2018-2019學年高中物理滬科版必修1檢測： 第5章 5.5　超重與失重

1、.5.5超重與失重學 習 目 標知 識 脈 絡1.知道什么是超重和失重2理解產(chǎn)生超重和失重的條件重點3學會分析、解決超重和失重問題重點、難點自 主 預 習·探 新 知知識梳理一、超重現(xiàn)象1超重現(xiàn)象：物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象如圖5­5­1所示圖5­5­12產(chǎn)生條件：物體有向上的加速度3運動狀態(tài)：超重物體包括向上加速運動和向下減速運動兩種運動情況4由牛頓第二定律推理TmgmaTmgma>mg二、失重現(xiàn)象1失重現(xiàn)象：物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫π∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象如圖5­5­2所示圖5

2、­5­22產(chǎn)生條件：物體有向下的加速度3運動狀態(tài)：失重物體包括向上減速運動和向下加速運動兩種運動情況4完全失重1定義：物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治锏膲毫Φ扔诹愕臓顟B(tài)2產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象的條件：當物體豎直向下的加速度等于重力加速度時，產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象5由牛頓第二定律推理mgTma根底自測1考慮判斷1物體處于超重狀態(tài)時，物體的重力增加，處于失重狀態(tài)時物體的重力減小×【提示】物體不管超重、失重，自身的重力都不變2在加速上升的電梯中用彈簧測力計測一物體的重力，彈簧測力計的示數(shù)大于物體的重力3豎直向上拋的物體上升時一定超重×【提示】物體上升速度方向向上，而加速度方向

3、向下，物體失重4完全失重就是物體重力完全消失，不再受重力作用×【提示】完全失重并不是重力消失5在程度面上做加速運動，也會引起失重現(xiàn)象×【提示】程度方向的加速度不會引起超重、失重現(xiàn)象6只要物體有向下的加速度，就會引起失重現(xiàn)象2以下說法中正確的選項是 【導學號：79092126】A只有正在向上運動的物體，才有可能處于超重狀態(tài)B超重就是物體所受的重力增大C物體處于超重狀態(tài)時，地球?qū)λ囊ψ兇驞超重時物體所受的重力不變D只要物體加速度方向向上，物體就處于超重狀態(tài)，物體也可能向下做減速運動，故A錯誤超重時物體的重力不變，地球?qū)ξ矬w的吸引力也不變，故B、C錯誤，D正確3學校秋季運動會

4、上，飛輝同學以背越式成功跳過了1.90 m，如圖5­5­3所示，那么以下說法正確的選項是圖5­5­3A飛輝起跳時地面對他的支持力等于他的重力B起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)C起跳以后在下降過程中處于失重狀態(tài)D起跳以后在下降過程中重力消失了C起跳時做向上的加速運動，加速度向上，所以地面對他的支持力大于他的重力，選項A錯誤；起跳以后，只受重力作用，加速度一直保持豎直向下，所以一直處于失重狀態(tài)，選項C正確，B、D錯誤合 作 探 究·攻 重 難超重現(xiàn)象的分析1.實重與視重1實重：物體實際所受重力物體所受重力不會因為物體運動狀態(tài)的改變而變化2視重：用彈

5、簧測力計或臺秤來測量物體重力時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫做物體的視重當物體與彈簧測力計保持靜止或者勻速運動時，視重等于實重；當存在豎直方向的加速度時，視重不再等于實重2產(chǎn)生超重的原因：當物體具有豎直向上的加速度a時，支持物對物體的支持力或懸繩的拉力為F.由牛頓第二定律可得：Fmgma.所以Fmga>mg.由牛頓第三定律知，物體對支持物的壓力或?qū)依K的拉力F>mg.3超重的動力學特點超重加速度方向向上或有向上的分量質(zhì)量是60 kg的人站在升降機中的體重計上，如圖5­5­4所示，當升降機做以下各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？g取10 m/s2圖5­5

6、73;41升降機勻速上升2升降機以4 m/s2的加速度勻加速上升解析以人為研究對象受力分析如下圖：1勻速上升時a0，所以Nmg0Nmg600 N.據(jù)牛頓第三定律知NN600 N.2勻加速上升時，a向上，取向上為正方向，那么NmgmaNmga60×104 N840 N據(jù)牛頓第三定律知：NN840 N.答案1600 N2840 N解題技巧對超重現(xiàn)象理解的兩點技巧1物體處于超重狀態(tài)時，實重即所受重力并不變，只是視重變了，視重比實重增加了ma.2決定物體超重的因素是物體具有向上的加速度，與速度無關，即物體可以向上加速運動，也可以向下減速運動針對訓練1.如圖5­5­5所示，

7、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)象說明 【導學號：79092127】圖5­5­5A電梯一定是在上升B電梯一定是在下降C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)D電梯靜止時，彈簧的拉力和小鐵球的重力相等如今，彈簧的伸長量變大，那么彈簧的拉力增大，小鐵球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小鐵球處于超重狀態(tài)但是電梯的運動方向可能向上也可能向下，應選D.2如圖5­5­6所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C包括支架的總質(zhì)量為M，B為鐵塊，質(zhì)量為m，整個裝置用輕繩

