《超重与失重》学案(鲁科版必修1).doc

利津一中 高一物理组

超重与失重 学案
【学习目标】
1．知道什么是超重和失重现象，知道产生超重和失重现象的条件。
2．知道完全失重现象及其产生条件。
3．能够应用牛顿第二定律分析处理超重和失重问题。
【学习重点】超重和失重的实质。
【学习难点】应用牛顿定律求解超重和失重问题。
【知识回顾】
1．牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的合力成___正比___，跟物体的质量成___反比___，加速度的方向跟合力的方向___相同___。公式写成：____F合=ma___。
2．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是____大小相等____、____方向相反____，作用线在______一条直线_____上。
【导学过程】
问题1：物体放在盘秤上，物体的重力和物体对测力计的压力有怎样的关系？
实重：由于地球对物体的吸引而产生的力即重力。
视重：测力计的读数，即物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）。
结论1：弹簧秤测量重力的原理：__________________物体在竖直方向处于静止或匀速直线运动状态时，视重＝实重___________________________
__________________________________________________。
一：，升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升，站在升降机里的某位同学质量为50kg，他对升降机地板的压力多大？如果他站在体重计上随电梯一块向上运动，体重计的示数多大？
思考一：体重计的读数指的是哪个力的值的大小？
答：_____________________体重计的读数指的是人对体重计的压力__________________________________。
思考二：人在随电梯上下运动的过程中，重力有没有改变？若改变，怎么变化？答：____________________地球作用于物体的重力始终存在，大小也没有发生变化___________________________________。
结论2：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)___大于___重力的现象，叫做超重。
F=mg＋ma=m(g＋a)>mg（视重>实重）
所超过重量的部分为：ΔF=ma。若a=g，则超重超了100%。
产生超重现象的条件是：物体具有向上的______加速度_____，而不是具有向上的速度。
超重现象包括两种运动情形：向上的____加速____运动，或向下的_____减速____运动。
上例中如果以相等的加速度向上减速呢？
结论3：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）___小于____重力的现象，叫做失重。
F=mg-ma=m(g-a)<mg（视重<实重）
所小于重量的部分为：ΔF=ma。若a=g，则失重50%。
产生失重现象的条件是：物体具有向下的______加速度_____，而不是具有向下的速度。
失重现象包括两种运动情形：向下的_____加速____运动，或向上的_____减速_____运动。 [来]
思考三：当物体以加速度g向下加速运动时结果又如何？
结论4：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于__零___的现象，叫做完全失重现象。
F=mg-ma=m(g-a)=0 （视重= 0）
物体处于完全失重状态时，其重量并没有变化，更没有消失！
产生完全失重现象的条件是：物体具有向下的______加速度_____，且向下的加速度__等于___该处的重力加速度g。
完全失重现象包括三种运动情形：
思考四：处在太空完全失重环境下，下列实验可以实现的是？为什么？
(1)天平，弹簧秤，水银气压计，体重计都可以使用；
(2)可以制造出几百米长的玻璃纤维；
(3)洗脸一定很困难。
二：某同学站在体重计上，在他下蹲的过程中，体重计的读数将【 C 】
A．减小 B．增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
说明：解析：以人的重心为研究对象，该同学在下蹲的过程中经历了两个物理过程．
（1）由静止到向下运动的加速过程，此时人具有向下的加速度，处于失重状态，所以体重计读数将减小．
（2）由运动到静止的减速下蹲过程，此时人具有向上的加速度，处于超重状态，所以体重计读数将变大．
所以正确的答案是C．
物体处于超重或失重状态时地球作用于物体的重力始终存在，大小也没有发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生了变化，看起来好像物体的重量有所增大或减小。
思考五：飞机起飞和降落过程中，分析人的受力情况，并比较人对座椅的压力和自身重力大小关系，并说明人处在什么状态。

课后练习
一、选择题
1.下列关于超重和失重的说法中，正确的是( )
A.物体处于超重状态时，其重力增加了
B.物体处于完全失重状态时，其重力为零
C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
2.容器内盛有部分水，现将容器竖直向上抛出，设容器在上抛过程中不发生翻转，那么下列说法中正确的是( )
A.上升过程中水对容器底面的压力逐渐增大
B.下降过程中水对容器底面的压力逐渐减小
C.在最高点水对容器底面的压力大小等于水的重力大小
D.整个过程中对容器底面都没有压力
3.在一个封闭装置中，用弹簧称一物体的重力，如果读数与物体重力相比有下列偏差，则以下判断中正确的是( )
A.若读数偏大，则装置一定是在向上做加速运动
B.若读数偏小，则装置一定是在向下做加速运动
C.若读数为零，则装置一定是在向下做加速度为g的加速运动
D.若读数为零，则装置可能静止，也可能是在向上或向下做匀速运动
4.电梯内有一个质量为m的物体用细线挂在电梯天花板上.当电梯以g/3的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力为( )
A. mg B. mg C. mg D.mg
5.升降机地板上放一个弹簧秤，盘中放一质量为m的物体，当秤的读数为0.8mg时，升降机的运动可能是( )
A.加速上升 B.加速下降 C.减速上升 D.减速下降
6.如图所示，试管中有一根弹簧，一个质量为m的小球压在弹簧上.开始时手握住试管处于静止状态，现在突然放手，则小球在开始阶段的运动，在地面上的人看来是( )
A.自由落体运动 B.向上升起一定高度后落下
C.向下做加速度小于g的运动 D.向下做加速度大于g的运动

二、填空题
7.某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体；而在一个加速下降的电梯里，此人最多能举起质量为80kg的物体，则此时电梯的加速度应为 m/s2；若电梯以5m/s2的加速度上升，则此人在电梯中最多能举起质量为 kg的物体(g=10m/s2).

8.如图所示的装置以加速度2m/s2竖直上升时，装置中斜面体的倾角α＝37°.质量为10kg的小球对斜面的压力是 N；对竖直板的压力是 N(g取10m/s2).
三、计算题
9.质量为200kg的物体，置于升降机内的台秤上，从静止开始上升，运动过程中台秤的示数F与时间t的关系用如图7-6所示，求升降机在这段时间上升的高度.(g取10m/s2)

10.如图所示，固定在地面上的斜面体B，质量为M，与水平方向的夹角为α，物体A的质量为m，A与B之间无摩擦，当A以初速度v0沿斜面向上滑动时，B对地面的压力多大?