高中物理超重與失重課件版必修

第4節(jié)超重和失重一．超重和失重現(xiàn)象

①當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時，由牛頓第二定律a，vGNN′物體對水平支持物的壓力N′（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w的重力，這種現(xiàn)象叫做超重現(xiàn)象．②當(dāng)物體具有豎直向下的加速度時，由牛頓第二定律a，vGNN′③當(dāng)物體具有豎直向下的加速度，且加速度大小等于重力加速度時，物體對水平支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笮榱悖@種狀態(tài)叫做完全失重狀態(tài)．

物體對水平支持物的壓力N′

（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力，這種現(xiàn)象叫做失重現(xiàn)象．二．超重和失重的條件超重向上加速向下減速加速度向上失重向上減速向下加速加速度向下理解：超重和失重是物體在豎直方向上具有加速度時，物體對水平支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┎辉俚扔谥亓Γ侵亓Πl(fā)生變化．

例題1．如圖所示的彈簧秤上放一物體，靜止時彈簧秤的讀數(shù)為30N．若保持秤盤水平，使彈簧秤豎直向上拋出，不計空氣阻力，對于運動過程中彈簧秤的讀數(shù)，下列說法正確的是A．彈簧秤的讀數(shù)在上升階段等于60N，在最高點等于30N，下降階段讀數(shù)為零B．彈簧秤的讀數(shù)在上升階段和下降階段都為零，在最高點等于30NC．彈簧秤的讀數(shù)不為零，在上升階段和下降階段都小于30N，在最高點為零D．上升階段、下降階段和最高點彈簧秤的讀數(shù)都為零av解：將物體和彈簧秤作為整體，不計空氣阻力，拋出后整體只受重力作用，物體和彈簧秤在上升、下降和最高點都具有豎直向下的重力加速度g.而彈簧秤的讀數(shù)是物體對秤盤壓力的大小，由牛頓第三定律，秤盤對物體的支持力與物體對秤盤壓力的大小相等．設(shè)秤盤對物體支持力的大小為N，以物體為研究對象，由牛頓第二定律A．彈簧秤的讀數(shù)在上升階段等于60N，在最高點等于30N，下降階段讀數(shù)為零B．彈簧秤的讀數(shù)在上升階段和下降階段都為零，在最高點等于30NC．彈簧秤的讀數(shù)不為零，在上升階段和下降階段都小于30N，在最高點為零D．上升階段、下降階段和最高點彈簧秤的讀數(shù)都為零答案D

例題2．某舉重運動員在地面上最多能舉起160kg的杠鈴。（1）若該運動員在升降機中能舉起200kg的杠鈴，求升降機加速度的大小和方向（2）若升降機以（1）中等大的加速度減速下降，求該運動員在升降機中舉起杠鈴的最大質(zhì)量（g取10m/s2）

析：運動員對杠鈴的最大支持力，在不同的運動狀態(tài)下是否會發(fā)生變化？當(dāng)杠鈴處于超重或失重狀態(tài)，杠鈴重力是否會發(fā)生變化？當(dāng)杠鈴處于超重或失重狀態(tài)，杠鈴重力和運動員支持力有什么關(guān)系？解：（1）舉重運動員在地面和升降機中對杠鈴的最大支持力是相同的，設(shè)最大支持力為N，在地面上有在升降機中，運動員舉起的杠鈴質(zhì)量比在地面大，說明杠鈴處于失重狀態(tài)，加速度方向豎直向下，故有（2）升降機減速下降，加速度方向豎直向上，杠鈴處于超重狀態(tài)，則．ABCO例題3．如圖所示，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為鐵片，質(zhì)量為m。整個裝置用輕繩懸掛于O點．當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為A．F=mgB．Mg<F<(M+m)gC．F=(M+m)gD．F>(M+m)g解：鐵片由靜止被吸引上升，必為加速上升．對A