1、运动和力的关系第四章第 6 节超重和失重学习目标：1.认识超重现象，理解产生超重现象的条件和实质.2.认识失重现象，理解产生失重现象的条件和实质.3.能用超重、失重的观点分析支持力或拉力的大小.4.了解常见的超重、失重现象课前自主预习 知识点一 重力的测量1方法一：先测量自由落体运动的，再用天平测量物体的公式 G.2方法二：利用力的平衡条件将物体悬挂或放置在测力计上测力计的示数反映了加速度 g质量mg物体所受重力的大小知识点二 超重和失重1超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有的加速度(选填“向上”或“向下”)2失重(1)定义：物体对支
2、持物的压力(或对悬挂物的拉力)物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有的加速度大于向上小于向下3完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)的状态(2)产生条件：ag，方向等于零竖直向下1处于平衡状态的物体一定处于静止状态()2加速度始终为零时，物体一定处于平衡状态()3超重就是物体的重力变大的现象()4 减速上 升的升 降机 内的物 体对地 板的 压力大 于重力()5物体速度大小不变，方向改变，运动状态也发生变化()6做自由落体运动的物体处于完全失重状态()答案 1.2.3.4.5.6.给一个水瓶底部开一个小孔，当瓶中注满水后水会从孔中流出，若由静止释放这个水瓶，会发现水停止
3、从孔中流出为什么水会停止从小孔流出？答案 由静止释放这个水瓶，水处于完全失重状态，故不会流出课堂互动探究 要点一超重和失重1重力与视重(1)重力：物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化(2)视重：当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力2对超重的分析超重状态下，物体在竖直方向上的合力不为零当物体在竖直向上方向上有加速度 a，支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为 F 时，在竖直方向上，由牛顿第二定律得 Fmgma，Fmgmamg，对应的运动状态有向上加速和向下减速3对失重的分析失重状态下，物体在
4、竖直方向上的合力不为零当物体在竖直向下方向上有加速度 a，支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为 F 时，在竖直方向上，由牛顿第二定律得 mgFma，FmgmaG，电梯匀加速上升，则有a1F1Gm1 m/s2，h112a1t212 mt12 s 时，va1t12 m/s在 25 s 内，F2400 N，F2G，电梯匀速上升，则有h2vt26 m在 56 s 内，F3320 N，F3G，电梯匀减速上升，则有a3GF3m2 m/s2又 va3t30，说明电梯在 6 s 末停止故 h3v2t31 m所以电梯上升的高度为 hh1h2h39 m.答案 9 m判断超重、失重状态的方法从加速度的角度
5、判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为 g 时处于完全失重状态12016 年 10 月 17 日，“神舟十一号”载人飞船发射成功，如右图所示宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是()A火箭加速上升时，宇航员处于超重状态B飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态C火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力D火箭加速上升过程中加速度逐渐减小时，宇航员处于失重状态解析 火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，选项 A
6、 正确，C 错误；飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，选项B 错误；火箭加速上升过程中加速度逐渐减小时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，选项 D 错误答案 A2撑杆跳是田径运动项目的一种在这项比赛中，运动员双手握住一根特制的杆子，经过快速助跑后，借助杆子撑地的反弹力量，使身体腾起，越过横杆关于撑杆跳，下列说法正确的是()A运动员起跳时，撑杆提供给运动员的弹力等于运动员所受重力B运动员起跳时，撑杆提供给运动员的弹力小于运动员所受重力C在运动员起跳上升阶段，运动员始终处于超重状态D在运动员越过杆子下落阶段，运动员始终处
