超重與失重課件2

1、第4節(jié)　超重與失重,1．知道什么是超重、失重、完全失重．2．理解產(chǎn)生超重、失重、完全失重的條件．3．會(huì)分析解決超重、失重問(wèn)題．,1．質(zhì)量為m的人站在靜止的電梯中，求人對(duì)電梯的壓力大小？(重力加速度為g),【解析】　以人為研究對(duì)象由平衡條件得：N－mg＝0N＝mg由牛頓第三定律可知：人對(duì)電梯的壓力為mg【答案】　mg,1．什么是超重？2．什么是失重？3．如何理解超重和失重？4．什么是完全失重？,一、超重1．定義：物體對(duì)

2、水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)______物體所受重力的現(xiàn)象．2．產(chǎn)生條件：物體有______的加速度．,二、失重1．定義：物體對(duì)水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)______物體所受重力的現(xiàn)象．如坐電梯上樓時(shí)，電梯的停止過(guò)程．2．產(chǎn)生條件：物體有______的加速度．3．完全失重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_________的狀態(tài)．如蘋(píng)果從樹(shù)上下落時(shí)的自由落體過(guò)程．(2)產(chǎn)生

3、條件：a＝g，方向___________．,物體的超重、失重現(xiàn)象與物體的運(yùn)動(dòng)速度方向和大小有關(guān)嗎？【提示】　物體處于超重狀態(tài)，還是失重狀態(tài)只與物體的加速度方向有關(guān)；與物體速度的大小、方向均無(wú)關(guān)．,一、對(duì)超重和失重的理解1．視重：當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于測(cè)力計(jì)所受的拉力或秤所受壓力．,2．超重、失重的分析,3.對(duì)超重和失重現(xiàn)象的理解(1)物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體所受

4、的重力始終不變，只是物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化，看起來(lái)物重好像有所增大或減?。?2)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度方向無(wú)關(guān)，其取決于物體加速度的方向．(3)在完全失重狀態(tài)下，平常由重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，比如物體對(duì)桌面無(wú)壓力，單擺停止擺動(dòng)，浸在水中的物體不受浮力等．靠重力才能使用的儀器，也不能再使用，如天平、液體氣壓計(jì)等．,超重與失重現(xiàn)象僅僅是一種表象．只是拉力(或壓力)的增大或減小，物體的重力大小是不

5、變的．,1.下列關(guān)于超重和失重的說(shuō)法中，正確的是(　　)A．物體處于超重狀態(tài)時(shí)，其重力增加了B．物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，其重力為零C．物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，其慣性比物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)增加或減小了D．物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，其質(zhì)量及受到的重力都沒(méi)有變化,【解析】　物體處于超重或失重狀態(tài)只是其視重發(fā)生了變化，而物體的重力和質(zhì)量并沒(méi)有變化．【答案】　D,二、超重、失重的應(yīng)用1．根據(jù)物體具有向上(或向下)的加速度，判斷物體處于

6、超重(或失重)狀態(tài)，反之，根據(jù)物體處于超重(或失重)狀態(tài)，判斷物體的加速度方向．2．當(dāng)系統(tǒng)中局部出現(xiàn)超重(或失重)現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)處于超重(或失重)狀態(tài)．,(1)超重、失重與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，取決于加速度的方向．超重、失重不是重力增大或減小，而是視重的增大或減小．(2)解題時(shí)要注意從“加速上升”、“減速下降”、“加速下降”、“減速上升”等字眼中確定加速度的方向．,【答案】　AD,【解析】　把人看做一整體，受到重力和磅秤支持力的作用，若

7、重心加速下降，處于失重狀態(tài)，則支持力小于重力；若重心減速下降，處于超重狀態(tài)，則支持力大于重力．人下蹲的過(guò)程較復(fù)雜，首先必定加速，但最后人又靜止，所以必定還有減速過(guò)程，即人的重心先加速下降，后減速下降，最后靜止．因此，磅秤示數(shù)先小于體重，后大于體重，最后等于體重．【答案】　A,(1)判斷超、失重現(xiàn)象關(guān)鍵是看加速度方向，而不是運(yùn)動(dòng)方向．(2)處于超重狀態(tài)時(shí)，物體可能做向上加速或向下減速運(yùn)動(dòng)．(3)處于失重狀態(tài)時(shí)，物體可能做向下加速或

