物理高专题复习——超重与失重
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专题三、超重和失重分析推理:1、试证明:静止悬挂在弹簧秤下的物体对弹簧秤的拉力等于物体的重力。
2、试证明:静止站在水平地面上的人对地面的压力等于人所受的重力。
3、试说明:体重计的原理观察与思考:人站在体重计上,在蹲下或站起的过程中,体重计的读数有何变化?为什么称重体重时身体必须是静止的?1、超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象。
2、失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为失重现象。
为什么会有超重与失重现象?出现超重与失重时,物体所受的重力变了吗?注意:Array(1)当物体有向上的加速度时(包括加速上升或减速下降),产生超重现象。
(2)产生超重现象时,物体的重力并没有变化,只是物体对水平支持物体的压力或对悬挂物体的拉力增大。
(即:视重>实重。
)(3)当物体有向下的加速度时(包括加速下降或减速上升),产生失重现象。
(4)产生失重现象时,物体的重力并没有变化,只是物体对水平支持物体的压力或对悬挂物体的拉力减小。
(即:视重<实重。
)二、完全失重如果一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,这种情况是失重现象中的极限,称为完全失重现象。
当升降机以重力加速度g竖直下降,即做自由落体运动时:此时物体对升降机的压力N=G-mg=0,就是完全失重状态。
1、超重和失重的条件:(1)当物体有竖直向上的加速度时,产生超重现象。
(2)当物体有竖直向下的加速度时,产生失重现象。
(3)当物体有竖直向下的加速度且a=g时,产生完全失重现象。
(即物体发生超重和失重现象时,只与物体的加速度有关,而与物体的速度方向无关。
)实质:物体所受的重力仍然存在,且大小不变,只是对物体的拉力F拉或压力F压与重力的大小关系改变。
1、超重和失重是一种物理现象。
2、视重是指支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力),是可以改变的。
3、物体的重力与运动状态无关,不论物体处于超重还是失重状态,重力不变。
高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—超重和失重课程标准课标解读1.知道常用的测量重力的方法。
2.了解超重和失重的含义,认识超重和失重现象。
3.能运用牛顿运动定律分析求解超重、失重问题。
1、通过体验或者实验,认识超重和失重现象。
2、通过在电梯里观察体重计示数或其他方式发现超重和失重现象产生的条件,并应用牛顿运动定律分析超重和失重现象发生的动力学原因,理解超重和失重现象的本质,培养学生从实际情境中捕捉信息、发现问题并提出问题的能力。
3、通过查阅资料、分享和交流,了解超重和失重现象在各个领域中的应用,解释生活中的超重和失重现象,培养学生用科学知识解释生活现象的能力,激发学生的学习热情和兴趣,形成良好的科学态度与责任。
知识点01重力的测量法1:利用G=mg法2:利用二力平衡【即学即练1】下列关于重力的说法中正确的是()A.物体只有静止时才受重力作用B.重力的方向总是指向地心C.地面上的物体在赤道上受的重力最小D.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力解析:选C物体受到重力的作用,与物体的运动状态无关,A错误;重力的方向总是竖直向下,不一定指向地心,B错误;赤道上重力加速度最小,因此地面上的物体在赤道上受的重力最小,C正确;物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时,弹簧测力计的示数才等于物体的重力,故D错误。
知识点02超重和失重1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向下的加速度.3.完全失重(1)定义:物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象.(2)产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下.4.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关.(2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.技巧点拨1.判断超重和失重的方法(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,物体处于失重状态;等于零时,物体处于完全失重状态.(2)从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时,物体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态.2.对超重和失重现象的理解(1)发生超重或失重现象时,物体所受的重力没有变化,只是压力(或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了).