物理第四章第六節(jié)

1、第六節(jié)超重和失重第六節(jié)超重和失重第四章力與運動第四章力與運動欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動學習目標學習目標1知道超重、失重現(xiàn)象，理解超重、失重的本質(zhì)知道超重、失重現(xiàn)象，理解超重、失重的本質(zhì)2會用牛頓運動定律解決超重、失重的問題會用牛頓運動定律解決超重、失重的問題欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動新知初探自主學習新知初探自主學習一、超重和失重一、超重和失重自主探究自主探究如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m的人站在升降機中的的人站在升降機中的體重計上，當升降機做下列運動時，試比體重計上，當升降機做下列運動時，試比較體重計的示數(shù)較體重計的示數(shù)(即人對體重計的壓力即人對體重計的

2、壓力FN，等于人受的支持力等于人受的支持力FN)與重力與重力mg的關(guān)系的關(guān)系(1)當勻速上升或勻速下降時，由二力平當勻速上升或勻速下降時，由二力平衡得：衡得：_,故示數(shù)故示數(shù)FN_ mg.FNmg欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動(2)當升降機以加速度當升降機以加速度a加速上升或減速下降時，由牛頓第加速上升或減速下降時，由牛頓第二定律列方程：二定律列方程：_得：得：FN_，故示數(shù)故示數(shù)FN_ mg.(3)當升降機以加速度當升降機以加速度a加速下降或減速上升時，同理可加速下降或減速上升時，同理可得：得：FN_,故示數(shù)故示數(shù)FN_ mg；當；當ag時時,示數(shù)示數(shù)FN_.FNmgmam(g

3、a)m(ga)0欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1超重：超重：物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦?_ 物體所受的重力的情況稱為超重現(xiàn)象物體所受的重力的情況稱為超重現(xiàn)象2失重：失重：物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦?_ 物體所受的重力的情況稱為失重現(xiàn)象物體所受的重力的情況稱為失重現(xiàn)象大于大于小于小于欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動二、超重和失重的解釋二、超重和失重的解釋自研教材自研教材1當物體具有豎直向上的加速度時當物體具有豎直向上的加速度時,由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：FN

4、Gma,所以所以FNGma,物體處于物體處于_2當物體具有豎直向下的加速度時當物體具有豎直向下的加速度時,由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：GFNma,所以所以FNGma,物體處于物體處于_超重狀態(tài)超重狀態(tài)失重狀態(tài)失重狀態(tài)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動成功體驗成功體驗超重時加速度方向向上，速度方向一定向上嗎？失重時超重時加速度方向向上，速度方向一定向上嗎？失重時呢？呢？提示：提示：不一定，可加速上升也可減速下降；失重時，可不一定，可加速上升也可減速下降；失重時，可加速下降也可減速上升加速下降也可減速上升欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動三、完全失重現(xiàn)象三、完全失重現(xiàn)象

5、自研教材自研教材如果物體對支持物的壓力如果物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦?為為_，這，這種情況是失重現(xiàn)象中的極限，稱為完全失重現(xiàn)象自由種情況是失重現(xiàn)象中的極限，稱為完全失重現(xiàn)象自由下落過程中的物體就處于一種完全失重的狀態(tài)通常也下落過程中的物體就處于一種完全失重的狀態(tài)通常也把這種接近完全失重的狀態(tài)稱為把這種接近完全失重的狀態(tài)稱為_狀態(tài)狀態(tài)零零微重力微重力欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動成功體驗成功體驗如圖所示，一個底部有孔的空飲料瓶，先用如圖所示，一個底部有孔的空飲料瓶，先用手指按住小孔，往瓶里注水然后放開手指，手指按住小孔，往瓶里注水然后放開手指，觀察到什么現(xiàn)

6、象？放開手指后，讓瓶子自由觀察到什么現(xiàn)象？放開手指后，讓瓶子自由下落，觀察到什么現(xiàn)象？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原下落，觀察到什么現(xiàn)象？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？因是什么？提示：提示：注水后放開手指，水噴射而出，這是因為上層水注水后放開手指，水噴射而出，這是因為上層水對小孔處的水有壓力，從而使水從孔中噴出瓶子下落對小孔處的水有壓力，從而使水從孔中噴出瓶子下落過程中，水并不從小孔噴出，因為此時水、瓶處于完全過程中，水并不從小孔噴出，因為此時水、瓶處于完全失重狀態(tài)，上層水與下層水之間無壓力作用失重狀態(tài)，上層水與下層水之間無壓力作用欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動要點探究講練互動要點探究講練互動要點

7、一對超重現(xiàn)象的理解要點一對超重現(xiàn)象的理解1從拉力的角度看超重：從拉力的角度看超重：超重時物體受到的豎直懸繩超重時物體受到的豎直懸繩(或測力計或測力計)的拉力或水平支撐面的拉力或水平支撐面(或臺秤或臺秤)的支持力大于重的支持力大于重力好像重力變大了，正是由于這樣的原因把這種現(xiàn)象力好像重力變大了，正是由于這樣的原因把這種現(xiàn)象定義為定義為“超重超重”2.從加速度的角度看超重：從加速度的角度看超重：根據(jù)牛頓第二根據(jù)牛頓第二定律，處于超重狀態(tài)的物體的加速度方向定律，處于超重狀態(tài)的物體的加速度方向向上向上(如圖如圖)，這是物體超重的條件，也是，這是物體超重的條件，也是判斷物體超重與否的依據(jù)判斷物體超重與否

