高中物理 6.4 超重与失重学案5 鲁科版必修1

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1、超重与失重[概念导思]一、视重：把竖直弹簧秤或水平台秤的示数叫做物体的视重。通过测量物体对弹簧秤的拉力或台秤来感知重力，但视重不一定等于重力若当物体做向上加速运动或向下减速运动时，视重大于重力；当物体做向下加速运动或向上做减速运动时，视重小于重力二、超重与失重：所谓的超重和失重，是把物体的视重和物体的重力进行比较，相对而言的，如果物体视重大于重力，就说物体处于超重状态；如果物体视重小于重力，就说物体处于失重状态；如果视重为零，就说物体处于完全失重状态。注意：（1）无论物体处于超重还是失重状态，物体的重力都没有改变。      （2）水平方向的加速度不影响物体的视重。（3

2、）物体运动时，只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态。同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态[例题解析]ABυ例1A和B是叠放在一起的两木块。现将它们一起以初速度υ向上抛出，不考虑空气阻力。则抛出后B的受力情况是（）A．只受重力作用B．受重力和A的压力作用C．受重力、A的压力和摩擦力作用D．受重力、A的压力和支持力作用解析：由于A、B抛出后它们的加速度均为重力加速度g，A、B均处于完全失重状态，其间没有挤压，不存在压力和摩擦力。答案：A例2一位同学的家住在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，发现电梯启动后的速度图象

3、符合如图所示的规律，根据这一规律在电梯内用台秤、重物和秒表测量这座楼房的高度。Otυt1他将台秤放在电梯内，重物放在台秤的托盘上，让电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。在整个过程中，记录了台秤在不同时间段内的示数，记录的数据如下表所示。但由于0～3.0s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来。假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，取g=10m/s2。时间/s台秤示数/kg电梯启动前5.00～3.03.0～13.05.013.0～19.04.619.0以上5.0(1)电梯在0～3.0s时间段内台秤的示数应该是多少?(2)根据测量的数据，计算该

4、座楼房每一层的平均高度．解析：由图象知，电梯先匀加速运动，再匀速运动，最后匀减速运动到停止。由表中的数据可以判断：电梯加速的时间是减速时间的一半，则加速时的加速度大小是减速时的2倍。先求出电梯减速时的加速度，就知道了电梯加速运动时的加速度，进一步求出电梯在0～3.0s时间段内台秤的示数及电梯在19s内的位移，再求出每层的高度。答案：由表中的数据知，物体的质量m=5.0kg，电梯匀加速运动的时间t1=3.0s，匀速运动的时间t2=10.0s，匀减速运动的时间t3=6.0s，3.0s～13.0ss内支持力N2=mg=50N，13.0s～19.0s内，支持力N3=46N。(1

5、)由牛顿第二定律得mg–N3=ma3解得在t3时间内，a3=0.8m/s213.0s末物体速度υ2=a3t3=4.8m/s电梯在3.0s末的速度υ1=υ2=4.8m/s0～3.0s内的加速度a1==1.6m/s2N1–mg=ma1解得N1=58N根据牛顿第三定律知，台秤示数为5.8kg。(2)总高度H=υ1t1+υ1t2+υ2t3=69.6m每层高度h==m=2.9m反思本题中，电梯加速上升时物体处于超重状态，电梯减速上升时物体处于失重状态。物体是处于超重状态还是处于失重状态，与物体的运动速度大小及方向无关，仅与加速度方向有关：当加速度方向向上时，物体处于超重状态；当加

6、速度方向向下时，物体处于失重状态。无论物体处于超重状态还是处于失重状态，其重力都没有变化。变形题如图所示，升降机的天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长10cm，运动时弹簧伸长5cm，取g=9.8m/s2。则升降机的运动状态可能是（）A．以a=1m/s2的加速度加速下降B．以a=1m/s2的加速度加速上升C．以a=4.9m/s2的加速度减速上升D．以a=4.9m/s2的加速度加速下降提示：升降机运动时，弹簧伸长量变小，弹力减小，物体处于失重状态，具有竖直向下的加速度。静止时F1=mg，运动时F2=F1=mg，mg–F2=ma，所以a=g=4.9m/s2。答案：

7、CD。