(2)物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关,而与速度方向无关.(3)物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定,其大小等于ma.(4)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等.【即学即练2】“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图5中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平衡位置,空气阻力不计,则人从P点落下到最低点c的过程中()A.人从a点开始做减速运动,一直处于失重状态B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于超重状态C.在bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态D.在c点,人的速度为零,其加速度也为零答案C解析在Pa段绳还没有被拉长,人做自由落体运动,所以处于完全失重状态,在ab段绳的拉力小于人的重力,人受到的合力向下,有向下的加速度,处于失重状态;在bc段绳的拉力大于人的重力,人受到的合力向上,有向上的加速度,处于超重状态,故A、B错误,C正确;在c点,绳的形变量最大,绳的拉力最大,人受到的合力向上,有向上的加速度,处于超重状态,故D错误.【即学即练3】(多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力()A.t=2s时最大B.t=2s时最小C.t=8.5s时最大D.t=8.5s时最小答案AD解析人乘电梯向上运动,规定向上为正方向,人受到重力和支持力两个力的作用,则有F-mg=ma,即F=mg+ma,根据牛顿第三定律知,人对地板的压力大小等于地板对人的支持力大小,将对应时刻的加速度(包含正负号)代入上式,可得选项A、D正确,B、C错误.考法01通过图像考查超重和失重现象【典例1】如图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间.由图线可知,该同学的体重约为650N,除此以外,还可以得到以下信息()A.1s时人处在下蹲的最低点B.2s时人处于下蹲静止状态C.0~4s内该同学做了2次下蹲-起立的动作D.下蹲过程中人始终处于失重状态答案B解析人在下蹲的过程中,先加速向下运动,此时加速度方向向下,故人处于失重状态,最后人静止,故后半段是人减速向下的过程,此时加速度方向向上,人处于超重状态,故下蹲过程中人先失重后超重,选项D错误;在1s时人向下的加速度最大,故此时人并没有静止,它不是下蹲的最低点,选项A错误;2s时人已经历了失重和超重两个过程,故此时处于下蹲静止状态,选项B正确;该同学在前2s时是下蹲过程,后2s是起立的过程,所以共做了1次下蹲-起立的动作,选项C错误.考法02超重和失重现象中的定量运算【典例2】一质量为m的人站在电梯中,电梯匀加速上升,加速度大小为1 3 g(g为重力加速度).人对电梯底部的压力大小为()A.13mg B.2mgC.43mg D.mg答案C解析根据牛顿第二定律有F N-mg=ma,解得电梯底部对人的支持力大小为F N=43mg,由牛顿第三定律知,人对电梯底部的压力大小为F N′=43mg,选项C正确.题组A基础过关练1.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示.乘客所受支持力的大小用F N表示,速度大小用v表示.重力加速度大小为g.以下判断正确的是()A.0~t1时间内,v增大,F N>mgB.t1~t2时间内,v减小,F N<mgC.t2~t3时间内,v增大,F N<mgD.t2~t3时间内,v减小,F N>mg答案D解析根据s-t图像的斜率表示速度可知,0~t1时间内v增大,t2~t3时间内v减小,t1~t2时间内v不变,故B、C错误;0~t1时间内速度越来越大,加速度向下,处于失重状态,则F N<mg,故A错误;t2~t3时间内,速度逐渐减小,加速度向上,处于超重状态,则F N>mg,故D正确.2.2019年11月,在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中,某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军,如图2所示.则下列说法正确的是(不计空气阻力)()A.王鑫宇在上升阶段重力变大了B.王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态C.王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力D.王鑫宇在助跑过程中,地面对他的支持力大于他对地面的压力答案B解析王鑫宇在上升阶段只受重力,处于失重状态,且重力大小不变,所以B正确,A错误;地面对人的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,所以C、D错误.3.如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作.下列F-t图像能反映体重计示数随时间变化的是()答案C解析体重计的读数为小芳所受的支持力大小,下蹲过程小芳的速度从0开始最后又回到0,因此小芳先加速运动后减速运动,加速度方向先向下后向上,即先失重后超重,所以支持力先小于重力,后大于重力,因此选C.4.判断正误:(1)超重就是物体的重力变大的现象。
