資源簡介

第七節(jié) 超重與失重
第四章 牛頓運動定律
目錄
CONTENTS
01
學習目標
02
情景導(dǎo)入
03
新課講解
04
小試牛刀
05
課堂小結(jié)
學習目標
01
學習目標
1.理解什么是超重，什么是失重
2.能夠解決涉及超重、失重的動力學問題
情境導(dǎo)入
02
電梯中的失重與超重
新課講解
03
mg
FN
FN－mg＝ma
進而可以有 FN＝mg＋ma > mg
理論分析——電梯加速上升過程
對人受力分析
由牛頓第二定律
試著用上節(jié)的知識（牛頓運動定律）分析一下人的受力
mg
FN′
mg－FN′＝ma
進而可以有 FN′＝mg - ma＜mg
理論分析——電梯減速上升過程
對人受力分析
由牛頓第二定律
a
mg
FN
v
mg－FN＝ma
得 FN＝mg－ma加速下降
a
mg
FN
v
FN－mg＝ma
得 FN＝mg + ma>mg
減速下降
理論分析——電梯下降過程
發(fā)現(xiàn)：
① 時，體重計的示數(shù)大于重力
② 時，體重計的示數(shù)小于重力
加速度方向向上
加速度方向向下
0
電梯中的失重與超重——小結(jié)
△若電梯自由下落時，人對體重計的壓力為 。
推測：
超重
失重
完全失重
即物體所受拉力（支持力）大于自身重力
即物體所受拉力（支持力）小于自身重力
——讀數(shù)小于重力——失重
——讀數(shù)大于重力——超重
——讀數(shù)小于重力——失重
——讀數(shù)大于重力——超重
實踐探究：對電梯實驗的模擬與分析
在彈簧秤下端掛一質(zhì)量為 m 的鉤碼，分別做如下運動時，觀察彈簧秤的拉力變化？
m
加速上升
加速下降
減速上升
減速下降
超重、失重、完全失重的本質(zhì)
實重即物體的實際重力.
當物體掛在彈簧測力計下時，彈簧測力計的示數(shù)視為視重
物體處于平衡狀態(tài)
物體處于超重時
物體處于失重時
物體完全失重時
F視 = G = mg
F視 ＞ G = mg，a向上，F(xiàn)視 = m( g+a )
F視 ＜ G = mg，a向下，F(xiàn)視 = m( g-a )
F視 =0，a = g
超重、失重、完全失重的本質(zhì)
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
光滑斜面
v
失重
完全失重
完全失重狀態(tài)下，由重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象都不存在
例如物體對水平支持面沒有壓力、液體不產(chǎn)生壓強、浸沒在液體中的物體不受浮力等
涉及超重、失重的動力學問題
這類問題的本質(zhì)都是動力學中的兩類基本問題：
根據(jù)運動情況，求解物體對支持物的壓力或物體對懸掛物的拉力；或者根據(jù)物體對支持力的壓力或物體對懸掛物的拉力，判斷運動情況
解決問題的關(guān)鍵：
（1）判斷超重或失重，根據(jù)加速度的方向列式，超重 F- mg = ma；失重 mg - F = ma
（2）求出作用力 F
小試牛刀
04
1.（多選）關(guān)于電梯地板上的物體，其受力分析正確的是( )
A.電梯加速向上運動時，物體所受支持力大于重力
B.電梯減速向上運動時，物體所受支持力大于重力
C.電梯加速向下運動時，物體所受支持力小于重力
D.電梯減速向下運動時，物體所受支持力小于重力
AC
答案：AC
解析：若物體加速向上運動，加速度向上；則由牛頓第二定律可知：
；故 ；支持力大于重力，故A正確；若減速向上運動，則加速度向下，則由牛頓第二定律可知： ；故 ；支持力小于重力，故B錯誤；電梯加速向下時，加速度向下，則由牛頓第二定律可知：
；故 ；支持力小于重力，故C正確；電梯減速向下運動時，加速度向上，則由牛頓第二定律可知： ；故 ；支持力大于重力，故D錯誤.所以AC正確，BD錯誤.
