资源简介

第七节 超重与失重
第四章 牛顿运动定律
目录
CONTENTS
01
学习目标
02
情景导入
03
新课讲解
04
小试牛刀
05
课堂小结
学习目标
01
学习目标
1.理解什么是超重，什么是失重
2.能够解决涉及超重、失重的动力学问题
情境导入
02
电梯中的失重与超重
新课讲解
03
mg
FN
FN－mg＝ma
进而可以有 FN＝mg＋ma > mg
理论分析——电梯加速上升过程
对人受力分析
由牛顿第二定律
试着用上节的知识（牛顿运动定律）分析一下人的受力
mg
FN′
mg－FN′＝ma
进而可以有 FN′＝mg - ma＜mg
理论分析——电梯减速上升过程
对人受力分析
由牛顿第二定律
a
mg
FN
v
mg－FN＝ma
得 FN＝mg－ma加速下降
a
mg
FN
v
FN－mg＝ma
得 FN＝mg + ma>mg
减速下降
理论分析——电梯下降过程
发现：
① 时，体重计的示数大于重力
② 时，体重计的示数小于重力
加速度方向向上
加速度方向向下
0
电梯中的失重与超重——小结
△若电梯自由下落时，人对体重计的压力为 。
推测：
超重
失重
完全失重
即物体所受拉力（支持力）大于自身重力
即物体所受拉力（支持力）小于自身重力
——读数小于重力——失重
——读数大于重力——超重
——读数小于重力——失重
——读数大于重力——超重
实践探究：对电梯实验的模拟与分析
在弹簧秤下端挂一质量为 m 的钩码，分别做如下运动时，观察弹簧秤的拉力变化？
m
加速上升
加速下降
减速上升
减速下降
超重、失重、完全失重的本质
实重即物体的实际重力.
当物体挂在弹簧测力计下时，弹簧测力计的示数视为视重
物体处于平衡状态
物体处于超重时
物体处于失重时
物体完全失重时
F视 = G = mg
F视 ＞ G = mg，a向上，F视 = m( g+a )
F视 ＜ G = mg，a向下，F视 = m( g-a )
F视 =0，a = g
超重、失重、完全失重的本质
物体具有向上的分加速度 ay 时，也属于超重
物体具有向下的分加速度 ay 时，也属于失重
光滑斜面
v
失重
完全失重
完全失重状态下，由重力产生的一切现象都不存在
例如物体对水平支持面没有压力、液体不产生压强、浸没在液体中的物体不受浮力等
涉及超重、失重的动力学问题
这类问题的本质都是动力学中的两类基本问题：
根据运动情况，求解物体对支持物的压力或物体对悬挂物的拉力；或者根据物体对支持力的压力或物体对悬挂物的拉力，判断运动情况
解决问题的关键：
（1）判断超重或失重，根据加速度的方向列式，超重 F- mg = ma；失重 mg - F = ma
（2）求出作用力 F
小试牛刀
04
1.（多选）关于电梯地板上的物体，其受力分析正确的是( )
A.电梯加速向上运动时，物体所受支持力大于重力
B.电梯减速向上运动时，物体所受支持力大于重力
C.电梯加速向下运动时，物体所受支持力小于重力
D.电梯减速向下运动时，物体所受支持力小于重力
AC
答案：AC
解析：若物体加速向上运动，加速度向上；则由牛顿第二定律可知：
；故 ；支持力大于重力，故A正确；若减速向上运动，则加速度向下，则由牛顿第二定律可知： ；故 ；支持力小于重力，故B错误；电梯加速向下时，加速度向下，则由牛顿第二定律可知：
；故 ；支持力小于重力，故C正确；电梯减速向下运动时，加速度向上，则由牛顿第二定律可知： ；故 ；支持力大于重力，故D错误.所以AC正确，BD错误.
2.如图甲所示，在体重计上一同学下蹲和站起，体重计的示数变化如图乙所示，下列说法正是( )
A.a—b段对应的是站起过程，b—c段对应的是下蹲过程
B.d—e段对应的是站起过程，e—f段对应的是下蹲过程
C.a—c段对应的是站起过程，d—f段对应的是下蹲过程
D.c点和d点处于蹲下状态，a点和f点处于直立状态
D
答案：D
解析：AC.根据图乙可知，a-b段视重小于实重，b-c段视重大于实重，则可知a-c段对应整个下蹲过程，即先加速向下，再减速向下，加速度先向下，再向上，先失重，后超重，故AC错误；
B.d-e段视重大于实重，e-f段视重小于实重，则可知d-f段对应整个站起过程，即先加速向上，再减速向上，加速度先向上，再向下，先超重，后失重，故B错误;
D.根据以上分析可知，c点和d点处于蹲下状态，a点和f点处于直立状态，故D正确。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
3.（多选）如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为 ，两底角为 α 和 β 。且 ， 为两个位于斜面上质量均为 m 的小木块。已知所有接触面都是光滑的，现使 同时沿斜面下滑，则下列说法正确的是( )
A.楔形木块静止不动
B.楔形木块向右运动
C.a木块处于超重状态
D.b木块处于失重状态
AD
答案：AD
解析：AB.对木块a由受力平衡可得 ，故木块a对楔形木块的压力为 ，同理，木块b对楔形木块的压力为 ，对楔形木块受力分析，如图，假设地面对楔形木块的摩擦力向左根据共点力平衡条件，且 则有 ，
解得 ，所以楔形木块静止不动，A正确，B错误；CD.对木块a受力分析，如图，
受重力和支持力，可知木块a加速下滑，加速度沿斜面向下，
所以木块a处于失重状态，同理木块b处于失重状态，D正确，
C错误；故选AD。
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
4.某实验小组在电梯内固定一个力传感器，在传感器下方悬挂一个重为10N的钩码，测出的力随时间的变化规律如图所示。则下列分析不正确的是( )
A.从 到 ，钩码处于失重状态
B.从 到 ，钩码处于超重状态
C.电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在3楼
D.电梯可能开始在3楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
C
答案：C
解析：A.从 到 ，钩码受到的拉力小于重力，处于失重状态，A正确；B.从 到 ，钩码受到的拉力大于重力，处于超重状态，B正确；
C.电梯从1楼开始，先加速上升，此时钩码处于超重状态，钩码受到的拉力应大于重力；接着匀速上升，此时钩码受到的拉力和重力相等；最后减速向上，此时钩码处于失重状态，钩码拉力小于重力，C错误；
D.电梯从3楼开始，先加速下降，此时钩码处于失重状态，钩码受到的拉力应小于重力；接着匀速向下，此时钩码受到的拉力和重力相等；最后减速向下，此时钩码处于超重状态，钩码拉力大于重力，D正确。
课堂小结
05
① 超重和失重
（1）超重
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.
①本质：物体具有向上的加速度.
②运动形式：加速向上运动或减速向下运动.
1
G 始终不变
视重（F视）＞实重（G）
（2）失重
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.
①本质：物体具有向下的加速度.
②运动形式：加速度向下运动或减速向上运动.
③完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）为零的状态，即视重为零
视重（F视）＜实重（G）
物体的加速度 a = g，方向竖直向下
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