8、懸掛在O點，在電磁鐵通電，鐵塊被吸引加速上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為圖5­5­6AFmgBMgFMmgCFMmg DFMmgD電磁鐵通電后，鐵塊被吸引加速上升，可認為A、B、C組成的系統(tǒng)重心加速上移，有向上的加速度，即整個系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，那么輕繩拉力F應大于Mmg.應選D.失重現(xiàn)象的分析1.對失重現(xiàn)象的理解1從力的角度看：失重時物體受到的豎直懸繩或測力計的拉力或程度支撐面或臺秤的支持力小于重力，好似重力變小了，正是由于這樣把這種現(xiàn)象定義為“失重2從加速度的角度看：根據(jù)牛頓第二定律，處于失重狀態(tài)的物體的加速度方向向下ag，如圖5­5­7，這是物體失

9、重的條件，也是判斷物體失重與否的根據(jù)圖5­5­73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)有兩種：加速向下或減速向上運動圖5­5­82對完全失重的理解：物體處于完全失重狀態(tài)ag時，重力全部產(chǎn)生加速度，不再產(chǎn)生壓力如圖5­5­8，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強等圖5­5­9多項選擇如圖5­5­9所示，蹦床運發(fā)動從空中落到床面上，運發(fā)動從接觸床面下降到最低點為第一過程，從最低點上升到分

10、開床面為第二過程，運發(fā)動A在第一過程中始終處于失重狀態(tài)B在第二過程中始終處于超重狀態(tài)C在第一過程中先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)D在第二過程中先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)CD在第一過程中，運發(fā)動剛接觸床面時重力大于彈力，運發(fā)動向下做加速運動，運發(fā)動處于失重狀態(tài)；隨床面形變的增大，彈力逐漸增大，彈力大于重力時，運發(fā)動做減速運動，運發(fā)動處于超重狀態(tài)，故A錯誤，C正確；在第二過程中的運動情況與第一過程中是對稱的，加速度方向先向上后向下，先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)，故B錯誤，D正確對失重現(xiàn)象理解的兩點注意1處于完全失重狀態(tài)的物體，并不是所受重力消失了，重力并不變，只是物體對懸掛物的拉力或?qū)χС治?/p>

11、的壓力等于零2假設物體不在豎直方向上運動，但只要其加速度在豎直方向上有分量，即ay0，即當ay的方向豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)；當ay的方向豎直向下時，物體處于失重狀態(tài)針對訓練3如圖5­5­10所示，A、B兩物體疊放在一起，以一樣的初速度上拋不計空氣阻力以下說法正確的選項是圖5­5­10A在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零B上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力A以A、B作為整體，上升過程只受重力作用，所以系統(tǒng)的加速度為g，方向豎直向下，故系統(tǒng)處于完

12、全失重狀態(tài)，A、B之間無彈力作用，A正確，B錯誤下降過程，A、B仍是處于完全失重狀態(tài)，A、B之間也無彈力作用，C、D錯誤4.人在平地上靜止站立時，受到的支撐力等于人的重力做原地縱跳時，在快速下蹲和蹬伸的過程中，人體受到的支撐力發(fā)生變化如圖5­5­11，G為重力，F(xiàn)為支撐力以下曲線能正確反映該變化的是 圖5­5­11D人從靜止站立快速下蹲，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，F(xiàn)<G，在向上蹬伸的過程中，人有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，F(xiàn)>G，當速度最大到騰空之前，重力大于支撐力，騰空后，支撐力為零D選項正確當 堂 達 標·固 雙 基1質(zhì)量為

13、60 kg的人，站在升降機內(nèi)臺秤上，測得體重為480 N，那么升降機的運動應是 【導學號：79092128】A勻速上升或勻速下降B加速上升C減速上升 D減速下降C對人受力分析，受重力和支持力，支持力小于重力，故合力向下，加速度向下，故升降機的加速度也向下；故升降機加速下降或者減速上升；故A、B、D錯誤，C正確；應選C.2為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設計了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整，使座椅始終保持程度，如圖5­5­12所示當此車加速上坡時，乘客圖5­5­12A處于失重狀態(tài)B處于超重狀態(tài)C受到向后的摩擦力作用D所受力的合力沿

14、斜面向下B當此車加速上坡時，整體的加速度沿斜面向上，乘客具有豎直向上的分加速度，所以根據(jù)牛頓運動定律可知乘客處于超重狀態(tài)，故A錯誤，B正確；對乘客進展受力分析，乘客受重力、支持力，乘客加速度沿斜面向上，而靜摩擦力必沿程度方向，乘客有程度向右的分加速度，所以受到向前程度向右的摩擦力作用，故C錯誤；由于乘客加速度沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律得所受合力沿斜面向上，故D錯誤3.一個質(zhì)量50 kg的人站在升降機的地板上，升降機的頂部懸掛了一只彈簧測力計，彈簧測力計下面掛著一個質(zhì)量mA5 kg的物體A，當升降機向上運動時，人看到彈簧測力計的示數(shù)為40 N，如圖5­5­13所示，g取10 m/s2，求此時人對地板的壓力圖5­5­13解析依題意可知，彈簧測力