必修 第一册6 超重和失重导学案

4.6  超重和失重

1、使学生知道何为视重、实重

2、使学生知道超重、失重、完全失重的本质

3、使学生在实际问题中会分析超重、失重、完全失重现象

重点：超重、失重、完全失重的本质

难点：在实际问题中会分析超重、失重、完全失重现象。

【自主学习】

一、视重与实重

1、实重：即物体的实际         的大小

视重：眼睛看到的各种秤的读数，即视重是指支持物对物体的      力（或悬挂物对物体的

      力），是可以读出来的。

2、如右图当装置处于平衡态，则N       G ，视重     实重                  N                               

当装置具有竖直向上的加速度，则N       G ，视重     实重

当装置具有竖直向下的加速度，则N       G ，视重     实重

当装置竖直向下的加速度a = g时，则N =    ，此时视重为      。

二、超重与失重

1、超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)     于物体所受到的重力的情况称为超重

现象。超重的本质是物体具有         的加速度。

2、失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)     于物体所受到的重力的情况称为失重现象。失重的本质是物体具有         的加速度。

3、完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为      的情况称为完全失重现象。

完全失重的本质是物体具有         的加速度，且加速度大小a =      

4、注意：

（1）超重和失重是一种            。

（2）视重是指支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力），是可以改变的。

（3）物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。

（4）超重还是失重由        决定，与         方向无关。

三、超重和失重现象的应用

超重和失重现象的应用（一）

生活中的超重失重：一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得重为G，当此人突然下蹲时，磅秤的读数（    ）

A  先大于G，后小于G      B  先小于G，后大于G

C  大于G                  D  小于G

超重和失重现象的应用（二）

人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只改变物体的速度方向，不改变速度大小。[来源:学*科*网Z*X*X*K]

航天飞机中的人和物都处于                  状态。

思：发射时的情况？

在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！

弹簧测力计无法测量物体的重力，               无法用天平测量物体的质量

但仍能测量拉力或压力的大小。

利用完全失重条件的科学研究

1．关于超重和失重，下列说法正确的是（  ）

A．超重就是物体受的重力增加了

B．失重就是物体受的重力减少了

C．完全失重就是物体一点重力都没有人

D．不论超重、失重或安全失重，物体所受的重力是不变的

2．下列说法中正确的是（  ）

A．只要物体向上运动，速度越大，超重部分越大

B．只要物体向下运动，物体就失重

C．只要物体具有竖直向上加速度，物体就处于超重状态，与物体运动方向和速度大小无关

D．只要物体在竖直方向运动，物体就一定处于超重或失重状态

3．重2 kg的物体用弹簧秤挂在可竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可知，该物体处于________状态，电梯做_________运动，其加速度大小等于___________m/s2。（g取10 m/s2）

4．如图所示，在倾角为的斜面上放着一个质量为m的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对木板的压力大小为（                            ）

A．mgcos   

B．mgtan

C．   

D．

5．一个质量是50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m=5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40 N， g取10 m/s2，求此时人对地板的压力。

6．找一条纸带，在纸带中间部位剪个小缺口，纸带的一端固定一重物，另一端用手拿住，小心提起重物，这时纸带没有断。然后向上加速提起重物，纸带就断了；或者提起重物急剧向下运动后突然停住，纸带也会断裂。做一做，观察现象说明理由。

1．跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程，以下说法正确的有(　　)

A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态

B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态

C．上升过程和下落过程均处于超重状态

D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态

2．如图所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出(　　)

A．A的加速度小于g

B．B的加速度大于g

C．A、B的加速度均为g

D．A、B间的弹力为零

3.如图,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,物块相对于斜面匀速下滑.当升降机加速上升时,( )

A.物块与斜面间的摩擦力减小

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

4.若货物随升降机运动的v－t图像如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是()
 

A.B.C.D.

5.一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上的a的正方向,则人对地板的压力( )
 

A.t=2s时最大    B.t=2s时最小    C.t=8.5s时最大     D.t=8.5s时最小

6.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一个弹簧测力计，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10 N的钩码．弹簧测力计弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示．则下列分析正确的是(　　)

A．从t1到t2，钩码处于失重状态

B．从t3到t4，钩码处于超重状态

C．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在3楼

D．电梯可能开始在3楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼

7.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人能到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c的过程中(　　)

A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态

B．人在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态

C．人在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态

D．人在c点，人的速度为零，其加速度为零

8．一个质量是60 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为m＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40 N，g取10 m/s2，求：

(1)此时升降机的加速度的大小；

(2)此时人对地板的压力．

参考答案：

小试牛刀：

1．D  

2．C

3．超重  变速  3

4．B

5．以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示，选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可行mg-FT=ma，所以，再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN。仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得方程m人g-FN=m人a

所以。

则由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400N，方向竖直向下。  

6．实验中，当重物以加速度a向上运动时，重物受到重力G和纸带的拉力F作用，

由牛顿第二定律知：F-mg=ma，所以F=m(g+a)。这时拉力大于重物所受的重力。当拉力达到纸带承受力时，纸带就断裂了。这种对物体的拉力（或支持力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。当重物由急剧向下运动到停住前这段时间内，重物做向下的减速运动，也属于超重现象。

当堂检测：

1.D

【解析】跳水运动员在空中时无论上升还是下落，加速度方向均竖直向下，由于不计空气阻力，故均为完全失重状态，故选D.

2.CD

【解析】先整体，整体受到重力作用，加速度为g，然后隔离任一物体，可知物体只能受到重力作用加速度才是g，所以两物体间没有相互作用力．

3.B

4.B

5.AD

6.ABD

7.AB

【解析】人在Pa段只受重力作用，a＝g，完全失重，A正确；人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小于重力，合力向下，加速度向下，失重，B正确；人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大于重力，合力向上，加速度向上，超重，C错误；人到c点时，拉力最大，合力最大，加速度最大，D错误．

8.　(1)2 m/s2　(2)480 N

【解析】⑴弹管测力计对物体的拉力FT=40N


对物体由牛顿第二定律可得：FT-mg=ma


解得a=-2m/s2

故升降机加速度大小为2m/s2，方向竖直向下

(2)设地板对人的支持力为FN

对人由牛顿第二定律可得：FN－Mg＝Ma

解得FN＝Mg＋Ma＝60×10 N＋60×(－2) N＝480 N

由牛顿第三定律可得人对地板的压力为480 N