教科版物理必修1 第三章 第6節(jié)：深入剖析超重、失重現(xiàn)象 （講義）

1、.高中物理深化剖析超重、失重現(xiàn)象一、考點(diǎn)打破：考點(diǎn)課程目的備注超重、失重現(xiàn)象1. 知道什么是超重和失重；2. 知道產(chǎn)生超重和失重的條件；3. 會分析、解決超重和失重問題高考中以選擇題的形式出現(xiàn)，是牛頓第二定律的應(yīng)用，和實(shí)際的物理情景聯(lián)絡(luò)較多，通過牛頓第二定律糾正同學(xué)們在平時(shí)的一些錯(cuò)誤認(rèn)識二、重難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：會分析、解決超重和失重問題。難點(diǎn)：識別實(shí)際現(xiàn)象中的超重和失重。1. 超重1定義：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谖矬w所受重力的情況。2產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度。3運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：向上加速或向下減速。2. 失重1定義：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮谖矬w所受重力的情況。2產(chǎn)生

2、條件：物體具有向下的加速度。3運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：向上減速或向下加速。3. 完全失重1定義：物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Φ扔诹愕那闆r稱為完全失重現(xiàn)象。2產(chǎn)生條件：物體的加速度ag，方向豎直向下。3作用效果特征：與重力有關(guān)的現(xiàn)象消失了。4. 對超重與失重現(xiàn)象的理解1超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力仍然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化即“視重發(fā)生變化。2只要物體有向上或向下的加速度，物體就處于超重或失重狀態(tài)，與物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)無關(guān)。3盡管物體的加速度不是在豎直方向，但只要其加速度在豎直方

3、向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài)。4物體超重或失重的多少是由物體的質(zhì)量和豎直加速度共同決定的，其大小等于ma?？紤]：超重是不是物體重力增加？失重是不是物體重力減?。?在完全失重的系統(tǒng)中，哪些測量儀器不能使用？例題1 豎直升降的電梯內(nèi)的天花板上懸掛著一根彈簧秤，如下圖，彈簧秤的秤鉤上懸掛一個(gè)質(zhì)量m4kg的物體，試分析以下情況下電梯的運(yùn)動(dòng)情況g取10m/s2：1當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T140N，且保持不變；2當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T232N，且保持不變；3當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T344N，且保持不變。思路分析：選取物體為研究對象，它受到重力mg和豎直向上的拉力T的作用，規(guī)定豎直向上方向?yàn)檎较颉?當(dāng)T140N時(shí)，根

4、據(jù)牛頓第二定律有T1mgma1，解得這時(shí)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；2當(dāng)T232N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有T2mgma2，解得這，式中的負(fù)號表示物體的加速度方向與所選定的正方向相反，即電梯的加速度方向豎直向下，電梯加速下降或減速上升。3當(dāng)T344N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有T3mgma3，解得這時(shí)，a3為正值表示電梯的加速度方向與所選的正方向一樣，即電梯的加速度方向豎直向上，電梯加速上升或減速下降。答案：1當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T140N，且保持不變時(shí)，電梯處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；2當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T232N，且保持不變時(shí)，電梯加速下降或減速上升；3當(dāng)彈簧秤的示數(shù)T344N，且保持不變時(shí)，電梯加速上升或減速下

5、降。例題2 如下圖，滑輪的質(zhì)量不計(jì)，三個(gè)物體的質(zhì)量關(guān)系是：m1m2m3，這時(shí)彈簧秤的讀數(shù)為T，假設(shè)把物體m2從右邊移到左邊的物體m1上，彈簧秤的讀數(shù)T將 A. 增大B. 減小C. 不變D. 無法判斷思路分析：1假設(shè)僅需定性討論彈簧秤讀數(shù)T的變化情況，那么當(dāng)m2從右邊移到左邊后，左邊的物體加速下降，右邊的物體以大小一樣的加速度加速上升，由于m1m2m3，故系統(tǒng)的重心加速下降，系統(tǒng)處于失重狀態(tài)，因此Tm1m2m3g，而m2移至m1上后，由于左邊物體m1、m2加速下降而失重，因此跨過滑輪的連線張力T0m1m2g；由于右邊物體m3加速上升而超重，因此跨過滑輪的連線張力T0m3g。2假設(shè)需定量計(jì)算彈簧秤

6、的讀數(shù)，那么將m1、m2、m3三個(gè)物體組成的連接體使用隔離法，求出其間的互相作用力T0，而彈簧秤讀數(shù)T2T0，即可求解。答案：B【方法提煉】物體或系統(tǒng)具有向上的加速度或在豎直方向上加速度向上的分量，那么物體對懸線的拉力或?qū)χС治锏膲毫Υ笥谄渲亓?；反之那么小于。利用超失重的概念可輕松判斷壓力或拉力與重力的大小關(guān)系。針對訓(xùn)練：如下圖，物體A被平行于斜面的細(xì)線拴在斜面的上端，整個(gè)裝置保持靜止?fàn)顟B(tài)，斜面被固定在臺秤上，物體與斜面間無摩擦，裝置穩(wěn)定后，當(dāng)細(xì)線被燒斷物體下滑時(shí)與靜止時(shí)相比較，臺秤的示數(shù)A. 增加 B. 減小 C. 不變 D. 無法確定思路分析：細(xì)線被燒斷物體沿斜面下滑時(shí)不受摩擦力，那么物體A將加速下滑，那么物體A的加速度沿豎直向下方向的分量不為0，那么A處于失重狀態(tài)，故臺秤對系統(tǒng)的支持力將減小，故B正確。答案：B總分值訓(xùn)練：如下圖，質(zhì)量為M的木楔ABC靜置于粗糙程度面上，在斜面頂端將一質(zhì)量為m的物體，以一定的初速度從A點(diǎn)沿平行斜面的方向推出，物體m沿斜面向下做減速運(yùn)動(dòng)，在減速運(yùn)動(dòng)過程中，以下有關(guān)說法中正確的選項(xiàng)是A. 地面對木楔的支持力大于MmgB. 地面對木楔的支持力小于MmgC. 地面對木楔的支持力等于MmgD. 地面對木楔的摩擦力為0思路分析：由于物體m沿斜面向下做減速運(yùn)動(dòng)，那么物體