高考物理复习专题——超重和失重一.重力的测量原理:1.测量仪器分类:〔1〕悬挂类:〔2〕支持类:2.测量仪器的示数(称为视重)含义:关于悬挂类,示数为物体对悬挂物的拉力,由牛顿第三定律可知,该力等于物体所受的拉力.关于支持类,示数为物体对悬挂物的压力,由牛顿第三定律可知,该力等于物体所受的支持力.通过牛顿第三定律,可将对弹簧秤受力的研究转换为对物体受力的研究.不管物体状态如何,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)始终等于支持物(或悬挂物)对物体的作用力.3.物体重力的测量要求:只有在物体处于平稳状态时,弹簧秤的示数(视重)才等于物体所受的重力.二.超重和失重:1.概念:〔1〕假如弹簧秤的示数大于物体所受的重力,现在就发生了超重现象,即物体对支持物的压力〔或对悬挂物的拉力〕大于物体所受重力的现象称为超重现象,发生超重现象时,物体所受的重力不变,因此超重现象只是测量重力的仪器感受该物体比静止时重了,因此讲超重了.〔2〕假如弹簧秤的示数小于物体所受的重力,现在就发生了失重现象,即物体对支持物的压力〔或对悬挂物的拉力〕小于物体所受重力的现象称为失重现象,发生失重现象时,物体所受的重力不变,因此失重现象只是测量重力的仪器感受该物体比静止时轻了,因此讲失重了.〔3〕假如物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力(示数为零),即测量重力的仪器感受物重完全消逝,这种状态叫做完全失重状态,现在物体所受的重力也没变.2.条件:当物体具有向上的加速度时,产生超重现象;当物体具有向下的加速度时,产生失重现象;当物体向下的加速度等于重力加速度时(现在物体只受重力),处于完全失重状态.3.特点:当物体m有向上的加速度a时,物体超重,超出部分为ma;N21345213451234FNF /N t/s t 1 0 t 2 t 3 t 4 10当物体m 有向下的加速度a 时,物体失重,失去部分为ma .三.练习:1.关于超重和失重,以下讲法中正确的选项是:〔 〕A .超重确实是物体受的重力增加了B .失重确实是物体受的重力减小了C .完全失重确实是物体一点重力都不受了D .不论超重或失重物体所受重力是不变的2.如下图,质量为50kg 的某同学站在升降机中的磅秤上,某一时刻该同学发觉磅秤的示数为40kg ,那么在该时刻升降机可能是以以下哪种方式运动?〔 〕A .匀速上升B .加速上升C .减速上升D .减速下降3.如下图,弹簧秤外壳质量为m ,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩上吊一重物.现用一竖直向上的外力拉弹簧秤,当弹簧秤向上做匀速直线运动时,示数为F 1;假设让弹簧秤以加速度a 向上做加速直线运动,那么弹簧秤的示数为(重力加速度为g ):〔 〕A .mgB .F 1 +mgC .F 1 +maD .(1+a g)F 1 4.把木箱放在电梯的水平地板上,那么以下运动中地板受到的压力最小的是:〔 〕A .电梯以a =5m /s 2的加速度匀减速上升B .电梯以a =2m /s 2的加速度匀加速上升C .电梯以a =2.5m /s 2的加速度匀加速下降D .电梯以υ =10m /s 的加速度匀速上升5.为了研究超重与失重现象,某同学把一体重计放在电梯的地板上,将一物体放在体重计上随电梯运动 并观看体重计示数的变化情形.下表记录了几个特定时刻体重计的示数,表内时刻不表示先后顺序〕时刻t 0 t 1 t 2 t 3 体重计示数〔kg 〕 45.0 50.0 40.045.0 假设t 0时刻电梯静止,那么:〔 〕A .t 1和t 2时刻电梯的加速度方向一定相反B .t 1和t 2时刻物体的质量并没有发生变化,但所受重力发生了变化C .t 1和t 2时刻电梯运动的加速度大小相等,运动方向一定相反D .t 3时刻电梯一定静止6.苹果园中学某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩(跟弹簧相连的挂钩) 向下,并在钩上悬挂一个重为10N 的钩码.弹簧秤的弹力随时刻变化的规律可通过一传感器直截了当得出, 如下图的F-t 图象.依照F-t 图象,以下分析正确的选项是:〔 〕A .从时刻t 1到t 2,钩码处于超重状态B .从时刻t 3到t 4,钩码处于失重状态C .电梯可能开始停在15楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼D .电梯可能开始停在1楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15楼7.如下图,升降机里的物体m 被轻弹簧悬挂,物体与升降机原先都处于竖直方向的匀速运动状态,某时刻由于升降机的运动状态变化而导直线致弹簧突然伸长了,那么现在升降机 的运动状态可能为:〔 〕 mA .加速下降B .减速下降C .加速上升D .减速上升8.