2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運動和力的關(guān)系第六節(jié)超重和失重學(xué)案新人教版必修1

PAGE4-第6節(jié)超重和失重學(xué)習(xí)目標能運用牛頓運動定律解答較困難的問題。通過試驗，相識超重和失重現(xiàn)象，能通過牛頓運動定律對它們進行定量分析，并能分析和說明一些簡潔的相關(guān)問題。重點難點重點超重和失重的實質(zhì)在超重和失重中對支持物的壓力和對懸掛物拉力的計算難點利用牛頓其次定律解決超重、失重問題。自主探究（一）重力的測量1.在地球表面旁邊，物體由于地球的①而受到重力。2.測量重力常用的兩種方法：一種方法是先測量物體做自由落體運動的②，再用天平測量，③，利用牛頓其次定律可得G=mg。另一種方法是利用④對重力進行測量。將待測物體懸掛或放置在測力計上，使它處于⑤測力計的示數(shù)反映了物體所受重力的大小。（二）超重和失重1.超重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ薜默F(xiàn)象，叫作超重現(xiàn)象。2.失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ叩默F(xiàn)象，叫作失重現(xiàn)象。3.完全失重：物體對支持物（或?qū)覓煳铮嗟默F(xiàn)象，叫作完全失重。答案：①吸引②加速度g③物體的質(zhì)量④力的平衡條件⑤靜止狀態(tài)⑥大于物體所受重力⑦小于物體所受重力⑧完全沒有作用力探究思索【典例一】如圖所示，電梯的頂部掛一個彈簧秤，秤下端掛了一個重物，電梯做勻速運動時，彈簧秤的示數(shù)為10N，在某時刻電梯中的人視察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)?N，關(guān)于電梯的運動，以下說法正確的是（g取）()A.電梯可能向上做加速運動，加速度大小為B.電梯可能向下做加速運動，加速度大小為C.電梯可能向上做減速運動，加速度大小為D.電梯可能向下做減速運動，加速度大小為解析：電梯勻速運動時，彈簧秤的示數(shù)為10N，可知重物的重力等于10N，質(zhì)量為1kg，在某時刻電梯中的人視察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)?N，可知電梯處于失重狀態(tài)，加速度向下，對重物受力分析，依據(jù)牛頓其次定律有，解得，方向豎直向下，則電梯的加速度大小為，方向豎直向下，因此電梯可能向下做加速運動，也可能向上減速運動，故B、C正確，A、D錯誤.答案：BC【典例二】某人在以加速度勻加速下降的升降機中最多能舉起的物體，則此人在地面上最多可舉起多大質(zhì)量的物體？若此人在一勻加速上升的升降機中最多能舉起50kg的物體，則此升降機上升的加速度是多大？(g取)解析：設(shè)此人在地面上的最大“舉力”為F，那么他在以不同加速度運動的升降機中最大的“舉力”仍舊是F.以物體為探討對象進行受力分析，物體的受力示意圖如圖所示，且物體的加速度與升降機相同．當升降機以加速度勻加速下降時，對物體有：得：設(shè)人在地面上最多可舉起質(zhì)量為的物體則設(shè)升降機勻加速上升的加速度為，對物體有：所以升降機勻加速上升的加速度為.答案：60kg；學(xué)問梳理一、重力的測量1.可以依據(jù)當?shù)氐闹亓铀俣萭，用公式計算得到。2.可以依據(jù)用彈簧測力計測量。二、超重和失重1.定義失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象，叫作失重現(xiàn)象。超重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象，叫作超重現(xiàn)象。