2022年高中物理3.6超重与失重教学案教科版必修1

2022年高中物理3.6超重与失重教学案教科版必修1目标定位1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象. 2.能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象1超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的现象(2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度2失重(完全失重)(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象叫完全失重(2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度(ag时，对应完全失重)1想一想：有人说：“在很高的山顶上，物体所受的重力要小于它在平地上所受的重力，这种现象也是失重！”这种说法正确吗？答案不正确，这不是失重失重的本质是重力不变，而“视重”增大或减小在很高的山上，物体所受的重力减小，是由于地球对它的吸引力减小了2想一想：自由落体运动的物体是处于失重还是超重状态呢？答案完全失重自由下落的物体只受到重力作用，对支持物或悬挂物的拉力为零.一、对超重和失重的理解1实重：物体实际所受的重力物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化2视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重3判断物体超重与失重的方法(1)从受力的角度判断：超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力(2)从加速度的角度判断：当物体的加速度方向向上(或加速度有竖直向上的分量)时，处于超重状态当物体的加速度方向向下(或加速度有竖直向下的分量)时，处于失重状态注意：物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关例1关于超重和失重，下列说法正确的是()A物体处于超重时，物体一定在上升B物体处于失重状态时，物体可能在上升C物体处于完全失重时，地球对它的引力就消失了D物体在完全失重时，它所受到的合外力为零解析物体处于超重时，具有向上的加速度，但其运动方向不确定，可能向上加速，也可能向下减速，A错误；物体处于失重或者是完全失重状态时，具有向下的加速度，可能向下加速，也可能向上减速，B正确；完全失重时，物体仍受到地球对它的吸引力，即受到重力的作用，合外力不为零，C、D错误答案B借题发挥1.超重与失重不是重力本身变了，而是物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力发生了变化，若弹力大于重力是超重，反之是失重.2.从牛顿第二定律可以知道，加速度方向是超重、失重判断的关键，若加速度方向向上(包括斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向向下(包括斜向下)，物体处于失重状态例2在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图361甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图象如图乙所示，根据图象分析得出的结论中正确的是()图361A从时刻t1到t2，物块处于失重状态B从时刻t3到t4，物块处于失重状态C电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层D电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层解析从Ft图象可以看出，0t1，Fmg，电梯可能处于静止状态或匀速运动状态；t1t2，Fmg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上运动或减速向下运动；t2t3，Fmg，可能静止或匀速运动；t3t4，Fmg向上加速，向下减速失重方向向下mgFmaFm(ga)mg向下加速，向上减速例4在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是()A升降机以0.8g的加速度加速上升B升降机以0.2g的加速度加速下降C升降机以0.2g的加速度减速上升D升降机以0.8g的加速度减速下降解析若a0.8g，方向竖直向上，由牛顿第二定律有Fmgma得F1.8mg，其中F为人的视重，即人此时处于超重状态，A、D错误；若a0.2g，方向竖直向下，根据牛顿第二定律有mgFma，得F0.8mg，人的视重比实际重力小100%20%，B、C正确答案BC针对训练(xx四川成都期末)如图363所示，挂有一条鱼的弹簧测力计悬在电梯顶部，鱼的质量为m，当地的重力加速度为g，在电梯运行过程中，弹簧测力计示数为Fa则()图363A若Fmg，则电梯一定在匀速运动B若Fmg，则电梯一定在加速上升C若Fmg，则电梯一定在减速上升D若Fmg，则电梯一定在减速上升解析Fmg，电梯超重，可能加速上升也可能减速下降；Fmg是失重状态，电梯可能加速下降或减速上升答案A对超重和失重的理解12013年9月10日，在沈阳奥体中心进行的第十二届全运会女子跳高决赛中，福建名将郑幸娟以1米92的成绩成功卫冕图364为郑幸娟在本届全运会上以背越式成功地跳过了1.92米的高度若忽略空气阻力，g取10 m/s2.则下列说法正确的是()图364A郑幸娟下降过程处于失重状态D郑幸娟下降过程处于超重状态C郑幸娟起跳以后在上升过程中处于超重状态D郑幸娟起跳时地面对她的支持力大于她的重力解析郑幸娟在整个跳高过程中，只受重力作用，处于失重状态，故A正确，B、C错误；起跳时，有向上的加速度，则地面对她的支持力大于她的重力，故D正确答案AD2如图365所示，为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的vt图象，则()图365A物体在02 s内处于失重状态B物体在24 s内处于超重状态C物体在45 s内处于失重状态D由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态解析从加速度的角度看，02 s内加速度为正，表示方向竖直向上，物体处于超重状态，A错误；24 s内升降机匀速上升，加速度为零，即不超重也不失重，B错误；45 s内升降机做减速上升，加速度竖直向下，处于失重状态，C正确；不知道物体的质量，也可以通过加速度的方向来判断升降机处于失重还是超重，D错误故选C.答案C对完全失重的理解3如图366所示，建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处，采用的方式是一工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出，在高处的工人乙将其接住每块砖的质量均为m，现只考虑最上层的两块砖，不计空气阻力，下列说法正确的是()图366A工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态B工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mgC工人甲在将砖块抛出后，砖块处于失重状态D工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于mg解析工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)，砖块具有向上的加速度，处于超重状态，A错误；由牛顿第二定律Nmgma，所以砖块间作用力Nm(ga)mg，B错误；工人甲在将砖块抛出后，砖块具有向下的加速度，处于失重状态，C正确；工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于0，D错误故选C.答案C用牛顿第二定律分析超重和失重现象4一个质量是60 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40 N，g取10m/s2，求：(1)此时升降机的加速度的大小；(2)此时人对地板的压力解析(1)弹簧秤对物体的拉力T40 N，对物体由牛顿第二定律可得：Tmgma解得：a m/s22 m/s2故升降机加速度大小为2 m/s2，方向竖直向下(2)设地板对人的支持力为N，对人由牛顿第二定律可得：NMgMa解得：NMgMa601060(2)N480 N.由牛顿第三定律可得人对地板的压力为480 N答案(1)2 m/s2(2)480 N