原先做匀速运动的升降机内,有一被伸长弹簧拉住的,具有一定质量的物体A 静止在地板上,如图,现发觉A 突然被弹簧拉向右方,由此可知现在升降机的运动可能是〔 〕A .加速上升B .减速上升C .加速下降D .减速下降9.如下图,一个人站在医用体重计上测体重,当她站在体重计的测盘上不动时测得体重为G ,〔1〕当此人在体重计上突然下蹲时,那么体重计的读数〔 B 〕〔2〕假设此人在体重计上下蹲后又突然站起,那么体重计的读数〔 A 〕A .先大于G ,后小于G ,最后等于GB .先小于G ,后大于G ,最后等于GC .大于GD .小于G10.跳高运动员从地面上起跳的瞬时,以下讲法中正确的有:〔 〕A .地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力B .地面对运动员的支持力等于运动员对地面的压力C .运动员对地面的压力大于运动员受到的重力D .运动员对地面的压力等于运动员受到的重力11.某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N .他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t 0至t 3时刻段内,弹簧秤的示数如图甲所示,取电梯向上运动的方向为正,电梯运行的υ-t 图可能是图乙中的:〔 〕12.某人在地面上最多能举起60kg 的重物,那么此人在以5 m /s 2的加速度加速上升的电梯中,最多能举起40kg 的重物;假设此人电梯中最多能举起75kg 的重物,那么电梯的加速度大小为2 m /s 2,方向竖直向下〔取g = 10m /s 2〕.13.蹦床是一项体育运动,运动员利用弹性较大的水平钢丝网,上下弹跳,以下关于运动员上下运动过程的分析正确的选项是:〔 〕A .运动员在空中上升和下落过程都处于失重状态B .运动员在空中上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态C .运动员与蹦床刚接触的瞬时,是其下落过程中速度最大的时刻D .从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中,运动员做先加速后减速的变速运动14.在静止的升降机中有一天平,将天平左边放物体,右边放砝码,并调至平稳.假如:①升降机匀加速上升,那么天平右倾②升降机匀减速上升,那么天平仍保持平稳 ③升降机匀加速下降,那么天平左倾 ④升降机匀减速下降,那么天平仍保持平稳 那么以上讲法正确的选项是:〔 〕A .①②B .③④C .②④D .①③15.前苏联时期在空间建立了一座实验室,至今仍在地球上空运行.这座空间站中所有物体都处于完全失重状态,那么在其中能够完成以下哪个实验:〔 〕 图乙 图甲 440 t F /N 540 490 t t t t 3 υ D t 0 t 1 t 2 t 3 C t 0 t 1 t 2 t 3 υ B 0 t 1 t 2 t 3 υ A t 0 t 1 t 2 t 3 υA .用天平称量物体的质量B .用弹簧秤测物体的重力C .用水银气压计测舱内气体的压强D .用两个弹簧秤验证牛顿第三定律16.几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中.一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直截了当到10层,之后又从10层直截了当回到1层.并用照相机进行了相关记录,如下图.他们依照记录,进行了以下推断分析,其中正确的选项是:〔 〕A .依照图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度B .依照图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C .依照图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D .依照图4和图5可估测出电梯向下起动时的加速度 50 50 图1 图2 图3 图4图5 9 10 2 1 1。
高一物理超重失重知识点超重和失重是物理中常用的概念,涉及到天体运动、重力以及物体在不同环境中的表现等方面。
在高一物理学习中,了解超重和失重的知识点对于理解物体在不同环境中的行为非常重要。
本文将详细介绍高一物理中的超重和失重知识点。
1. 超重的概念及原因超重是指物体在受到支持力作用时,所具有的实际重力大于其重力。
具体来说,当物体在加速度为g的电梯或电梯下降时,人体所受到的支持力小于其实际重力,此时人体会感觉自身重力增大,产生压力感。
这种现象被称为超重。
造成超重的原因是受到了加速度的影响。
根据牛顿第二定律可以得知,物体所受到的力的大小与物体的质量和加速度有关,而不仅仅是物体的重力。
因此,在加速度的作用下,物体会感受到超过其重力的合力,从而产生超重感。
2. 超重的计算公式超重的计算公式为:超重力 = 物体的实际重力 - 物体的支持力超重力的计算可以通过代入实际重力和支持力的数值来进行。
需要注意的是,当物体在垂直向下的自由落体运动中时,超重力为0,因为此时物体不受到支持力。
3. 失重的概念及原因失重是指物体在无重力环境中的运动状态。
在太空中,物体所受到的重力几乎为0,因此物体将处于一种没有重力的状态,称为失重状态。
此时,物体自由运动,没有受到任何外力的影响。
