2019-2020年沪科版必修一5.4《超重和失重》WORD教案02.doc

2019-2020年沪科版必修一5.4超重和失重WORD教案02悬础问题分类解析什么是超重和失重【例1】 某人站在一台称上，当他猛地下蹲的过程中，台秤读数(不考虑台秤的惯性)( )A先变大后变小，最后等于他的重力 B变大，最后等于他的重力C先变小后变大，最后等于他的重力 D变小，最后等于他的重力解析：人在台秤上猛地往下蹲的过程中，以人的重心为研究对象，先往下做加速运动，后往下做减速运动直至速度减为零，即人的加速度方向是先向下后向上，所以先失重后超重，台称的示数先减小后增大，最后稳定时等于人的重力答案：C点拨：分析出物体运动过程中加速度的方向，是判定超重、失重现象的依据，此题易忽视减速过程而出错.【例2】 我国于2003年10月15日成功发射了“神舟”五号载人飞船，并环绕地球14周后于次日成功返回当它绕地球飞行时，在舱内不能完成的实验是 ( )A用刻度尺测量物体的长度 B用弹簧测力计测量物体重力C用天平测物体的质量 D用水银气压计测舱内大气压解析：飞船绕地球飞行时，飞船以及舱内的物体都处于完全失重状态，所以用弹簧测力计不能测重力；天平的原理是等臂杠杆，不能在舱中测质量；水银气压计也不能测舱内的气压：但可以用刻度尺测量长度，所以应选B、C、D项答案：BCD点拨：飞船绕地球飞行时，飞船以及舱内的物体都处于完全失重状态，因此只要是利用物体的重力来做的实验和测量工具都不能完成和应用.【例3】 “蹦极”是一项非常有刺激性的体育活动，某人系弹性绳自高空P点自由下落，如图5-4-2所示，a点是弹性绳的原长位置，b点是人静止时悬吊着的平衡位置，c点是人所到达的最低点，普通人超重达到重力3倍时，便会感到呼吸困难不计空气阻力，已知弹性绳的劲度系数k=600 Nm(弹性绳的弹力F与其形变量x的关系遵从胡克定律F=kx)，设人重为600 N，人从P点下落到最低点c的过程中：(1)分析人在运动过程中的超重、失重情况；(2)ac的最大长度不得超过多少?解答：(1)判断人处于超重状态还是失重状态，只要看人的加速度方向(图5-4-2)：在Pa段人做自由落体运动，加速度是重力加速度g，人处于完全失重状态，从a到b过程中，人所受的重力总大于弹性绳的弹力，合力方向向下，加速度方向向下，但小于g，人处于失重状态，在b点，人所受重力大小等于弹性绳弹力，加速度为零，从b到c，人所受重力小于弹力，合力方向向上，加速度方向向上，处于超重状态(2)当弹性绳伸长至c点，伸长量为x，物体处于最大超重状态，由题意得弹力不得超过3倍的重力，即kx=3mg，故ac的最大长度为：点拨：判断超重和失重状态，确定加速度方向是关键.【例4】 某人在一以2.5 ms2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起80 kg的物体，那么此人在地面上最多能举起多少千克的物体?若此人在一竖直运动的电梯里最多能举起40 kg的物体，则此电梯运动的加速度是多少?(g取10 ms2，提示：人在任何情况下最大的举力是一定的)解析：以被举起的m1=80 kg的物体为研究对象，有m1g-F=m1a1则人的最大举力F=m1g-m1a1=80(10-25)N=600 N在地面上被举物体的重量若此人只能举起m3=40 kg的物体，则有F-m3g=m3a2得电梯运动的加速度，方向竖直向上即若最多能举起40 kg的物体，则此电梯加速度大小为5 ms2，方向竖直向上答案：60 kg 5 ms2，方向竖直向上点拨：对于超重与失重问题，关键是根据牛顿第二定律求出其加速度.高考题型参考【例5】 (xx海南)游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉，下列描述正确的是 ( )A当升降机加速上升时，游客是处在失重状态B当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D当升降机加速下降时，游客是处在超重状态解析：当升降机加速上升或减速下降时，其加速度方向竖直向上，游客处于超重状态；当升降机加速下降或减速上升时，其加速度方向竖直向下，游客处于失重状态.故选B、C答案：BC点拨：当物体有竖直向上的加速度时其所受合外力方向向上，物体处于超重状态；当物体有竖直向下的加速度时，其所受合外力方向向下，物体处于失重状态.【例6】(xx全国)一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为，g为重力加速度人对电梯底部的压力为 ( )Amg B2mg Cmg D.mg解析：此人处于超重状态，分析此人受力，由牛顿第二定律N-mg=ma，N=m(g+n)=mg，再根据牛顿第三定律，人对底部压力的大小为mg答案：D点拨：当物体加速度方向向上时，物体处于超重状态，且物体所受合外力方向向上；当物体加速度方向向下时，物体处于失重状态，且物体所受合外力方向向下.