1、第三章 第6 节 理解 教材新知 把握 热点考向 知识点一 知识点二 考向一 考向二 应用 创新演练 随堂基础巩固 课时跟踪训练 1当研究对象在竖直方向处于加速状态时，它受到的重力和支持力(拉力)不再是一对平衡力。2物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体重力的现象称为超重现象。3物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重现象。4无论物体超重还是失重，物体的重力并没有改变。超重与失重的概念 自学教材1重力和视重(1)物体所受重力由物体的质量和物体所处的位置决定，即Gmg。物体的重力与物体的运动状态，无论物体如何运动，其重力不发生变化。(2)视重是指称量物体重力时的读数，是指
2、物体对支持物的或对悬挂它的物体的，物体的视重与物体的运动状态，它随物体运动状态的变化而变化。无关压力拉力有关2超重和失重的概念(1)超重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)物体所受重力的现象。(2)失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)物体所受重力的现象。(3)完全失重：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)的现象。大于小于等于零重点诠释(1)物体处于超重或失重状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物拉力)的大小与物体的重力大小不相等，但物体所受的重力并没有发生变化。(2)物体处于超重或失重状态，与物体的速度大小、速度方向无关，只取决于物体的加速度方向：加速度方向向上则超重，加速度方向
3、向下则失重。(3)如果物体不在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay0，就存在超重、失重现象。当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态。当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态。(4)在完全失重状态下，通常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等。1关于超重和失重现象，下列说法正确的是()A超重就是物体所受的重力增加了B失重就是物体所受的重力减小了C完全失重就是物体一点重力都不受了D无论超重还是失重，物体所受重力都是不变的解析：无论超重、失重还是完全失重，物体的重力不
4、变，物体的重力只与物体的质量和重力加速度有关，与物体的运动状态无关，故D正确。答案：D超重、失重问题的有关计算自学教材设物体质量为m，竖直方向加速度为a，重力加速度为g，支持力为F。(1)超重：由Fmgma可得F，即视重重 力，超重“ma”，加速度a越大，超重越多。(2)失重：由mgFma可得F，即视重重力。失重“ma”，加速度a越大，失重越多。(3)完全失重：由mgFma和ag联立解得F0，即视重为0，失重“mg”。m(ga)大于m(ga)小于重点诠释(1)物体处于超重状态或处于失重状态，是由物体的加速度的方向决定的，与物体的速度方向无关。(2)物体处于超重状态时物体的视重比物体的实际重力超
5、出ma，这一部分用于使物体产生向上的加速度a；反之，物体失重时失去的部分ma用于产生向下的加速度a；当ag时处于完全失重状态，重力完全用于产生向下的加速度，因此不会对支持物有压力(或对悬挂物有拉力)。(3)解答超重、失重问题的步骤：明确题意，确定研究对象。对研究对象受力分析和运动情况的分析。确定加速度的方向。根据牛顿第二定律列式求解。2一质量为 m 的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为13g，g 为重力加速度。人对电梯底部的压力大小为()A.13mg B2mgCmgD.43mg解析：以人为研究对象，电梯对人的支持力为 N，则由牛顿第二定律得，Nmgma，把 a13g 代入得 N43mg，
6、由于人对电梯底部的压力 N与 N 互为相互作用力，由牛顿第三定律得：NN43mg，所以 D 正确。答案：D对超重、失重的理解例1 为了研究超重与失重现象，某同学把一体重计放在电梯的地板上，将一质量为45 kg的物体放在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况。下表记录了几个特定时刻体重计的示数(表内时间不表示先后顺序)：时间 t0 t1 t2 t3 体重计示数(kg)45.0 50.0 40.0 45.0 若已知t0时刻电梯静止，则()At1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反Bt1和t2时刻物体的质量并没有发生变化，但所受重力发生了变化Ct1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，运动方向一定
