊壓力大小隨時間改變關(guān)系圖像如圖乙所表示。依據(jù)圖像分析得出結(jié)論中正確是 ()40/43圖4－6－241/43A．從時刻t1到t2，物塊處于失重狀態(tài)B．從時刻t3到t4，物塊處于失重狀態(tài)C．電梯可能開始停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最終停在高樓層D．電梯可能開始停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最終停在低樓層42/43解析：從F－