完全失重：加速度方向豎直向下，a=g，F(xiàn)N=0。2.條件：物體加速度豎直向上時物體超重；物體加速度豎直向下時物體失重。3.超重與失重的推斷首先要依據(jù)物體的受力狀況，分析物體所受合力方向；再依據(jù)合力方向推斷物體的加速度方向；最終依據(jù)加速度方向推斷超、失重。隨堂訓(xùn)練1.電梯地板上放一木箱,質(zhì)量為m。電梯在以的加速度向上加速運動的過程中,木箱()A.處于失重狀態(tài),所受支持力為 B.處于失重狀態(tài),所受支持力為C.處于超重狀態(tài),所受支持力為 D.處于超重狀態(tài),所受支持力為2.一位在地面上最多可以舉起1500N重物的人,在某豎直運動的電梯中最多可以舉起2000N的重物。。該電梯的運動可能是()A.以的加速度加速下降 B.以的加速度減速下降C.以的加速度加速上升 D.以的加速度減速上升3.如圖所示，電梯的頂部掛一個彈簧秤，秤下端掛了一個重物，電梯做勻速運動時，彈簧秤的示數(shù)為10N，在某時刻電梯中的人視察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)?N，關(guān)于電梯的運動，以下說法正確的是（g取）()A.電梯可能向上做加速運動，加速度大小為B.電梯可能向下做加速運動，加速度大小為C.電梯可能向上做減速運動，加速度大小為D.電梯可能向下做減速運動，加速度大小為4.我國選手朱雪瑩在2024年蹦床世界杯系列賽巴庫站女子網(wǎng)上個人決賽中英勇奪冠。若將彈簧床等效為豎直輕彈簧,一運動員在一次蹦床過程中從最低點由靜止豎直向上運動的過程中(彈簧始終在彈性限度內(nèi)),其速度–時間圖象如圖所示,其中段為曲線,直線與曲線相切于c點,部分關(guān)于對稱。已知該運動員的質(zhì)量為45kg,等效彈簧的勁度系數(shù)為,取,不計空氣阻力,則()A.時彈簧處于原長狀態(tài) B.時運動員到達最高處C.時彈簧的壓縮長度為75cm D.0~0.3s內(nèi)運動員處于失重狀態(tài)5.將金屬塊用壓縮的輕彈簧卡在一個箱子中，上頂板和下底板裝有壓力傳感器。當箱子隨電梯以的加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的傳感器顯示的壓力為，下底板的傳感器顯示的壓力為。取，若下底板示數(shù)不變，上頂板示數(shù)是下底板示數(shù)的一半，求電梯的加速度并說明電梯的運動狀況。

答案以及解析1.答案：C解析：電梯在以的加速度向上加速運動的過程中,加速度方向向上,所以木箱處于超重狀態(tài),由牛頓其次定律可得,解得,故C正確。2.答案：D解析：此人最大的舉力為1500N,在豎直向上運動的電梯中最多舉起了2000N的物體,可知物體處于失重狀態(tài)。物體質(zhì)量,由牛頓其次定律得,解得,方向向下,則電梯可能以的加速度減速上升,也可能以的加速度加速下降,故選D。3.答案：BC解析：電梯勻速運動時，彈簧秤的示數(shù)為10N，可知重物的重力等于10N，質(zhì)量為1kg，在某時刻電梯中的人視察到彈簧秤的示數(shù)變?yōu)?N，可知電梯處于失重狀態(tài)，加速度向下，對重物受力分析，依據(jù)牛頓其次定律有，解得，方向豎直向下，則電梯的加速度大小為，方向豎直向下，因此電梯可能向下做加速運動，也可能向上減速運動，故B、C正確，A、D錯誤.4.答案：BC解析：由題圖知時運動員的速度達到最大,此時運動員受到彈簧的彈力與重力平衡,彈簧并非處于原長狀態(tài),選項A錯誤;由于段為直線,表明運動員在時離開彈簧,此時速率,則,得,即時運動員到達最高處,選項B正確;由對稱性可知,曲線在時與時的斜率肯定值相等,運動員加速度大小相等,即,依據(jù)牛頓其次定律有,解得,選項C正確;0~0.3s內(nèi)運動員豎直向上做加速運動,加速度向上,處于超重狀態(tài),選項D錯誤。5.答案：當箱子