8、的依據(jù)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動3從速度的角度看超重：從速度的角度看超重：只要加速度向上物體就處于超只要加速度向上物體就處于超重狀態(tài)，其速度可以向上也可以向下常見的超重狀態(tài)重狀態(tài)，其速度可以向上也可以向下常見的超重狀態(tài)有兩種：加速向上或減速向下運動有兩種：加速向上或減速向下運動4從重力的角度看超重：從重力的角度看超重：物體的重力大小由物體的質(zhì)量物體的重力大小由物體的質(zhì)量和當?shù)氐闹亓铀俣葲Q定，超重或失重時重力不會發(fā)生和當?shù)氐闹亓铀俣葲Q定，超重或失重時重力不會發(fā)生變化，變化的是與重力有關(guān)的現(xiàn)象變化，變化的是與重力有關(guān)的現(xiàn)象特別提醒：特別提醒：(1)當物體的加速度具有豎直向上的

9、分量時，當物體的加速度具有豎直向上的分量時，出現(xiàn)超重現(xiàn)象，與運動方向無關(guān)出現(xiàn)超重現(xiàn)象，與運動方向無關(guān)(2)出現(xiàn)超重現(xiàn)象時，物體的重力并沒有變化出現(xiàn)超重現(xiàn)象時，物體的重力并沒有變化欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動 (單選單選) (2013廣州高一檢測廣州高一檢測)如圖所示，輕質(zhì)彈簧如圖所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小鐵的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小鐵球，在電梯運行時，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止球，在電梯運行時，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量大，這一現(xiàn)象表明時的伸長量大，這一現(xiàn)象表明()A電梯一定是在上升電梯一定是在上升B電梯一

10、定是在下降電梯一定是在下降C電梯的加速度方向一定是向下電梯的加速度方向一定是向下D乘客一定處在超重狀態(tài)乘客一定處在超重狀態(tài)例例1欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動【審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)把握以下兩點：解答本題應(yīng)把握以下兩點：(1)判斷物體處于超重還是失重的狀態(tài)時，只看加速度，判斷物體處于超重還是失重的狀態(tài)時，只看加速度，不看速度不看速度(2)根據(jù)彈簧的彈力與重力的大小關(guān)系判斷電梯運行的加根據(jù)彈簧的彈力與重力的大小關(guān)系判斷電梯運行的加速度方向，但不能判斷速度方向速度方向，但不能判斷速度方向【精講精析精講精析】電梯靜止時，彈簧的拉力和重力相等電梯靜止時，彈簧的拉力和重力相等現(xiàn)在，彈

11、簧的伸長量變大，則彈簧的拉力增大，小鐵球現(xiàn)在，彈簧的伸長量變大，則彈簧的拉力增大，小鐵球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小鐵球處于超受到的合力方向向上，加速度方向向上，小鐵球處于超重狀態(tài)但是電梯的運動方向可能向上也可能向下，故重狀態(tài)但是電梯的運動方向可能向上也可能向下，故選選D.【答案答案】D欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動【規(guī)律方法規(guī)律方法】加速度與超重、失重狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系是：加速度與超重、失重狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系是：(1)a0時，既不超重也不失重，時，既不超重也不失重，F(xiàn)mg(2)a的方向豎直向上時，超重，的方向豎直向上時，超重，F(xiàn)mg(3)a的方向豎直向下時，失重，的方向豎直向

12、下時，失重，F(xiàn)mg(4)ag且方向豎直向下時，完全失重，且方向豎直向下時，完全失重，F(xiàn)0欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1(單選單選)上題中把彈簧換成細繩上題中把彈簧換成細繩,當電梯在豎直方向運動時，當電梯在豎直方向運動時，發(fā)現(xiàn)繩子突然斷了，由此判斷此時電梯的情況是發(fā)現(xiàn)繩子突然斷了，由此判斷此時電梯的情況是()A電梯一定是加速上升電梯一定是加速上升B電梯可能是減速上升電梯可能是減速上升C電梯可能勻速向上運動電梯可能勻速向上運動D電梯的加速度方向一定向上電梯的加速度方向一定向上解析：選解析：選D.由于繩子突然斷了由于繩子突然斷了,說明繩子拉力一定變大了說明繩子拉力一定

13、變大了,由此可知，電梯一定有一方向向上的加速度由此可知，電梯一定有一方向向上的加速度,但電梯并不但電梯并不一定向上運動，故一定向上運動，故A錯誤，錯誤，D正確；電梯減速上升加速度正確；電梯減速上升加速度向下，向下，B錯誤；電梯勻速上升，繩子不可能斷，錯誤；電梯勻速上升，繩子不可能斷，C錯誤錯誤欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動要點二對失重現(xiàn)象的理解要點二對失重現(xiàn)象的理解1從拉力的角度看：失重時物體受到的豎直懸繩從拉力的角度看：失重時物體受到的豎直懸繩(或測力或測力計計)的拉力或水平支撐面的拉力或水平支撐面(或臺秤或臺秤)的支持力小于重力好像的支持力小于重力好像重力變小了，正是由于這樣