造成失重的主要原因是物体所处的环境中重力的影响极小。
在地球上,失重状态可以通过在真空条件下进行的实验来模拟。
在这种情况下,物体受到的空气阻力等因素都可以忽略不计,物体将近似处于失重状态。
4. 超重和失重的实际应用超重和失重是理解天体运动、航天器设计等领域的重要概念。
在航天器发射和返回过程中,乘员将会遭遇超重和失重的状态。
了解这些状态对于设计合适的安全设备和保障乘员健康非常重要。
此外,在天体运动的研究中,超重和失重的概念也有着广泛的应用。
例如,人造卫星的轨道计算、行星运动的模拟等都需要考虑到超重和失重的影响。
总结:高一物理中的超重和失重是重要的知识点,涉及到重力、支持力以及物体在不同环境中的动力学行为等方面。
超重、失重和完全失重知识详解 1. 实重与视重 (1)实重:物体实际所受的重力,物体所受的重力不会因物体运动状态的改变而变化。
(2)视重:当物体在竖直方向有加速度时(即0a y≠),物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。
说明:正因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于实重,所以我们用弹簧测力计测物体重力时,强调应在静止或匀速运动状态下进行。
2. 超重和失重现象(1)超重现象:当支持物存在向上的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体本身重力的现象称为超重现象。
若支持物或悬挂物为测力计,则超重时“视重”大于实重,超出的部分为ma ,此时物体可有向上加速或向下减速两种运动形式。
(2)失重现象:当支持物存在向下的加速度时,物体对支持力的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体本身重力的现象称为失重现象。
失重时“视重”小于实重,失去的部分为ma ,此时物体可做向上减速运动或向下加速运动。
在失重现象中,物体对支持物体的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态称为完全失重状态。
此时“视重”等于零,物体运动的加速度方向向下,大小为g 。
【典型例题】例1. 据报载,我国航天第一人杨利伟的质量为63kg (装备质量不计),假如飞船以2s /m 6.8的加速度竖直上升,这时他对坐椅的压力多大?杨利伟训练时承受的压力可达到8个G ,这表示什么意思?当飞船返回地面,减速下降时,请你判断一下杨利伟应该有什么样的感觉?(g 取2s /m 10)训练1:. 某人在地面上最多能举起kg 60的物体,而在一个加速下降的电梯里最多能举起kg 80的物体。
求(1)此电梯的加速度多大?(2)若电梯以此加速度上升,则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少?(g=2s /m 10)训练2. (2006年全国II )一质量为m=40kg 的水孩站在电梯内的体重计上,电梯从0t =时刻由静止开始上升,在0至6s 内体重计示数F 的变化如图所示。
高考物理母题系列专题二十二、超重和失重问题【解法归纳】当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态(物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力);当物体具有向下的加速度时,物体处于失重状态(物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于重力);当物体向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态(物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零)。
忽略空气阻力的自由落体和竖直上抛、平抛、斜抛运动的物体,都处于完全失重状态。
例22.(2010高考海南物理)如图5,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块,木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为A.加速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降【解析】:木箱静止时物块对箱顶有压力,则物块受到箱顶向下的压力。
当物块对箱顶刚好无压力时,表明系统处于超重状态,有向上的加速度,属于超重,木箱的运动状态可能为加速上升或减速下降,选项BD正确。
【答案】BD【点评】此题考查受力分析、牛顿第二定律及超重和失重现象。
要注意题述中的“可能”运动状态,不要漏选。
衍生题1.(2011河南百所名校联考)高层住宅与写字楼已成为城市中的亮丽风景,电梯是高层住宅与写字楼必配的设施。
某同学将一轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,如图所示。
