第5节 超重与失重 [学习目标] 1.理解超重、失重和完全失重现象,掌握产生超重、失重现象的条件(重点)。2.会利用牛顿运动定律分析超重与失重,并能进行相关计算(重难点)。 一、超重和失重 在弹簧测力计上挂一个重物,观察并记下静止时测力计的示数。 (1)让挂着重物的测力计缓缓地向上或向下做匀速运动,观察测力计的示数有无变化 (2)使挂着重物的测力计突然竖直向上做加速运动(如图所示),仔细观察在加速的瞬间测力计示数有无变化 (3)使挂着重物的测力计突然竖直向下做加速运动,观察测力计示数的变化。 1.超重现象 (1)定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象。 (2)产生条件:物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。 2.失重现象 (1)定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象。 (2)产生条件:物体具有 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。 3.完全失重现象 (1)定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 的现象。 (2)产生条件:a=g,方向 。 1.在超重或失重现象中,物体受到的重力大小是否改变 若人对座椅的压力为0,是否可以认为人所受的重力就为0 为什么 2.物体超重还是失重是与物体的速度有关还是与物体的加速度有关 (1)超重就是物体受到的重力增加了。 ( ) (2)物体处于完全失重状态时,物体的重力就消失了。 ( ) (3)物体处于超重状态时,物体一定在上升。 ( ) (4)举重运动员高举杠铃静止时处于超重状态。 ( ) (5)跳高运动员上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态。 ( ) (6)不计空气阻力,抛向空中的矿泉水瓶中的水,对侧壁和底部的压力都为零。 ( ) 例1 某同学手提一袋水果站在电梯内。在下列四种情形中,手受到的拉力最大的是 ( ) A.电梯匀速上升 B.电梯匀速下降 C.电梯加速上升 D.电梯加速下降 例2 (多选)(2023·福建厦门一中月考)如图为10米跳台运动员在决赛中的关键一跳,关于运动员在从起跳到落水的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是 ( ) A.起跳离开跳台以后,重心在上升的过程中,运动员处于超重状态 B.在起跳的过程中,跳台对运动员的作用力大于运动员对跳台的作用力 C.起跳未离开跳台向上加速的过程中,跳台对运动员的作用力大于运动员的重力 D.运动员离开跳台到落水的过程中一直处于失重状态 例3 (2023·厦门市高一期末)某人站在力传感器(连着计算机)上完成下蹲动作,计算机屏幕上显示出力传感器的示数F随时间t变化的情况如图所示,t1~t3为下蹲时间。下列说法正确的是 ( ) A.t1~t2时间内先失重后超重 B.t2~t3时间内先超重后失重 C.t1时刻加速度不为零 D.t2时刻加速度为零 判断超重、失重状态的方法 1.从受力的角度判断:当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态。 2.从加速度的角度判断:当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为g时处于完全失重状态。 3.超重或失重与速度无关。 二、超重、失重的相关计算 在弹簧测力计上挂一重物,重物质量为m,重力加速度为g,若弹簧测力计竖直向上运动和竖直向下运动的加速度大小均为a,则这两种情况下弹簧测力计示数分别为多少 例4 为了观察超重和失重现象,质量为50 kg的小红站在电梯内的体重计上,如图所示。求电梯处于下列运动状态时体重计的示数。(取重力加速度g=10 m/s2) (1)电梯匀速上升; (2)电梯以0.8 m/s2的加速度匀加速上升; (3)电梯以0.8 m/s2的加速度匀减速上升。 超重、失重的比较 特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图 平衡 a=0 F=mg 静止或匀速直线运动 超重 ... ...
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