6 第6节　超重和失重课件PPT

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物理第四章　运动和力的关系第6节　超重和失重一、重力的测量1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用______测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝mg。2．另一种方法是，利用力的__________对重力进行测量。天平平衡条件二、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。大于竖直向上2．失重(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。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：a＝g，方向__________。小于竖直向下等于0竖直向下1．判断下列说法是否正确。(1)物体向上运动时一定处于超重状态。(　　)(2)物体减速向下运动时处于失重状态。(　　)(3)物体处于失重状态时重力减小了。(　　)×××(4)物体处于完全失重状态时就不受重力了。(　　)(5)不论物体超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力都是不变的。(　　)(6)超重和失重可根据物体的加速度方向判定。(　　)×√√2．(多选)下列关于超重、失重现象的描述中正确的是(　　)A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态B．在空中做自由落体运动的物体，处于完全失重状态C．磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，车上乘客处于超重状态D．人站在地面上，当其由站立状态开始下蹲的瞬间，处于失重状态√√解析：电梯正在减速上升，加速度向下，则在电梯中的乘客处于失重状态，A错误；在空中做自由落体运动的物体，加速度为向下的g,处于完全失重状态，B正确；磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，竖直方向加速度为零，则车上乘客既不超重也不失重，C错误；人站在地面上，当其由站立状态开始下蹲的瞬间，加速度向下，则处于失重状态，D正确。探究一　对超重、失重现象的理解人站在体重计上静止时，体重计的示数就显示了人的体重。人从站立状态到完全蹲下，体重计的示数如何变化？为什么会发生这样的变化？[要点提示]　体重计的示数先减小后增大，再减小到重力G。因为人在下蹲的过程中，重心下移，即向下做先加速后减速的运动，加速度的方向先向下后向上，所以人先处于失重状态再处于超重状态，最后处于平衡状态，故体重计的示数先减小后增大，再减小到重力G。1．视重当将物体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．超重、失重的分析　 在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。例如：液体的压强、浮力将为0；水银压强计、天平将无法使用；摆钟停摆；弹簧测力计不能测重力等。　 小敏随着十几个人一起乘电梯上五楼，走进电梯时电梯没有显示超载，但电梯刚启动时报警器却响了起来。对这一现象的解释，下列说法正确的是(　　)A．刚启动时，物体的加速度向下，人处于超重状态B．刚启动时，人所受的重力变大了C．刚启动时，人对电梯底板的压力大于底板对人的支持力D．刚启动时，人对电梯底板的压力变大了√[解析]　人随电梯一起加速上升，电梯刚启动时报警器却响了起来，说明人和电梯的加速度向上，合力向上，电梯和人处于超重状态，所以人对电梯底板的压力变大了，故D正确。[针对训练1]　一运动员跳高时的精彩瞬间如图所示，下列说法正确的是(　　)A．运动员起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力B．运动员起跳以后在上升过程中处于失重状态C．运动员在最高点处于平衡状态D．运动员在下降过程中处于超重状态√解析：运动员起跳时加速上升,则地面对他的支持力大于他所受的重力，A错误；运动员起跳以后在上升过程中加速度向下，处于失重状态，B正确；运动员在最高点受重力作用，不是处于平衡状态，C错误；运动员在下降过程中加速度向下，处于完全失重状态，D错误。探究二　超重、失重的分析和计算　 质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少(g取10 m/s2)?(1)升降机匀速上升；(2)升降机以4 m/s2的加速度匀加速上升；(3)升降机以3 m/s2的加速度匀减速上升或匀加速下降。[解析]　以人为研究对象，受力分析如图所示。(1)匀速上升时a＝0，所以N－mg＝0N＝mg＝600 N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小，即N′＝N＝600 N。