在电梯运行时,该同学发现轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了,这一现象表明()A.电梯一定是在下降B.该同学可能处于超重状态C.电梯的加速度方向一定是向下D.该同学对电梯地板的压力小于其重力【解析】轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小,说明电梯具有向下的加速度,不能说明电梯是下降还是上升,选项A错误;该同学一定处在失重状态,对电梯地板的压力小于其重力,选项B错误CD正确。
【答案】CD衍生题2.(2010青岛模拟)一体重为500N的同学站在体重计上,在升降机中研究超重与失重现象,升降机在上升过程中经历了加速、匀速和减速三个阶段,则比较符合实际情况的体重计的示数依次应为A.520N、500N、480N B.480N、500N、520NC.480N、520N、500N D.500N、500N、500N解析:加速上升,加速度方向向上,超重,体重计示数大于体重;匀速,体重计的示数等于体重;减速上升,加速度方向向下,失重,体重计示数小于体重,所以选项A正确。
超重和失重问题及其拓展刘清发超重和失重现象是很重要的物理现象,在实际应用中如果能灵活地运用此现象处理问题,将会受益匪浅。
一、超重和失重的定义1. 超重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于物体所受重力的现象叫做超重。
2. 失重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)小于物体所受重力的现象叫做失重。
二、能够发生超重或失重现象的条件1. 发生超重现象的条件:当物体做向上加速运动或向下减速运动时,物体均处于超重状态,即不管物体如何运动,只要具有向上的加速度,物体就处于超重状态。
2. 发生失重现象的条件:当物体做向下加速运动或向上做减速运动时,物体均处于失重状态,即不管物体如何运动,只要具有向下的加速度,物体就处于失重状态。
3. 拓展:并非只有物体在竖直方向上加速向上或减速向下运动时,物体才处于超重状态,其实物体运动时,只要加速度具有向上的分量,物体就处于超重状态;同理只要加速度具有向下的分量,物体就处于失重状态。
例1. 在太空站的完全失重环境中,下列仪器能继续使用的是()A. 水银温度计B. 体重计C. 打点计时器D. 天平E. 连通器F. 水银压力计G. 密度计H. 弹簧秤解析:在太空站中的物体处于完全失重状态,与重力有关的物理现象全部消失,故答案为A、C、H。
三、物体的视重与实重=;视1. 定义:实重即物体的实际重力,在地面附近物体的实重与质量的关系为G mg重即表面上看起来物体有多重,它的大小为物体对支持物的实际压力或者对悬挂物实际的拉力的大小。
2. 实重与视重的关系设物体的质量为m,物体向上或者向下的加速度为a,当地的重力加速度为g,则(1)超重时:-=由牛顿第二定律得:F mg ma视=+则F mg ma视视重等于实质加上ma ,视重比实重超出了ma 。
(2)失重时:由牛顿第二定律得:mg F ma -=视则F mg ma 视=-视重等于实重减去ma ,视重比实重“失去”了ma 。
例 2. 某人在一以252./m s 的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起质量为m kg =80的物体,则该人在地面上最多能举起质量M 为多少的重物?(g m s =102/)解析:无论人在地面上还是在匀加速下降或者上升的电梯里,该人向上的最大举力是不变的,升降机匀加速下降,说明物体处于失重状态,举力 ()F mg ma N N =-=⨯-=801025600. 所以在地面上M F gkg ==60,故此人在地面上最多能举起60kg 的物体。
超重和失重【学习目标】1.理解超重和失重现象的含义。
2.能通过牛顿定律对超重和失重进行定量地分析。
【要点梳理】要点一、超重与失重(1)提出问题你乘过垂直升降式电梯吗?当电梯开始启动上升时,你会心慌同时也会充分体验到“脚踏实地”的感觉,电梯即将停止上升时,则会头晕同时有种“飘飘然”的感觉,这就是失重和超重造成的.(2)实重与视重①实重:物体实际所受的重力.物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化.②视重:当物体在竖直方向上有加速度时(即a ≠0),物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重.【说明】正因为当物体在竖直方向有加速度时视重不再等于实重,所以我们在用弹簧测力计测物体重力时,强调应在静止或匀速运动状态下进行.(3)超重和失重现象①超重现象:当人在电梯中开始上升时,感觉对底板的压力增大,即当物体具有竖直向上的加速度时,这个物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)大于它所受的重力,称为超重现象.如用弹簧竖直悬挂一重物静止,当用力提弹簧使重物加速上升时,弹簧伸长,弹力就会变大,这就是一种超重现象.②失重现象:当人在电梯中开始下降时,感觉对底板的压力减小,即当物体具有向下的加速度时,这个物体对支持而的压力(或悬挂绳的拉力)小于它所受的重力,称为失重现象.如果物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)等于零,叫完全失重现象.如用弹簧竖直悬挂着一重物保持静止,人拿着悬挂点加速下移时,弹簧会缩短,说明弹力变小,这就是一种失重现象.