8、向上減速運(yùn)動(dòng)．,1－1：下列說(shuō)法正確的是(　　)A．游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B．蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過(guò)程中都處于失重狀態(tài)C．舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D．體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài),【解析】　由超重、失重和完全失重的概念可知，在加速度向下時(shí)處于失重狀態(tài)．在加速度向上時(shí)處于超重狀態(tài)，故正確答案為B.【答案】　B,【答案】　(1)2.5 m/s2　(2)48 k

9、g,此人在地面上的最大“舉力”是F，那么他在以不同的加速度運(yùn)動(dòng)的電梯里最大“舉力”仍為F，這是解決本題的關(guān)鍵，同時(shí)注意要合理利用牛頓第二定律及F合與a的方向相同這一規(guī)律列出方程．,(1)勻速上升時(shí)，a＝0，∴N－mg＝0，N＝mg＝600 N據(jù)牛頓第三定律知　N′＝N＝600 N.(2)勻加速上升，a向上，取向上為正方向，則N－mg＝maN＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N據(jù)牛頓第三定律知N′＝N＝

10、840 N.(3)勻減速上升和勻加速下降，a的方向都是向下，取向下為正方向，則mg－N＝maN＝m(g－a)＝60×(10－3) N＝420 N據(jù)牛頓第三定律知　N′＝N＝420 N.【答案】　(1)600 N　(2)840 N　(3)420 N,【答案】　C,A．箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒(méi)有壓力B．箱子剛投下時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力最大C．箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大D．若下落距離足夠長(zhǎng)，箱內(nèi)

11、物體有可能不受底部支持力而“飄起來(lái)”,【解析】　因?yàn)橄侣渌俣炔粩嘣龃螅枇∝v2，所以阻力逐漸增大，當(dāng)f＝mg時(shí)，物體開(kāi)始勻速下落．以箱和物體為整體：(M＋m)g－f＝(M＋m)a，f增大則加速度a減?。畬?duì)物體：Mg－N＝ma，加速度減小，則支持力N增大．所以物體后來(lái)受到的支持力比開(kāi)始時(shí)要增大，不可能“飄起來(lái)”．【答案】　C,【解析】　當(dāng)電梯勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，顧客只受兩個(gè)力的作用，即重力和支持力，故A、B都不對(duì)；由受力分析可知，加速時(shí)顧

12、客對(duì)扶梯有水平向左的摩擦力，故此時(shí)顧客對(duì)扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時(shí)沒(méi)有摩擦力，此時(shí)方向豎直向下，故選C.【答案】　C,4．2008年奧運(yùn)會(huì)在北京舉行，由此推動(dòng)了全民健身運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展．體重為m＝50 kg的小芳在本屆校運(yùn)會(huì)上，最后一次以背越式成功地跳過(guò)了1.80 m的高度，成為高三組跳高冠軍．若忽略空氣阻力，g取10 m/s2.則下列說(shuō)法正確的是(　　)A．小芳在下降過(guò)程中處于失重狀態(tài)B．小芳起跳以后在上升過(guò)程中處于超重

13、狀態(tài)C．小芳起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力小于她的重力D．小芳起跳時(shí)地面對(duì)她的支持力等于她的重力,【解析】　小芳上升和下降過(guò)程中只受重力，加速度方向向下，a＝g處于完全失重狀態(tài)，A正確，B錯(cuò)誤；起跳時(shí)有向上的加速度，N－mg＝ma，故N＝mg＋ma>mg，即支持力大于重力，C、D錯(cuò)誤．【答案】　A,5．在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體

14、重計(jì)示數(shù)如下圖所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法中正確的是(　　),A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了B．曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng)D．電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下,【解析】　曉敏在這段時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒(méi)有改變，A選項(xiàng)錯(cuò)；曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，大小一定相等，B選項(xiàng)錯(cuò)；以豎直向下為正方向，有：mg－F＝