2018-2019學(xué)年高中物理滬科版必修1檢測(cè)： 第5章 5.5　超重與失重

1、.5.5超重與失重學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)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(diǎn)3學(xué)會(huì)分析、解決超重和失重問(wèn)題重點(diǎn)、難點(diǎn)自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識(shí)梳理一、超重現(xiàn)象1超重現(xiàn)象：物體對(duì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)：超重物體包括向上加速運(yùn)動(dòng)和向下減速運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)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(duì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)：失重物體包括向上減速運(yùn)動(dòng)和向下加速運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)情況4完全失重1定義：物體對(duì)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(dāng)物體豎直向下的加速度等于重力加速度時(shí)，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(cè)1考慮判斷1物體處于超重狀態(tài)時(shí)，物體的重力增加，處于失重狀態(tài)時(shí)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(cè)力計(jì)測(cè)一物體的重力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于物體的重力3豎直向上拋的物體上升時(shí)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(yùn)動(dòng)，也會(huì)引起失重現(xiàn)象×【提示】程度方向的加速度不會(huì)引起超重、失重現(xiàn)象6只要物體有向下的加速度，就會(huì)引起失重現(xiàn)象2以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：79092126】A只有正在向上運(yùn)動(dòng)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(shí)，地球?qū)λ囊ψ兇驞超重時(shí)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(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤超重時(shí)物體的重力不變，地球?qū)ξ矬w的吸引力也不變，故B、C錯(cuò)誤，D正確3學(xué)校秋季運(yùn)動(dòng)會(huì)

4、上，飛輝同學(xué)以背越式成功跳過(guò)了1.90 m，如圖5­5­3所示，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖5­5­3A飛輝起跳時(shí)地面對(duì)他的支持力等于他的重力B起跳以后在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)C起跳以后在下降過(guò)程中處于失重狀態(tài)D起跳以后在下降過(guò)程中重力消失了C起跳時(shí)做向上的加速運(yùn)動(dòng)，加速度向上，所以地面對(duì)他的支持力大于他的重力，選項(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤合 作 探 究·攻 重 難超重現(xiàn)象的分析1.實(shí)重與視重1實(shí)重：物體實(shí)際所受重力物體所受重力不會(huì)因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而變化2視重：用彈

5、簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤來(lái)測(cè)量物體重力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)叫做物體的視重當(dāng)物體與彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止或者勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，視重等于實(shí)重；當(dāng)存在豎直方向的加速度時(shí)，視重不再等于實(shí)重2產(chǎn)生超重的原因：當(dāng)物體具有豎直向上的加速度a時(shí)，支持物對(duì)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(duì)支持物的壓力或?qū)依K的拉力F>mg.3超重的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)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(jī)中的體重計(jì)上，如圖5­5­4所示，當(dāng)升降機(jī)做以下各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)是多少？g取10 m/s2圖5­5

6、73;41升降機(jī)勻速上升2升降機(jī)以4 m/s2的加速度勻加速上升解析以人為研究對(duì)象受力分析如下圖：1勻速上升時(shí)a0，所以Nmg0Nmg600 N.據(jù)牛頓第三定律知NN600 N.2勻加速上升時(shí)，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(duì)超重現(xiàn)象理解的兩點(diǎn)技巧1物體處于超重狀態(tài)時(shí)，實(shí)重即所受重力并不變，只是視重變了，視重比實(shí)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(wú)關(guān)，即物體可以向上加速運(yùn)動(dòng)，也可以向下減速運(yùn)動(dòng)針對(duì)訓(xùn)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(gè)小鐵球，在電梯運(yùn)行時(shí)，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長(zhǎng)量比電梯靜止時(shí)的伸長(zhǎng)量大，這一現(xiàn)象說(shuō)明 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：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(shí)，彈簧的拉力和小鐵球的重力相等如今，彈簧的伸長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)方向可能向上也可能向下，應(yīng)選D.2如圖5­5­6所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤(pán)，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(gè)裝置用輕繩

8、懸掛在O點(diǎn)，在電磁鐵通電，鐵塊被吸引加速上升的過(guò)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(rèn)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(gè)系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，那么輕繩拉力F應(yīng)大于Mmg.應(yīng)選D.失重現(xiàn)象的分析1.對(duì)失重現(xiàn)象的理解1從力的角度看：失重時(shí)物體受到的豎直懸繩或測(cè)力計(jì)的拉力或程度支撐面或臺(tái)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(jiàn)的失重狀態(tài)有兩種：加速向下或減速向上運(yùn)動(dòng)圖5­5­82對(duì)完全失重的理解：物體處于完全失重狀態(tài)ag時(shí)，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(huì)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(qiáng)等圖5­5­9多項(xiàng)選擇如圖5­5­9所示，蹦床運(yùn)發(fā)動(dòng)從空中落到床面上，運(yùn)發(fā)動(dòng)從接觸床面下降到最低點(diǎn)為第一過(guò)程，從最低點(diǎn)上升到分

10、開(kāi)床面為第二過(guò)程，運(yùn)發(fā)動(dòng)A在第一過(guò)程中始終處于失重狀態(tài)B在第二過(guò)程中始終處于超重狀態(tài)C在第一過(guò)程中先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)D在第二過(guò)程中先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)CD在第一過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)剛接觸床面時(shí)重力大于彈力，運(yùn)發(fā)動(dòng)向下做加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)發(fā)動(dòng)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(shí)，運(yùn)發(fā)動(dòng)做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)發(fā)動(dòng)處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，C正確；在第二過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況與第一過(guò)程中是對(duì)稱(chēng)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(cuò)誤，D正確對(duì)失重現(xiàn)象理解的兩點(diǎn)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(duì)懸掛物的拉力或?qū)χС治?/p>

11、的壓力等于零2假設(shè)物體不在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，但只要其加速度在豎直方向上有分量，即ay0，即當(dāng)ay的方向豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)ay的方向豎直向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài)針對(duì)訓(xùn)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(jì)空氣阻力以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖5­5­10A在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力一定為零B上升過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力C下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力D在上升和下降過(guò)程中A對(duì)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(guò)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(wú)彈力作用，A正確，B錯(cuò)誤下降過(guò)程，A、B仍是處于完全失重狀態(tài)，A、B之間也無(wú)彈力作用，C、D錯(cuò)誤4.人在平地上靜止站立時(shí)，受到的支撐力等于人的重力做原地縱跳時(shí)，在快速下蹲和蹬伸的過(guò)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(guò)程中，人有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，F(xiàn)>G，當(dāng)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(xiàng)正確當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1質(zhì)量為

13、60 kg的人，站在升降機(jī)內(nèi)臺(tái)秤上，測(cè)得體重為480 N，那么升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：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(duì)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(jī)的加速度也向下；故升降機(jī)加速下降或者減速上升；故A、B、D錯(cuò)誤，C正確；應(yīng)選C.2為了讓乘客乘車(chē)更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)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(dòng)調(diào)整，使座椅始終保持程度，如圖5­5­12所示當(dāng)此車(chē)加速上坡時(shí)，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(dāng)此車(chē)加速上坡時(shí)，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(yùn)動(dòng)定律可知乘客處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)乘客進(jìn)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(cuò)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(cuò)誤3.一個(gè)質(zhì)量50 kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)的頂部懸掛了一只彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)下面掛著一個(gè)質(zhì)量mA5 kg的物體A，當(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，人看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為40 N，如圖5­5­13所示，g取10 m/s2，求此時(shí)人對(duì)地板的壓力圖5­5­13解析依題意可知，彈簧測(cè)力