7、于失重状态解析 起跳时运动员的加速度方向向上，杆对运动员的弹力大于运动员的重力，A、B 错误；在运动员起跳上升阶段，运动员开始时向上做加速运动，随后向上做减速运动，所以运动员开始时处于超重状态，上升的最后阶段处于失重状态，C 错误；起跳以后的下落过程中运动员的加速度方向向下，运动员始终处于失重状态，D 正确答案 D要点二超重与失重问题的求解方法超重、失重现象的产生条件是具有竖直方向的加速度，我们可用牛顿第二定律分析其本质，故对超重、失重问题的处理方法是：用牛顿第二定律去定量地列方程分析，以加速度方向为正方向，列方程时注意使用牛顿第三定律，因为压力和支持力并不是一回事，同时注意物体具有向上或向下
8、的加速度与物体的运动方向无关具体对照如下表【典例 2】在一个封闭装置中，用弹簧测力计测一物体的重力，根据读数与物体实际重力之间的关系，判断以下说法中正确的是()A读数偏大，表明装置一定加速上升B读数偏小，表明装置一定加速下降C读数为 0，表明装置运动的加速度等于重力加速度，但无法判断是向上运动还是向下运动D读数准确，表明装置一定匀速上升或下降思路点拨 超重和失重只能确定加速度方向，不能确定速度方向解析 读数偏大，表明装置处于超重状态，其加速度方向向上，可能的运动情况是加速上升或减速下降，故 A 项错误，同理知 B 项也错误弹簧测力计读数为 0，即完全失重，这表明整个装置运动的加速度等于重力加速
9、度 g，但是 ag 时，速度方向有可能向上，也有可能向下，还有可能沿其他方向，故 C 项正确读数准确，装置可能静止，也可能正在向任意一个方向做匀速直线运动，故 D 项错误答案 C物体在竖直方向上有加速度时，才会出现超重或失重现象，当加速度竖直向上或加速度有竖直向上的分量时，物体处于超重状态，当加速度竖直向下或加速度有竖直向下的分量时，物体处于失重状态.超重、失重状态与物体的运动方向无关.对于不在竖直方向上的加速度，要将加速度按水平方向和竖直方向分解.3(多选)如右图所示，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物块，开始时升降机做匀速运动，物块相对斜面匀速下滑，当升降机加速上升时()A物块与斜面间的摩
10、擦力减小B物块与斜面间的正压力增大C物块相对于斜面减速下滑D物块相对于斜面匀速下滑解析 当升降机加速上升时，物块有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力公式 FfFN 可知接触面间的正压力增大，物块与斜面间的摩擦力增大，故 A 错误，B 正确；设斜面的倾角为，物块的质量为 m，当物块匀速运动时有 mgsinmgcos，即 sincos，假设物块以加速度 a 向上运动时，有 Nm(ga)cos，fm(ga)cos，因为sincos，所以 m(ga)sinm(ga)cos，故物块仍做匀速下滑运动，C 错误，D 正确答案 BD4如图所示，电梯与水平地面成 角，一人静止站在电梯水
11、平梯板上，电梯以恒定加速度 a 启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为 FN 和 f.若电梯启动过程中的加速度减小为a2，则下面结论正确的是()A水平梯板对人的支持力变为FN2B水平梯板对人的摩擦力变为f2C电梯加速启动过程中，人处于失重状态D水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为 fFN解析 当电梯以加速度 a 上升时，人受到重力 mg、电梯的支持力 FN 和摩擦力 f，将加速度分解为水平和竖直两个方向，水平分加速度为 acos，竖直分加速度为 asin，根据牛顿第二定律得，竖直方向有 FNmgmasin，得 FNmgmasin；当 a12a 时，FN 变小，但不等于原来的一半，故 A 错；水平方向有fmacos，当 a12a 时，f 变为原来的一半，故 B 正确；人有向上的加速度，所以处于超重状态，故 C 错误；由上述分析可以知道，人所受的静摩擦力和支持力都发生了改变，水平梯板对人的摩擦力和支持力之比不等于 fFN，故 D 错误答案 B课堂归纳小结知识体系 关键点击1物体处于超重或失重状态时，物体的重力并没有变，只是物体对底面的压力或悬绳的拉力比重力大或比重力小2物体处于超重还是失重状态与物体运动的速度方向无关，只与加速度方向有关，加速度方向向上，处于超重状态，加速度方向向下，处于失重状态.