1、第 4 节 超重与失重学 习 目 标 知 识 脉 络1.知道什么是超重和失重2知道产生超重和失重的条件(重点)3会分析、解决超重和失重问题(重点、难点)超 重 现 象先填空1定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象2产生条件：物体有向上的加速度3运动类型：超重物体做向上加速运动或向下减速运动再判断1物体处于超重状态时，一定向上运动()2物体处于超重状态时，可能向下运动()3竖直向上抛出的物体，在上升过程中处于超重状态()后思考“超重”是不是物体所受的重力增加了？【提示】 “超重”不是物体所受的重力增加了，“超重”现象是物体由于具有向上的加速度，对支持物的压力或对悬挂物
2、的拉力大于物体所受重力，物体所受重力没有变化合作探讨在运行的电梯上，某同学站在台秤上突然看到自己的体重变大图 641探讨 1：体重变大的原因？【提示】 人对支持面的压力变大探讨 2：人有加速度吗？什么方向？可能做什么运动？【提示】 有，向上，可能加速上升或减速下降核心点击1实重与视重(1)实重：物体实际所受重力物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化(2)视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重2超重现象(1)超重现象：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力
3、)大于物体所受重力的现象(2)产生超重的原因：当物体具有竖直向上的加速度 a 时，支持物对物体的支持力( 或悬绳的拉力) 为 F.由牛顿第二定律可得： Fmgma.所以 Fm (ga)mg.由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F mg.(3)超重的动力学特点：超重 加速度方向向上 (或有向上的分量)向 上 加 速 运 动向 下 减 速 运 动 1下列说法中正确的是( )A只有正在向上运动的物体，才有可能处于超重状态B超重就是物体所受的重力增大C物体处于超重状态时，地球对它的引力变大D超重时物体所受的重力不变【解析】 只要物体加速度方向向上，物体就处于超重状态，物体也可能向下做
4、减速运动，故 A 错误；超重时物体的重力不变，地球对物体的吸引力也不变，故 B、 C 错误，D 正确【答案】 D2如图 642 所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明( )图 642A电梯一定是在上升B电梯一定是在下降C电梯的加速度方向一定是向下D乘客一定处在超重状态【解析】 电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等现在，弹簧的伸长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故选 D.【答案】 D3质量是 60 kg
5、的人站在升降机中的体重计上，如图 643 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. 【导学号：21862038】图 643【解析】 以人为研究对象受力分析如图所示：(1)匀速上升时 a0，所以Nmg0Nmg600 N.据牛顿第三定律知N N600 N.(2)匀加速上升时，a 向上，取向上为正方向，则NmgmaNm(ga)60(10 4) N840 N据牛顿第三定律知：N N840 N.【答案】 (1)600 N (2)840 N对超重现象理解的两点技巧1物体处于超重状态时，实重(即所受
6、重力)并不变，只是视重变了，视重比实重增加了 ma；2决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关，即物体可以向上加速运动，也可以向下减速运动失 重 现 象先填空1定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力的现象2产生条件：物体有向下的加速度3运动状态：失重物体包括向上减速运动和向下加速运动两种运动情况4完全失重：(1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态(2)产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时，就产生完全失重现象再判断1只要物体向下运动，就会引起失重现象()2物体在完全失重的条件下，对支持它的支撑面压力为零()3物体完
7、全失重时，不受重力作用()后思考在完全失重的情况下，一切由重力产生的现象会消失，那么天平还能测出物体的质量吗？浸在水中的物体还受浮力吗？【提示】 天平不能测质量，浸在水中的物体也不会受到浮力合作探讨找一个用过的易拉罐(或金属罐头盒、塑料瓶)，在靠近底部的侧面打一个孔，用手指按住孔，在里面装上水，如图 644(甲)所示图 644探讨 1：移开手指，会出现什么现象？【提示】 水会从小孔流出探讨 2：如果让罐子自由下落，如图(乙)，在下落过程中，上述现象有变化吗？这是为什么呢？【提示】 水不再流出，因为自由下落过程中水处于完全失重状态，对易拉罐底部没有压力核心点击1对失重现象的理解(1)从力的角度看
8、：失重时物体受到的竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平支撑面( 或台秤 )的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把这种现象定义为“失重”(2)从加速度的角度看：根据牛顿第二定律，处于失重状态的物体的加速度方向向下(a g，如图 645)，这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据图 6452对完全失重的理解：物体处于完全失重状态(ag)时，重力全部产生加速度，不再产生压力(如图 646)，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等图 6464如图 647 所示，A、 B 两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛 (不计空气阻力)
9、下列说法正确的是( )图 647A在上升和下降过程中 A 对 B 的压力一定为零B上升过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力C下降过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力D在上升和下降过程中 A 对 B 的压力等于 A 物体受到的重力【解析】 以 A、B 作为整体，上升过程只受重力作用，所以系统的加速度为 g，方向竖直向下，故系统处于完全失重状态，A、B 之间无弹力作用，A正确，B 错误；下降过程，A、B 仍是处于完全失重状态，A、B 之间也无弹力作用，C 、D 错误【答案】 A5(多选 )在升降机内，一人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了 20%，则下列判断可能正确的是(
10、g 取 10 m/s2) ( ) 【导学号：21862039】A升降机以 8 m/s2 的加速度加速上升B升降机以 2 m/s2 的加速度加速下降C升降机以 2 m/s2 的加速度减速上升D升降机以 8 m/s2 的加速度减速下降【解析】 人发现体重减轻，说明人处于失重状态，加速度向下，由mgN ma，N80%mg，故 a0.2 g2 m/s2，方向向下升降机可能加速下降，也可能减速上升，故 B、C 正确【答案】 BC6一个质量 50 kg 的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量 mA5 kg 的物体 A，当升降机向上运动时，人看到弹簧测力计的示数
11、为 40 N，如图 648 所示，g 取 10 m/s2，求此时人对地板的压力图 648【解析】 依题意可知，弹簧测力计读数为 40 N，而物体 A 的重力Gm Ag50 N，显然弹簧测力计的读数小于物体的重力，即视重小于实重，物体 A 处于失重状态由于人和 A 以及升降机三者具有相同的加速度，因此人也处于失重状态以 A 为研究对象，受力分析如图甲所示由牛顿第二定律得mAgT m Aa甲 乙所以 a m/s22 m/s2，方向向下，人的受力如图乙所mAg TmA 510 405示由牛顿第二定律得MgNMa ，所以 NMgMa400 N由牛顿第三定律可得，人对地板的压力为 400 N，方向向下【答案】 400 N，方向向下对失重现象理解的两点注意：1处于完全失重状态的物体，并不是所受重力消失了，重力并不变，只是物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零2若物体不在竖直方向上运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay 0，即当 ay的方向竖直向上时，物体处于超重状态；当 ay的方向竖直向下时，物体处于失重状态
