第5节 超重与失重
一、超重
[预习填空]
1.定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象.
2.产生条件:物体有 的加速度.
3.运动类型:超重物体做向上 或向下 .
[思考]
1、什么是实重?什么是视重?
2、“超重”是不是物体所受的重力增加了?
[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
探讨1:体重变大的原因?
探讨2:人有加速度吗?什么方向?可能做什么运动?
【总结】:
1、什么是超重现象?
2、超重现象的动力学特点:
【例1】如图所示,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
A.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
【例2】质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上,如图所示,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.
2、失重:
[预习填空]
1.定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象.
2.产生条件:物体有 的加速度.
3.运动状态:失重物体包括向上 和向下 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) 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 时,就产生完全失重现象.
[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(甲)所示.
探讨1:移开手指,会出现什么现象?
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?
【总结】:
1、什么是失重现象?
2、失重现象的动力学特点:
3、什么是完全失重?
【例3】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mA=5 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为40 N,如图所示,g取10 m/s2,求此时人对地板的压力.
【例4】(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(g取10 m/s2) ( )
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
课堂检测
1.一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力( )
A.t=2 s时最大
B.t=2 s时最小
C.t=8.5 s时最大
D.t=8.5 s时最小
2.如图所示,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).下列说法正确的是( )
A.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
参考答案
一、超重
[预习填空]1.大于.2.向上. 3.加速,减速.
[思考]
1.实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关,在地球上的同一位置是不变的.视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重.
2.“超重”不是物体所受的重力增加了
[合作探讨]
探讨1:电梯有向上的加速度
探讨2:人有加速度,方向竖直向上;可能向上做加速或向下减速运动
【总结】:
1.当物体的加速度方向向上时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象
2.F-mg=ma F=m(g+a)
【例1】D
【例2】解析:(1)
(2)
二、失重:
[预习填空]1小于.2.向下.3.减速,加速4. (1)等于零.(2)g
[探讨]
探讨1:水从小孔流出
探讨2:水不会从小孔流出,因为水处于完全失重状态,水不再产生压强。
【总结】:
1.当物体的加速度方向向下时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象
2. mg-F=ma F=m(g-a)
3.当物体的加速度方向向下,大小a=g时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象
【例3】 解析:对于物体A: 对于人:
联立求解得:F2=400N,由牛顿第三定律知人对地板的压力,方向竖直向下
【例4】BC
课堂检测 1.AD 2.A