若人松手,让弹簧和重物一起自由下落,则弹簧的示数为零,此为完全失重现象.【注意】a .超重与失重现象,仅仅是一种表象,好像物体的重力时大时小.处于平衡状态时,物体所受的重力大小等于支持力或拉力,但当物体在竖直方向上做加速运动时,重力和支持力(或托力)的大小就不相等了.所谓超重与失重,只是拉力(或支持力)的增大或减小,是视重的改变.b .物体处于超重状态时,物体不一定是竖直向上做加速运动,也可以是竖直向下做减速运动.即只要物体的加速度方向是竖直向上的,物体都处于超重状态.物体的运动方向可能向上,也可能向下. 同理,物体处于失重状态时,物体的加速度竖直向下,物体既可以做竖直向下的加速运动,也可以做竖直向上的减速运动.c .物体不在竖直方向上运动,只要其加速度在竖直方向上有分量,即y a ≠0时,则当y a 方向竖直向上时,物体处于超重状态;当y a 方向竖直向下时,物体处于失重状念.d .当物体正好以向下的大小为g 的加速度运动时,这时物体对支持面、悬挂物完全没有作用力,即视重为零,称为完全失重.完全失重状态下发生的现象,我们可以这样设想,假若地球上重力消失,则重力作用下产生的所有现象都将消失,如天平失效、体重计不能使用、小球不会下落等等.③超重和失重的判断方法:若物体加速度已知,看加速度的方向,方向向上超重,方向向下失重.若物体的视重已知,看视重与重力的大小关系,视重大于重力,超重;视重小于重力,失重. 要点二、超重、失重问题的处理方法超重、失重现象的产生条件是具有竖直方向的加速度,我们用牛顿第二定律可以分析到其本质,故对超重、失重问题的处理方法有:(1)用牛顿第二定律去定量地列方程分析,以加速度方向为正方向,列方程,注意使用牛顿第三定律,因为压力和支持力并不是一回事,同时注意物体具有向上(或向下)的加速度与物体向上运动还是向下运动无关.(2)对连接体问题的求解,如测力计、台秤示数变化的问题,对于其中一物体(或物体中的一部分)所处运动状态的变化,而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断,若用“隔离法”分别进行受力分析,再通过对系统整体的运动状态的分析推理而得出结论固然可以,但繁琐费力.如果从整体观点出发,用系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断,则会更加简捷方便.【典型例题】类型一、对超重和失重的理解例1、下列说法中正确的是( )A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【思路点拨】超重的本质是具有向上的加速度,失重的本质是具有向下的加速度。
高一物理失重和超重知识点高一物理:失重和超重知识点引言:在高一学习物理的过程中,我们会遇到许多有趣的现象和概念。
其中,失重和超重是我们经常会遇到的一个话题。
本文将为大家介绍失重和超重的知识点,帮助大家更好地理解和应用这些概念。
一、失重是什么?1. 失重是物体在某些特定条件下不受地球引力的作用而产生的一种现象。
当物体所受的作用力等于或者小于零时,物体表现出失重状态。
2. 失重的条件:一般情况下,只有在处于真空中的物体才能真正实现失重状态,因为真空中没有任何气体分子的阻碍。
但是在实际中,我们可以通过其他方式模拟失重的状态,例如在高空中的飞机或者太空中的航天器中。
二、失重和质量的关系1. 失重和质量是两个不同的概念。
质量是物体所固有的属性,是一个物体所具有的物质的多少的度量。
失重是物体受到的重力作用的消失或减小。
2. 在失重状态下,物体的质量不会发生改变。
无论在地球上还是在太空中,物体的质量都是恒定的。
只是由于失重的产生,物体所受的重力作用变小,给人一种失去质量的感觉。
三、失重现象的应用1. 在航天器的设计和发射过程中,失重现象是十分重要的。
当航天器进入轨道后,航天员就会感受到失重的状态。
这也是航天员进行各种实验和操作的最佳时机。
2. 同样地,在飞机上也可以模拟失重的状态。
飞机在进行特定的机动动作时,通过改变飞行姿态和速度,可以使乘客感受到失重的状态。
这也是我们乘坐过山车时产生的类似失重的体验。
四、超重是什么?1. 超重是相对于正常重力状态而言的一种现象。
当物体所受的作用力大于重力的时候,物体表现出超重状态。
2. 超重的常见表现是乘坐高速转弯的电梯或者过山车时,人们会感受到额外的“重量”。
这是因为在高速转弯的情况下,物体会受到一个向外的离心力。
五、超重现象的应用1. 超重的应用十分广泛。
在过山车、云霄飞车等娱乐设施中,设计师会利用超重现象来制造更加刺激、惊险的体验。
2. 在科学实验中,超重也是被广泛应用的概念之一。
中考物理失重与超重的知识点一、失重与超重地球周围物体都受到重力的作用,这是由于地球对物体的吸引而造成的。
如果物体在空中只受重力的作用,则物体在重力作用下会做自由落体运动竖直地,愈来愈快地落向地面。
在用弹簧测力计称物重时,物体挂在弹簧测力计上,对支持它使之不下落的弹簧测力计有一个力的作用,弹簧伸长了。
由于这个力的大小与重力相等,所以我们读出的弹簧测力计的示数就等于物体重力的大小。
但是,如果你放了手,弹簧测力计和物体在重力作用下都自由下落,这时物体对弹簧测力计不再有力的作用,弹簧测力计指针会回到零。
我们看起来物体就没有重力了。
如果用手提着挂有物体的弹簧测力计使之急剧加速上升,那么弹簧测力计的示数就会增加,大于物体的重力。
