5.5 超重与失重 学案

5.5 超重与失重
【自主导学】
一、超重现象
【知识预习】
1.超重：
（1）定义：物理学中把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：物体具有向上的加速度时，它就处于超重状态与速度的大小和方向无关。
（3）产生原因：根据牛顿第二定律: N-G=ma，所以N=G+ma > G。
（4）实质：物体处于超重时，只是物体对支持物的压力或物体对悬线的拉力大于物体的重力，物体受到的重力大小和方向还是不变的。
【思考交流】
1、在地球表面附近，物体由于地球的吸引而受到重力，那么测量物体重力的方法你知道几种？其原理分别是什么？
2、如图所示，你能想办法在手不接触重物与泡沫板的前提下使泡沫板断裂吗？
失重现象
【知识预习】
1．失重
（1）定义：物理学中把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：物体具有向下的加速度时，它就处于失重状态与速度的大小和方向无关。
（3）产生原因：根据牛顿第二定律: __________，所以_______________。
（4）实质：物体处于失重时，只是物体对支持物的压力或物体对悬线的拉力小于物体的重力，物体受到的重力大小和方向还是不变的。
【思考交流】
1、在超重或失重现象中，物体受到的重力大小是否改变？若人对座椅的压力为0，是否可以认为人所受的重力就为0？为什么？
2、2021年10月16日，搭载神州十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭成功发射，这是我国空间站阶段的第2次载人飞行任务。三位航天员将开启为期6个月的在轨驻留，你知道“天宫”有哪些我们在地面无法观察到的现象吗？
【典型例题】
【例1】下列关于超重、失重现象的说法正确的是（　　）
A．汽车驶过拱形桥顶端时处于失重状态，此时质量没变，重力减小了
B．荡秋千的小孩通过最低点时处于失重状态，此时拉力小于重力
C．宇航员在飞船内处于完全失重状态，而正在进行太空行走的宇航员在飞船外则处于平衡状态
D．电梯加速上升时，电梯中的人处于超重状态，受到的支持力大于重力
【变式1】在一个封闭装置中,用弹簧测力计测一物体的重力,根据读数与物体实际重力之间的关系,判断以下说法正确的是( )
A.读数偏大,表明装置加速上升
B.读数偏小,表明装置加速下降
C.读数为0,表明装置运动的加速度等于重力加速度,但无法判断是向上运动还是向下运动
D.读数准确,表明装置匀速上升或下降
【例2】某人在地面上最多只能举起60kg的物体，那么他在一以2.5m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起多重的物体？(g取10m/s2)
【变式2】如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧测力计，其下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取10m/s2）（　　）
A. 电梯可能向上加速运动，加速度大小为12m/s2
B. 电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s2
C. 电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2
D. 电梯可能向下减速运动，加速度大小为12m/s2
【例3】下列哪一种运动情景中物体将会处于一段持续的完全失重状态（　　）
A. 高楼正常运行的电梯中
B. 沿固定于地面的光滑斜面滑行
C. 固定在杆端随杆绕对地静止圆心在竖直平面内运动
D. 不计空气阻力条件下的竖直上抛
【变式3】在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内，下列仪器中可正常使用的有（ ）
A．摆钟 B．天平 C．弹簧测力计 D．水银温度计 E.密度计
【课堂练习】
1．关于超重和失重的说法正确的是（ ）
A．物体处于超重时，其重力增大了
B．物体处于失重状态时，其重力减小了
C．物体处于完全失重时，其重力为零
D．不论物体超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力都是不变的
2．如图所示，测力计上固定有一个倾角为30°的光滑斜面，用一根细线将一个质量为0.4kg的小球挂在斜面上，测力计有一定的示数。当细线被剪断，物体正下滑时，测力计的示数将如何变化
A.增加4N
B.增加3N
C.减少2N
D.减少1N
3.某厢式电梯在0～8s内的图像如图所示，质量为50kg的某同学站在电梯内，规定竖直向上为正方向，重力加速度取10m/s2，下列说法中正确的是
A．0~2s内该同学处于超重状态
B．6~8s内该同学处于超重状态
C．0~8s内电梯上升的总高度为12m
D．t=ls末，该同学对电梯的压力大小为600N
4．现如今我们的生活已经离不开电梯，如图所示有两种形式的电梯，甲是商场中常用的扶梯，乙是居民楼中常用的直梯。则当它们都加速上升时，（加速度方向如图所示）下列说法正确的是（ ）
A．甲电梯上的人受到重力、支持力和摩擦力的作用
B．甲电梯上的人处于失重状态
C．乙电梯中人受到的摩擦力为零
D．乙电梯中的人受到重力、支持力和摩擦力的作用
5.质量为60kg的人，站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数各是多少？（取g=10m/s2）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以4m/s2的加速度加速上升；
（3）升降机以5m/s2的加速度加速下降。
6.一质量m =35kg的小孩站在竖直电梯内的体重计上。电梯从t=0时刻由静止开始启动，在0到7s内体重计示数F的变化如图所示试问：(取)
（1）小孩乘电梯是上楼还是下楼 简述理由.
（2）在这段时间内电梯运动的距离是多少？
参考答案：
例1D 变式1 C
例2 800N 变式2 C
例3D 变式3 CD
课堂练习：
D
D
AC
AC
【答案】（1） (2) (3)
【答案】下楼，20m.
2021-2022学年高一物理学案（鲁科版2019必修一） 班级：_______________ 姓名：_______________ 学号：_______________
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