必修一：失重与超重及连体问题

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1、牛顿运动定律第二讲：超重与失重及连体问题＞教学目的:仁掌握超重与失重的核心突破点2、学会使用整体法与隔离法解决连休问题3、应用牛顿第二定律分析复杂的连体问题＞知识精讲：一、超重与失重超重现象(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力叫超重现象。(2)产生原因(运动学特征)：物体具有竖直向上的加速度。(3)发生超重现象与物体的运动(速度)方向无关，只要加速度方向竖直向上一物休加速向上运动或减速向下运动都会发生超重现象。2.失重现象(1)定义：物休对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力叫失重现象。(2)产生原因(运动学特

2、征)：物体具有竖直向下的加速度。(3)发生超重现象与物体的运动(速度)方向无关，只要加速度方向竖直向下一物休加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象。3、完全失重现象一失重的特殊情况(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况(即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用L(2)产生原因：物休竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。(3)是否发生完全失重现象与运动(速度)方向无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。4、总结超重利失重超重失重"(1)当物体有向上的加速度吋，产生超重；产生条件

3、(2)当物体有向下的加速度吋，产生失重；(3)当物体有向下的加速度，且“曲产生完全失重。(1)重力不变(2)只是样枫与重力的大小关系改变超重和失重实质二、例题精讲【例题1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24-4所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m=4kg的物休，试分析下列情况下电梯的运动情况(g取40):(1)当弹簧秤的示数Tl=40N,且保持不变・(2)当弹簧秤的示数T2=32N,且保持不变・⑶当弹簧秤的示数T3=44N,且保持不变・暮1图24-1【变式1】电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为

4、40N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N,关于电梯的运动，说法正确的是(g取40m/s2)()A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为4m/s2B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为4m/s2C・电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s2D・电梯可能向下减速运动,加速度大小为2m/s2(g取10m/s2)【例题2］质量为200kg的物体，置于升降机内的台秤上，从静止开始上升，运动过程中台秤的示数F与时间t的关系用如图7・6所示，求升降机在这段时间上升的高度.iF/KN3£-J—.1012345678【变式1】一质量为m=40kg的小孩子站在

5、电梯内的休重计上。电梯从t=0时刻由

6、F/N440I400$•I•I••320；_i••••II100~I——!_I——I——!——L123456静止开始上升，在0到6s内休重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2o【拓展1】如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空。为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶端所受拉力的大小。现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下，5s末滑到杆底时速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的拉力随时

7、间变化情况如图乙所示，g取10m/s2o求：fl)该学生下滑过程中的最大速率(2)滑杆的长度【拓展2】质量为60kg的人站在升降机中的休重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(1)升降机匀速上升(2)升降机以4m/s2的加速度上升(3)升降机以5m/s2的加速度下降（4）升降机以重力加速度g加速下降（5）以加速度a=12m/s2加速下降【拓展3］如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，扌干对地面上的人的压力大小为（）A.(M+m)g・maC.(M+m)gB.(M+m

8、)g+maD.(M-m)g【拓展4】如图1所示，容器中盛有密度为p4的液体，容器口上有支架用细线拴着,一个密度为p2,质量为m的小球浸在液体里（p2>p1）现将细线剪断，求小球在下沉过程中，台秤读数的变化量（忽略液体阻力）•三、连体问题（—）连接体与隔离体两个或两个以上物休相连接组成的物休系统，称为O如果把其中某个物休隔离出来，该物休即为（二）外力和内力如果以物休系为研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的而系统内各物体间的相互作用力为应用牛顿第二定律列方程不考虑则这些内力将转换为隔离休的力。力。如果把物体隔离出来作为研究对象，（三）连接体问

9、题的分析方法K整体法：连接休中的各物休如果求加速度时可以把连接休作为一2、隔离法：如果要求连接