資源簡介

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4.6 超重與失重
【學習目標】
1.理解超重、失重的概念；
2.能夠結合情況，靈活地判斷超重、失重狀態；
3.能用牛頓運動定律解決有關超重和失重問題。
【重難點】
超重和失重的概念、超重和失重的發生過程。
【導學流程】
一、基礎感知（閱讀課本P99-P100，完成下列問題。）
1.重力的測量
（1）方法一：利用牛頓第二定律
先測量物體做自由落體運動的加速度g，再用天平測量物體的 ，利用牛頓第二定律可得G= 。
（2）方法二：利用力的平衡條件（常用方法）
將待測物體懸掛或放置在 ，使它處于靜止狀態。這時物體受到的 和測力計對物體的拉力或支持力的大小 ，測力計的示數反映了物體所受的 。
2.超重和失重
（1）視重：體重計的 稱為視重，反映了人對體重計的 。
（2）失重
定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力) 物體所受重力的現象。
產生條件：物體具有 (選填“豎直向上”或“豎直向下”)的加速度。
（3）超重
定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力) 物體所受重力的現象。
產生條件：物體具有 (選填“豎直向上”或“豎直向下”)的加速度。
（4）完全失重
定義：物體對支持物(或懸掛物) 作用力。
產生條件：加速度= ，方向 。
3.超重、失重的理解及應用
（1）超重、失重特點
特征 狀態 加速度 視重(F)與重力的關系 運動情況 受力圖
平衡 或
超重 豎直向上 或 有豎直向上分量 由 得： 向上 或 向下
失重 豎直向下 或 有豎直向下分量 由 得： 向下 或 向上
完全 失重 自由落體運動 拋體運動
（2）對超重、失重的深層理解
超重和失重現象與物體的速度方向和大小無關，只取決于物體加速度的方向；
物體具有向上的分加速度ay時，也屬于超重；物體具有向下的分加速度ay時，也屬于失重。例如光滑斜面上下滑的物體具有向下的分加速度，故屬于失重狀態；
物體處于完全失重狀態時，由重力引起的一切現象都會消失。
二、探究未知（根據以上所學，寫出自己存在疑惑的問題）
【深入探究】
一、深入學習
1.質量為m的游客乘坐環形座艙（套裝在豎直柱子），由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時，制動系統啟動，到地面時剛好停下。已知座艙開始下落時的高度為76m，當落到離地面28m的位置時開始制動做勻減速運動。不計空氣阻力，重力加速度為g，則此過程中下列說法中正確的是（　　）
A．當座艙落到離地面50m時，座艙對游客的作用力大小等于mg
B．當座艙落到離地面50m時，座艙對游客的作用力大小大于mg
C．當座艙落到離地面20m時，座艙對游客的作用力大小大于mg
D．當座艙落到離地面20m時，座艙對游客的作用力大小小于mg
2.國慶70周年閱兵儀式上，我國空警-2000預警機和空軍八一飛行表演隊的8架殲-10戰機進行飛行表演，飛機先爬升到一定高度，然后勻速通過天安門廣場。假設飛機在豎直方向分運動是向上先做加速直線運動后做減速直線運動，則在爬升過程中下列說法正確的是（　　）
A．飛行員所受的重力先增加后減小 B．飛行員所受的合力先增加后減小
C．飛行員先處于超重狀態，后處于失重狀態 D．飛行員一直處于超重狀態
3.設人的質量為60kg，站在電梯內的水平地板上，當電梯以0.25m/s2的加速度勻加速上升時，求人對電梯的壓力。g取9.8m/s2。
4.一個質量是40kg的物體，隨升降機一起以2m/s2的加速度豎直加速下降，求物體對升降機地板的壓力大小，是大于重力還是小于重力？g取10m/s2。
二、合作探究
一個質量是70kg的人站在升降機的地板上，升降機的頂部懸掛了一個彈簧秤，彈簧秤下面掛著一個質量為m=6kg的物體A，當升降機向上運動時，他看到彈簧秤的示數為48N，g取10m/s2，求：
（1）此時升降機的加速度的大小；
（2）此時人對地板的壓力；
（3）電梯保持這個加速度運動2s恰好停止，求這兩秒內電梯上升的高度。
【隨堂練習】
1.對于火箭在加速上升的過程中，下列說法正確的是（　　）
A．火箭受到的合力方向豎直向下
B．飛船內的宇航員處于失重狀態
C．火箭受到的重力與噴出的氣體對火箭的作用力是一對相互作用力
D．飛船內的宇航員對椅子的壓力與椅子對宇航員的彈力是一對相互作用力
2.某次救災演習中，救援直升機懸停在空中，機上工作人員將裝有救災物質的箱子投出，已知箱子下落的初速度為零下落過程中箱子所受的空氣阻力不計。啟程中，箱子始終保持投放時的狀態，則下落過程中，以下說法正確的是（　　）
A．物資處于超重狀態
B．物資僅受重力作用
C．物資受箱子的支持力逐漸減小
D．由靜止開始，箱子在持續相同的時間內位移比為1∶2∶3
3．某人站在臺秤上，從他向下蹲到靜止的過程，臺秤示數的變化情況是（ ）
A．先變小后變大，最后等于他的重力 B．先變大后變小，最后等于他的重力
C．變大，最后等于他的重力 D．變小，最后等于他的重力
4.質量M＝50kg的人站在升降機的地板上，升降機的頂部懸掛了一只彈簧測力計，測力計下掛著一個質量m＝1kg的物體A。在升降機運動的某段時間內，人看到彈簧測力計的示數為8N，g取10 m/s2。求：（1）求此時升降機加速度的大小和方向；（2）求此時人對地板的壓力大小；
（3）請你判斷此時升降機在向上運動還是在向下運動，升降機處于超重狀態還是失重狀態。
5.質量是60kg的人站在升降機中的體重計上如圖所示，當升降機做下列各種運動時，體重計的讀數是多少？處于什么狀態？()（1）升降機勻速上升；（2）升降機以4m/s2的加速度上升；（3）升降機以5m/s2的加速度下降；（4）升降機以重力加速度g加速下降。

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