14、的原因把這種現(xiàn)象定義為重力變小了，正是由于這樣的原因把這種現(xiàn)象定義為“失失重重”2從加速度的角度看：根據(jù)牛頓第二從加速度的角度看：根據(jù)牛頓第二定律，處于失重狀態(tài)的物體的加速度方定律，處于失重狀態(tài)的物體的加速度方向向下向向下(ag，如圖，如圖)，這是物體失重的，這是物體失重的條件，也是判斷物體失重與否的依據(jù)條件，也是判斷物體失重與否的依據(jù)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動3從速度的角度看：只要加速度向下物體就處于失重狀從速度的角度看：只要加速度向下物體就處于失重狀態(tài)，其速度可以向上也可以向下常見的失重狀態(tài)有兩態(tài)，其速度可以向上也可以向下常見的失重狀態(tài)有兩種：加速向下或減速向上運動種：加

15、速向下或減速向上運動4.物體處于完全失重狀態(tài)物體處于完全失重狀態(tài)(ag)時，重時，重力全部產(chǎn)生加速度，不再產(chǎn)生壓力力全部產(chǎn)生加速度，不再產(chǎn)生壓力(如如圖圖)，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強等體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強等特別提醒：特別提醒：(1)當物體的加速度具有豎直向下的分量時，當物體的加速度具有豎直向下的分量時，出現(xiàn)失重現(xiàn)象，與運動的方向無關(guān)出現(xiàn)失重現(xiàn)象，與運動的方向無關(guān)(2)出現(xiàn)失重現(xiàn)象時，物體的重力并沒有變化出現(xiàn)失重現(xiàn)象時，物體

16、的重力并沒有變化欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動 (雙選雙選)“蹦極蹦極”是一項非常刺激是一項非常刺激的體育運動，某人身系彈性繩自高空的體育運動，某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖中點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長點是彈性繩的原長位置，位置，c點是人能到達的最低點，點是人能到達的最低點，b點是點是人靜止懸吊著時的平衡位置，人在從人靜止懸吊著時的平衡位置，人在從P點點下落到最低點下落到最低點c的過程中的過程中()A人在人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)B在在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C

17、在在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)D在在c點，人的速度為零，其加速度為零點，人的速度為零，其加速度為零例例2欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動【思維流程思維流程】解答本題可按以下思路分析：解答本題可按以下思路分析：【精講精析精講精析】可通過以下表格對各選項逐一進行分析可通過以下表格對各選項逐一進行分析【答案答案】AB選項選項解析過程解析過程結(jié)論結(jié)論A人在人在Pa段只受重力作用，段只受重力作用，ag，完全失，完全失重重B人在人在ab段受重力和向上的拉力，拉力小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，失重于重力，合力向下

18、，加速度向下，失重C人在人在bc段受重力和向上的拉力，拉力大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，超重于重力，合力向上，加速度向上，超重D人到人到c點時，拉力最大，合力最大，加速點時，拉力最大，合力最大，加速度最大度最大欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動【誤區(qū)警示誤區(qū)警示】有些同學誤選有些同學誤選D，認為，認為c點速度為零，加點速度為零，加速度也為零，而實際上速度也為零，而實際上c點是點是bc段過程的終點，拉力大于段過程的終點，拉力大于重力，故加速度不為零重力，故加速度不為零欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2(雙選雙選)如圖所示，在原來

19、做勻速運動的升降機內(nèi)，放有如圖所示，在原來做勻速運動的升降機內(nèi)，放有A物體，物體被一伸長的彈簧拉住且恰好靜止，突然發(fā)現(xiàn)物體，物體被一伸長的彈簧拉住且恰好靜止，突然發(fā)現(xiàn)A被彈簧拉動，則升降機的運動情況可能是被彈簧拉動，則升降機的運動情況可能是()A加速下降加速下降B減速上升減速上升C勻速向右運動勻速向右運動 D勻速向左運動勻速向左運動欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動解析：解析： 選選AB.勻速運動時物體所受靜摩擦力等于彈簧拉勻速運動時物體所受靜摩擦力等于彈簧拉力，重力等于支持力若物體突然被拉向右方，則所受力，重力等于支持力若物體突然被拉向右方，則所受摩擦力變小，壓力變小，支持力小于重力，處于失重狀摩擦力變小，壓力變小，支持力小于重力，處于失重狀態(tài)，故物體加速度向下，所以升降機可能向上減速或向態(tài)，故物體加速度向下，所以升降機可能向上減速或向下加速下加速欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第四章力與運動第四章力與運動尋規(guī)探法思維啟迪尋規(guī)探法思維啟迪超重、失重有關(guān)的計算超重、失重有關(guān)的計算【范例范例】(10分分)某人在以某人在以a12 m/s2的加速度勻加速下的加速度勻加速