7、相反Dt3时刻电梯可能向上运动思路点拨 解答本题应注意以下两点：(1)由示数变化确定物体所处的失重或超重状态。(2)超重、失重与物体的速度、加速度的关系。解析 由超重和失重的物理意义可知，当物体的加速度向上时，支持力N大于重力G，发生超重现象；当物体的加速度向下时，支持力N小于重力G，发生失重现象。可见发生超重和失重时，物体的重力G并没有发生变化，但加速度方向相反，A正确，B错误。由表中数据知，t1时刻超重，t2时刻失重，t3时刻仍为重力，但t3时刻电梯可能是匀速运动，也可能处于静止。答案 AD借题发挥(1)判断超重、失重的标准是看加速度的方向，若加速度向上则物体一定超重，若加速度向下则物体一
8、定失重；反之若物体超重，则加速度一定向上，若物体失重，则加速度一定向下。(2)物体超重或失重状态下的运动方向不确定，可以向上运动，也可以向下运动。1悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子上挂着质量为m的物体，电梯静止时弹簧测力计的示数为Gmg，下列说法中正确的是()A当电梯匀速上升时，弹簧测力计的示数增大，电梯匀速下降时，弹簧测力计的示数减小B只有电梯加速上升时，弹簧测力计的示数才会增大，只有电梯加速下降时，弹簧测力计的示数才会减小C不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向上，弹簧测力计的示数一定增大D不管电梯向上或向下运动，只要加速度的方向竖直向下，弹簧测力计的示数一定减小解析：超重、失
9、重与运动方向无关，取决于加速度方向，加速度方向向上为超重，加速度方向向下为失重。答案：CD超重、失重的计算图361例2 一质量为m40 kg的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从t0时刻由静止开始上升，在0到6 s内体重计示数F的变化如图361所示。试问在这段时间内电梯上升的高度是多少。(取重力加速度g10 m/s2)思路点拨 解答本题可按以下思路进行：解析 由 Ft 图像可知，在 02 s 内视重 F1440 N，而小孩的重力 mg400 N，所以电梯和小孩由静止开始向上做匀加速运动，由牛顿第二定律得 F1mgma1，电梯上升的高度 h112a1t 21，由以上两式解得 a11 m/s2，h12
10、 m；在 25 s 内，视重 F2400 Nmg，电梯和小孩向上做匀速运动，匀速运动的速度 v1a1t12 m/s，电梯上升的高度 h2v1(t2t1)6 m；在 56 s 内，视重 F3320 Nmg，电梯和小孩向上做减速运动，由牛顿第二定律得 mgF3ma2，电梯上升的高度 h3v1(t3t2)12a2(t3t2)2，由以上两式解得 a22 m/s2，h31 m，这段时间内电梯上升的总高度 hh1h2h39 m。答案 9 m借题发挥通过Ft图像分析超重、失重现象的步骤：(1)分析有关超重、失重现象的图像问题时，通过读取图像信息，获取不同阶段的受力情况，特别是和重力大小相比较；(2)分别构建
11、匀变速直线运动或匀速直线运动模型，利用牛顿第二定律求解不同阶段的加速度；(3)利用直线运动的规律求解相关的物理量。2在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与压力传感器相连，电梯由静止开始竖直上升的过程中，传感器所受的压力与时间的关系(Ft)图像如图362所示，取g10 m/s2，由图像可知：图362(1)电梯减速上升过程经历的时间是_ s；(2)重物的质量是_ kg；(3)电梯的最大加速度是_ m/s2。解析：(1)由 Ft 图像可知，t0 时刻，F30 N，即重物的重力为 30 N，电梯先加速再匀速后减速运动，减速上升阶段 F 小于重力，因此 1014 s 为减速过程，减速时间为 4 s。(2)由 Gmg30 N，得 mGg3 kg。(3)加速过程中，当 F 最大时，加速度最大，其最大值为 a1Fmaxmgm40303 m/s2103 m/s2；电梯减速过程中，当 F 最小时，加速度最大，其最大值 a2mgFminm30153m/s25 m/s2，故电梯运动过程中的最大加速度为 5 m/s2。答案：(1)4(2)3(3)5
