《4.6第6节 超重和失重》导学案

第7节牛顿第二定律应用：超重与失重
学习目标：
1能正确理解超重与失重的物理含义
2、能分析计算具体问题的超、失重
活动方案：
问题1如图，人的质量为m,当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力是多少?
如电梯以加速度a减速上升时，人对地板的压力是多少?
结论：我们把__________________________________________________________ 称为超重把___________________________________________________________ 称为失重
讨论：如N>mg为超重，加速度a方向向_________ ，包含
如N<mg为失重，加速度a方向向________ ，包含
女口N=0，称为完全失重，加速度a= ______ ，此时物体只受 ________ ，例如__________ 即时反馈：
问题2 :物体放在一个台秤上，台秤读数读的是什么？是否一定等于物体的重力？见课本
P88页图4.7-3，人站在台秤上，人随电梯向上加速、减速，向下加速、减速，这四种情况台秤读数相比人重力分别是何情况？
总结：1.台秤读数我们称之为_______________
2 •不论超重还是失重，物体重力本身______________ ，变化的仅仅是____________
即时反馈：
见课本P89 页图4.7-4，人最初静止站立在体重计上，然后下蹲，最后蹲在体重计上静止。

试问整个过程体重计的读数如何变化？。

超重与失重●课程标准：通过实验认识超重失重现象●核心素养:1、通过体验和实验认识超重失重现象2、通过小组实验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●学习重点: 通过体验和实验认识超重失重现象及实质。

●学习难点: 应用牛顿定律求解超重和失重问题。

●课前预习：1．视重：2．超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况叫超重现象。

产生原因是物体具有的加速度。

3．失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的情况叫失重现象。

产生原因是物体具有的加速度。

4．完全失重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 的情况。

产生原因是物体竖直向下的加速度就是。

●课内探究：一、重力的测量：问题引导：1、通过阅读课本找到测量重力的两种方法2、弹簧秤测量重力时物体处在什么状态？实验探究一：弹簧测力计探究如果不平衡的状态下会发生什么现象？问题导引：1、测钩码重力2、将弹簧测力计和钩码一起向上加速观察示数变化3、将弹簧测力计和钩码一起向下加速观察示数变化二、超重失重：失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作失重现象。

视重小于重力。

超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，叫作超重现象。

视重大于重力。

联系生活：我们现实生活中有哪些常见的现象是超重和失重现象呢？思考：为什么会产生这种现象？以电梯下降为例思考：电梯从静止下降到停下时经历了哪些运动？力学探究二：物体质量m，重力加速度g，拉力F1、失重（以电梯加速下降为例），思考：a)物体加速下降时受哪几个力作用？右侧画出受力b)加速向下时加速度方向向下代表合力方向向哪？所以所受力中哪个力更大？合力大小为多少？c)请根据牛顿第二定律列式求解拉力d)注意牛顿第三定律的应用2、超重（以电梯减速下降为例），思考：e)物体减速下降时受哪几个力作用？右侧画出受力f)减速向下时加速度方向向上代表合力方向向哪？所以所受力中哪个力更大？合力大小为多少？g)请根据牛顿第二定律列式求解拉力h)注意牛顿第三定律的应用请根据上面两个实例分析将下面的加速上升和减速上升状态分析填空：运动状态速度方向加速度方向视重（F’）与重力G超失重比较大小平衡态加速上升减速上升加速下降减速下降观察表格思考总结：超重失重与速度方向有关吗？还是与加速度方向有关吗？所以超重失重的条件是？探究三：力学传感器探究超重失重过程中的视重随时间变化关系以及与运动之间存在的规律关系。

《4.6超重和失重》教学设计物的拉力）小于物体所受重力的现象（视重<实重）。

思考讨论：人站在体重计上向下蹲的过程中，为什么体重计的示数会变化呢？分析：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的压力。

根据牛顿第三定律，人对体重计的压力与体重计对人的支持力F大小相等，方向相反。

N解析：选取人为研究对象。

人体受到重力mg和体重计对人的支持力F，这两个力的共同N作用使人在下蹲的过程中，先后经历加速、减速和静止三个阶段。

（1）人加速向下运动设竖直向下方向为坐标轴正方向，如图所示根据牛顿第二定律，有mg－F＝maN＝m（g－a）<mgFN即体重计的示数所反映的视重（力）小于人所受的重力，所以属于失重现象。

α向下视重<重力失重现象（2）人减速向下运动如图所示：加速度方向与运动方向相反，有mg－F＝－maN＝m（g＋a）>mgFN此时，体重计的示数大于人受到的重力。

所以属于超重现象。

α向上视重>重力超重现象（3）人静止时，受力分析如图：＝mg根据二力平衡的原理：FN教师总结：人站在体重计上向下蹲，体重计的示数先变小，后变大，再变小，最后保持不变。

思考与讨论：图线显示的是某人站在力传感器上，先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。

请你分析力传感器上的人“站起”和下蹲过程中超重和失重的情况。

出示图片：在体重计上的人参考答案：起立时先超重后失重，F先大于500N，后小于500N；下蹲时，先失重后超重，F先小于500N，后大于500N；思考讨论：人的运动状态对体重计上显示出的结果是有影响的。