2.如圖甲所示，在體重計上一同學下蹲和站起，體重計的示數(shù)變化如圖乙所示，下列說法正是( )
A.a—b段對應(yīng)的是站起過程，b—c段對應(yīng)的是下蹲過程
B.d—e段對應(yīng)的是站起過程，e—f段對應(yīng)的是下蹲過程
C.a—c段對應(yīng)的是站起過程，d—f段對應(yīng)的是下蹲過程
D.c點和d點處于蹲下狀態(tài)，a點和f點處于直立狀態(tài)
D
答案：D
解析：AC.根據(jù)圖乙可知，a-b段視重小于實重，b-c段視重大于實重，則可知a-c段對應(yīng)整個下蹲過程，即先加速向下，再減速向下，加速度先向下，再向上，先失重，后超重，故AC錯誤；
B.d-e段視重大于實重，e-f段視重小于實重，則可知d-f段對應(yīng)整個站起過程，即先加速向上，再減速向上，加速度先向上，再向下，先超重，后失重，故B錯誤;
D.根據(jù)以上分析可知，c點和d點處于蹲下狀態(tài)，a點和f點處于直立狀態(tài)，故D正確。
學習目標
情境導(dǎo)入
新課講解
小試牛刀
課堂小結(jié)
3.（多選）如圖所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為 ，兩底角為 α 和 β 。且 ， 為兩個位于斜面上質(zhì)量均為 m 的小木塊。已知所有接觸面都是光滑的，現(xiàn)使 同時沿斜面下滑，則下列說法正確的是( )
A.楔形木塊靜止不動
B.楔形木塊向右運動
C.a木塊處于超重狀態(tài)
D.b木塊處于失重狀態(tài)
AD
答案：AD
解析：AB.對木塊a由受力平衡可得 ，故木塊a對楔形木塊的壓力為 ，同理，木塊b對楔形木塊的壓力為 ，對楔形木塊受力分析，如圖，假設(shè)地面對楔形木塊的摩擦力向左根據(jù)共點力平衡條件，且 則有 ，
解得 ，所以楔形木塊靜止不動，A正確，B錯誤；CD.對木塊a受力分析，如圖，
受重力和支持力，可知木塊a加速下滑，加速度沿斜面向下，
所以木塊a處于失重狀態(tài)，同理木塊b處于失重狀態(tài)，D正確，
C錯誤；故選AD。
學習目標
情境導(dǎo)入
新課講解
小試牛刀
課堂小結(jié)
4.某實驗小組在電梯內(nèi)固定一個力傳感器，在傳感器下方懸掛一個重為10N的鉤碼，測出的力隨時間的變化規(guī)律如圖所示。則下列分析不正確的是( )
A.從 到 ，鉤碼處于失重狀態(tài)
B.從 到 ，鉤碼處于超重狀態(tài)
C.電梯可能開始在1樓，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在3樓
D.電梯可能開始在3樓，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在1樓
C
答案：C
解析：A.從 到 ，鉤碼受到的拉力小于重力，處于失重狀態(tài)，A正確；B.從 到 ，鉤碼受到的拉力大于重力，處于超重狀態(tài)，B正確；
C.電梯從1樓開始，先加速上升，此時鉤碼處于超重狀態(tài)，鉤碼受到的拉力應(yīng)大于重力；接著勻速上升，此時鉤碼受到的拉力和重力相等；最后減速向上，此時鉤碼處于失重狀態(tài)，鉤碼拉力小于重力，C錯誤；
D.電梯從3樓開始，先加速下降，此時鉤碼處于失重狀態(tài)，鉤碼受到的拉力應(yīng)小于重力；接著勻速向下，此時鉤碼受到的拉力和重力相等；最后減速向下，此時鉤碼處于超重狀態(tài)，鉤碼拉力大于重力，D正確。
課堂小結(jié)
05
① 超重和失重
（1）超重
物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象.
①本質(zhì)：物體具有向上的加速度.
②運動形式：加速向上運動或減速向下運動.
1
G 始終不變
視重（F視）＞實重（G）
（2）失重
物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象.
①本質(zhì)：物體具有向下的加速度.
②運動形式：加速度向下運動或減速向上運動.
③完全失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ榱愕臓顟B(tài)，即視重為零
視重（F視）＜實重（G）
物體的加速度 a = g，方向豎直向下
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