（新课标沪科版）《金版新学案》2011高三物理一轮复习 超重与失重课件.ppt

5.55.5超重与失重超重与失重1超重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 物体所受重力的现象，叫做超重2失重：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，叫做失重3完全失重状态：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)的状态，叫做完全失重状态大于大于小于小于为为零零超重与失重 要点梳理物体在什么情况下会出现超重、失重现象？(1)物体处于超重状态时，物体不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动，即只要物体的加速度方向是竖直向上的，物体都处于超重状态物体的运动方向可能向上，也可能向下同理，物体处于失重状态时，物体的加速度竖直向下，物体既可以做竖直向下的加速运动，也可以是竖直向上做减速运动(2)物体不一定在竖直方向上运动，只要其加速度在竖直方向上有分量即可，即ay0.当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态 难点突破对于超重和失重，我们可以这样理解：(1)当物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终存在，而且大小和方向不变，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化看起来好像是重力有所增加(超重)或有所减小(失重)(2)发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于物体在竖直方向上的加速度的大小和方向如果物体具有向上的加速度，物体将产生超重现象，如果物体具有向下的加速度，物体将产生失重现象特别地，当物体竖直向下的加速度等于物体的重力加速度g时，物体处于完全失重状态，此时物体对支持物的压力为零(3)在完全失重的情况下，一切由重力产生的物理现象都会消失 疑点辨析失重就是失去了重力吗？超重与失重现象，仅仅是一种表象，好像物体的重力时大时小处于平衡状态时，物体所受的重力大小等于支持力或拉力，但当物体在竖直方向上做加速运动时，重力和支持力(或拉力)大小就不相等了，所谓超重与失重，只是拉力(或支持力)的增大或减小，是视重的改变物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化对对超重与失重的理解超重与失重的理解 几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层并用照相机进行了相关记录，如图所示。他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是()A根据图2和图3可估测出电梯向上启动时的加速度B根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D根据图4和图5可估测出电梯向下启动时的加速度【解析】图1是停止在1层时的状态，体重计的示数等于人的质量，观察体重计的示数可知图2、5超重，加速度方向向上；图3、4失重，加速度方向向下所以图2、4是加速启动的状态，结合图1可以分别估测出加速向上启动(图1、2)和加速向下启动(图1、4)时的加速度图3、5是减速制动的状态，结合图1可以分别估测出向上制动(图1、3)和向下制动(图1、5)时的加速度，所以C正确【答案】C【规律总结】(1)当物体处于超重状态时，只是产生了竖直向上的加速度，并不是所受的重力增大了物体所受的重力仍旧是原来的大小，其在地球上同一位置上的物体的重力是一定的超重现象只与物体在竖直方向上的加速度有关，而与运动速度的大小和方向均无关(2)物体在发生失重现象时，是由于其在竖直方向上产生了向下的加速度而导致的，并不是物体的重力减少或者失去了，无论物体是否处于失重状态，其重力始终是恒定存在 弹簧测力计下悬挂一个重为10 N的物体，当测力计同物体一起以加速度ag做匀加速下降运动，测力计的示数应为()A10 NB20 NC0 N D15 N【答案】C应应用牛用牛顿顿运运动动定律求解超、失重定律求解超、失重问题问题 某人在地面上最多能举起60 kg的物体，在一个加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体，取g10 m/s2.求：(1)此电梯的加速度；(2)若电梯以(1)中加速度大小加速上升，则此人在电梯中最多能举起多大质量的物体？【答案】(1)2.5 m/s2(2)48 kg【方法总结】解决此类问题应注意：(1)要认真理解题意，挖掘隐含条件(如本题的隐含条件是无论何种条件下，人能施加的最大举力不变)；(2)注意研究对象的选取(如本题中必须选被举物体为研究对象)有时需要整体法和隔离法配合使用2-1 质量是60 kg的人站在升降机的体重计上，如右图所示，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，依据牛顿第二定律列方程，另外由牛顿第三定律知，人受到的支持力与人对秤的压力大小相等，所以体重计的读数即为支持力的大小以人为研究对象受力分析如右图所示(1)匀速上升时，a=0，所以N-mg=0，N=mg=600 N据牛顿第三定律知N=N=600 N.(2)匀加速上升，a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N=N=840 N.(3)匀减速上升和匀加速下降，a的方向都是向下，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N=N=420 N.【答案】(1)600 N(2)840 N(3)420 N“失重失重”并不是失去重力并不是失去重力,那么利用重力原理工作的一那么利用重力原理工作的一些仪器会失灵吗些仪器会失灵吗 在太空站里完全失重的环境中，下列仪器仍可以使用的是()A水银温度计B体重计C打点计时器 D天平E弹簧秤【指点迷津】不能用平常的观点去套用完全失重状态下物理状况的分析，要学会具体问题具体分析水银温度计利用热胀冷缩原理与重力无关，能用：体重计利用重力等于压力，不能用；打点计时器与重力无关，能用；天平利用了重力力矩平衡原理，不能用；弹簧秤原理与重力无关，能用在完全失重状态下，一切由重力产生的物理现象完全消失，因而利用重力原理的一些仪器也就失灵【答案】ACE超重失重的应用技巧(1)超重物体具有向上的加速度时，据牛顿第二定律有Fmgma可得Fm(ga)mg.(2)失重物体具有向下的加速度时，据牛顿第二定律有mgFma可得Fm(ga)mg当ag时，F0，此为完全失重状态 实验小组利用DIS系统(数字化信息实验系统)，观察超重和失重现象他们在学校电梯内做实验，在电梯天花板上固定一个拉力传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上出现如图所示图线，根据图线分析可知下列说法正确的是()A从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态Bt1到t2时间内，电梯一定在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动Ct1到t4时间内，电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下Dt1到t4时间内，电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上【解析】在t1t2时间内Fmg，电梯具有向下的加速度，处于失重状态，t3t4时间内Fmg，电梯有向上的加速度，处于超重状态，A正确因电梯速度方向未知，故当速度方向向上时，则为向上减速或向上加速，当速度方向向下时，则为向下加速或向下减速，C正确【答案】AC1下列关于超重、失重现象，说法正确的是()A超重现象就是重力增大，失重现象就是重力减小B无论是超重还是失重，实质上物体的重力并没改变C卫星中的物体，从一发射开始就处于完全失重状态D不管什么原因，只要物体对支持物(或悬绳)的压力(或拉力)增大，就叫做物体处于超重状态【答案】B2在以加速度a匀加速上升的电梯里，有一质量为m的人，下列说法正确的是()A人的重力为m(ga)B人的重力仍为mgC人对电梯的压力为mgmaD人对电梯的压力为mamg【答案】B台秤的示数3、升降机的底板上放一台秤，台秤上放一物体，当升降机匀速运动时，台秤的示数为10 N；现在台秤的示数突然变为12 N，则升降机可能做的运动是()A加速上升B加速下降C减速上升D减速下降【答案】AD4下列哪个说法是正确的()A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【答案】B5某钢绳所能承受的最大拉力是4104 N，如果用这条钢绳使3.5 t 的货物匀加速上升，则物体在7 s内发生的速度改变不能超过多少？(g取10 m/s2)【解析】方向向上为正由力的合成知：F合Fmg4104 N3.510310 N5103 N由牛顿第二定律：F合ma.得：aF合/m5103/3.5103 m/s2 m/s2由加速度的定义式av/t得：vat 7 m/s 10 m/s【答案】10 m/s