我们看起来好像物体的重力变大了。
可见弹簧测力计的示数并不总是等于物体真正受到的重力。
弹簧测力计的示数即物体对弹簧测力计或支持物的作用力称作视重。
视重的大小与物体的运动状态密切相关。
当视重小于物体的重力时,称为失重。
当视重大于物体重力时,称为超重。
同学们可以这样试一试:用手托起一块较重的砖,静止时手上感到的压力大小与砖相等。
当你突然下蹲,使砖急剧加速下降,会感到砖比静止时轻得多;或者猛抬手,使砖加速上升,会感到砖比静止时重得多。
这就是上面讲的失重与超重现象。
不过你要明白这仅仅是你手的感觉而已,物体由于地球的吸引受到的重力并没变。
二、宇宙飞船里的超重和失重现象宇宙飞船在发射升空、在轨运行、着落返回时,宇航员都会有强烈的超重失重感受。
发射升空过程中需要获得向上的巨大加速度,飞行员会受到十几倍于自身的压力而处于超重的状态。
没有接受过严格训练的人会两眼发黑,动弹不得,甚至失去知觉,这是因为人体里的血液不能正常循环。
着陆返回时,会有强烈的失重感受。
宇宙飞船在轨运行期间,来自于地球的万有引力全部用来提供绕地球运行所需的向心力,此时飞行器内物体处于完全失重状态,轻轻一碰就会飞起来。
三、宇航员的生活趣事(1)吃饭宇航员在宇宙飞船中进食不大方便,吃饭的动作要缓慢而仔细,稍不留神,食物就会飘飞起来,还得用手或勺子把它们捕捉回来。
物理总复习:超重和失重考点:超重、失重、完全失重1、超重当物体具有竖直向上的加速度时(包括向上加速或向下减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。
2、失重物体具有竖直向下的加速度时(包括向下加速或向上减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。
3、完全失重物体以加速度a=g向下竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时以及忽略空气阻力的各种抛体运动),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。
在完全失重的状态下,由重力产生的一切物理现象都会消失。
如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等,但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的,因为弹簧测力计是根据F=kx制成的,而不是根据重力制成的。
要点诠释:(1)当系统的加速度竖直向上时(向上加速运动或向下减速运动)发生超重现象,当系统的加速度竖直向下时(向上减速运动或向下加速运动)发生失重现象;当竖直向下的加速度正好等于g时(自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面)发生完全失重现象。
(2)超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关,而与物体的速度大小和方向无关。
“超重”不能理解成物体的重力增加了;“失重”也不能理解为物体的重力减小了;“完全失重”不能理解成物体的重力消失了,物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。
(3)人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小,用这种方法测得的重力大小常称为“视重”,其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力。
例、在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。
传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象,则下列图象中可能正确的是( )GA B C D【答案】D【解析】 人从静止→加速向下→最大速度→减速向下→静止,可见从静止到最大下蹲速度,人处于失重状态,台秤读数变小;从最大的下蹲速度到静止,人处于超重状态,台秤读数变大,最后其读数等于人的重力。
高考物理超重和失重
超重和失重(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。
处于超重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即FN=mg+ma。
(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重。
处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg。
即FN=mg-ma。
当a=g时FN=0,物体处于完全失重。
(3)对超重和失重的理解应当注意的问题①不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力。
②超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向。
加速上升和减速下降都是超重;加速下降和减速上升都是失重。
③在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。