(2)匀加速上升，a方向向上，取向上为正方向则N－mg＝maN＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小，即N′＝N＝840 N。(3)匀减速上升和匀加速下降，a的方向都是向下的，取向下为正方向，则mg－N＝maN＝m(g－a)＝60×(10－3) N＝420 N据牛顿第三定律知体重计的读数等于人受到的支持力的大小，即N′＝N＝420 N。[答案]　(1)600 N　(2)840 N　(3)420 N [针对训练2]　在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时,传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图像如图所示。试由此图回答问题：(g取10 m/s2)(1)该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？(2)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？解析：(1)根据题意4～18 s物体随电梯一起匀速运动，由平衡条件及牛顿第三定律知：台秤受的压力和物体的重力相等，即G＝30 N；根据超重和失重的本质得：物体的重力不变。(2)超重时：台秤对物体的支持力最大为50 N，失重时：台秤对物体的支持力最小为10 N，答案：(1)30 N　不变　(2)6.67 m/s2　6.67 m/s2探究三　沿斜面运动物体的超重失重问题　 如图所示，质量为M的斜面体始终处于静止状态，当质量为m的物体以加速度a沿斜面加速下滑时有(　　)A．地面对斜面体的支持力大于(M＋m)gB．地面对斜面体的支持力等于(M＋m)gC．地面对斜面体的支持力小于(M＋m)gD．由于不知a的具体数值，无法计算地面对斜面体的支持力的大小√[解析]　对M和m组成的系统，当m具有向下的加速度而M保持平衡时，可以认为系统的重心向下运动，故系统具有向下的加速度，处于失重状态，所受到的地面的支持力小于系统的重力。[针对训练3]　(多选)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车减速上坡时(此时乘客没有靠在靠背上)，下列说法正确的是(　　)A．乘客受重力、支持力两个力的作用B．乘客受重力、支持力、摩擦力三个力的作用C．乘客处于超重状态D．乘客受到的摩擦力的方向水平向左√√解析：减速上坡时，加速度方向沿斜面向下，沿水平和竖直方向分解加速度，可知乘客受水平向左的静摩擦力，B、D正确。1．(对超重与失重的理解)在2018年印尼雅加达亚运会上，中国撑竿跳运动员李玲获得撑竿跳金牌，图为她在比赛中几个画面的示意图。下列说法中正确的是(　　)A．她在助跑过程中，一定做匀加速直线运动B．她在上升过程中，处于失重状态C．她在下落过程中，处于失重状态D．她过最高点时的速度为0√解析：她在助跑过程中，不一定做匀加速直线运动，A错误；她在上升过程中，先加速后减速，先超重后失重，B错误；她在下落过程中，加速度向下，处于失重状态，C正确；她过最高点时还有水平速度，则速度不为0，D错误。2．(对超重与失重的理解)(多选)质量为50 kg的某同学站在升降机中的磅秤上，某时刻该同学发现，磅秤的示数为40 kg，则在该时刻升降机可能是下列哪种方式运动(　　)A．加速下降 B．加速上升C．减速上升 D．减速下降解析：质量为50 kg，这是人的真实质量，发现磅秤的示数是40 kg，说明人是处于失重状态，所以应该有向下的加速度，那么此时的运动可能是向下加速运动，也可能是向上减速运动，所以A、C正确,B、D错误。√√3．(超重与失重的分析计算)如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。下列各种情况中，体重计的示数最大的是(　　)A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0 m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0 m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5 m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5 m/s2√解析：选项A，电梯匀减速上升，加速度向下，由牛顿第二定律有mg－F1＝ma1，解得F1＝m(g－a1)；选项B，电梯匀加速上升，加速度向上，由牛顿第二定律有F2－mg＝ma2，解得F2＝m(g＋a2)；选项C，电梯匀减速下降，加速度向上，由牛顿第二定律有F3－mg＝ma3，解得F3＝m(g＋a3)；选项D，电梯匀加速下降，加速度向下，由牛顿第二定律有mg－F4＝ma4，解得F4＝m(g－a4)。由题意知,a1＝a2＝1.0 m/s2,a3＝a4＝0.5 m/s2，故F2最大，B正确。请做：课后达标 限时训练word部分： 点击进入链接本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放