那么，如果站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，体重计上的示数就不会变吗？参考答案：站在体重计上的人既不蹲下，也不站起，但如果把体重计放在加速下降或上升的电梯中，体重计上的示数就会变化。

做一做：在电梯地板上放一台体重计。

站在体重计上，观察电梯启动、制动和运行过程中体重计示数的变化。

电梯加速上升电梯减速下降体重计示数变大，属于超重现象。

4.6超重和失重学案【学习目标】（1）通过观察、体验或者实验，以弹簧测力计提拉钩码在竖直方向的运动实验为例，认识超重和失重（包括完全失重）现象。

（2）通过观察同伴站在体重计下蹲和起立过程体重计示数变化（或其他方式），发现超重和失重现象产生的条件，总结概括出超重和失重的概念。

（3）以人在电梯中的运动为例，探究产生超重和失重现象的动力学原理，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、发现问题并提岀问题的能力，促进理论认知。

（4）通过丰富的课程资源及分层的应用设计，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，特别是太空中的完全失重现象，提升解决实际问题的能力，达成学科素养的提升。

【重点、难点】1.重点：把超重和失重现象与牛顿运动定律相联系，探究现象本身和加速度的内在联系。

2.难点：通过网络资源、实验，进行观察、探究，总结规律。

【课前自主学习】重力的测量（教材101页第1、第2自然段）方法一：先测量物体做自由落体运动的__________，再用________测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得________。

方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。

将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于_____状态。

这时物体所受的重力和测力计对物体的拉力或支持力的大小_______，测力计的示数反映了物体所受的重力大小。

【讲授新课】(二)新课教学1.关于超重和失重，你想了解些什么？2.学生站在体脂秤上做下蹲和起立动作，用乐播投屏观察学生对体脂秤的压力F的变化。

3.用弹簧测力计悬挂一钩码向上、向下运动一段距离，观察并记录实验现象。

重复多次实验，同桌交流经验。

4.如图为用力传感器得出的某同学对体脂秤的压力随时间的变化图像。

[总结]（1）物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_______物体所受重力的现象，叫作失重；（2）物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_______物体所受重力的现象，叫作超重。

《第6节超重和失重》导学案学习目标1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象．(重点)2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动．3．掌握传送带问题和滑块—滑板模型问题的解题技巧．(难点)核心素养形成脉络一、重力的测量1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝mg．2．另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量．二、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：物体具有竖直向上的加速度．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：物体具有竖直向下的加速度．(3)完全失重①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态．②产生条件：a＝g，方向竖直向下．思维辨析(1)物体向上运动时一定处于超重状态．( )(2)物体减速向下运动时处于失重状态．( )(3)物体处于失重状态时重力减小了．( )(4)物体处于完全失重状态时就不受重力了．( )(5)不论物体超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力都是不变的．( )提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√基础理解(1)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是( )A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度提示：选D.手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；重物和手有共同的速度和加速度时，二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体加速度等于重力加速度，但手的加速度大于重力加速度，并且方向竖直向下，选项D正确．(2)关于超重和失重的下列说法中，正确的是( )A．物体向上运动时处于超重状态，物体向下运动时处于失重状态B．处于完全失重状态的物体一定是向下运动C．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了D．物体做自由落体运动时处于完全失重状态提示：选D.根据牛顿第二定律，物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态．物体向上运动或向下运动，加速度可能向上也可能向下，不能够判断它是处于超重还是失重状态，故A、B错误；超重并非物体所受的重力增大了，而是弹力(视重)比重力大；失重也并非物体所受的重力减小了，而是弹力(视重)比重力小，故C错误；物体做自由落体运动时，加速度等于重力加速度，方向向下，物体处于完全失重状态，故D正确．超重和失重问题问题导引文博同学每天放学都要乘垂直电梯上、下楼，在电梯下楼时，开始他觉得背的书包变轻了，快到楼底时他觉得书包又似乎变重了．这是为什么？要点提示开始时电梯从静止做加速运动，使文博同学和电梯一起处于失重状态；快到楼底时，电梯一定有一个减速过程，则该过程中使电梯处于超重状态，就会出现上述现象．【核心深化】1．实重与视重实重：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．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力．超重与失重不是重力本身变了，而是物体对悬挂物的拉力或对水平支持物的压力发生了变化，即“视重”变化了．若弹力大于重力是超重，反之则是失重．2．超重、失重的比较特征状态加速度压力(拉力)运动情况受力示意图平衡a＝0F＝mg 静止或匀速直线运动超重向上F＝m(g＋a)＞mg向上加速或向下减速失重向下F＝m(g－a)＜mg向上减速或向下加速完全失重a＝g F＝0自由落体，抛体，正常运行的卫星等超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时仍应抓住加速度这个关键量．具体方法是：(1)分析物体运动的加速度方向；(2)判断物体处于超重(或失重)状态；(3)利用牛顿第二定律分析和求解．关键能力1 对超、失重状态的判断某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是( )A．该同学处于超重状态B．该同学处于失重状态C．体重计示数先减小后增大D．体重计示数先增大后减小[解析] 人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态；故体重计示数先增大后减小，故D正确，A、B、C错误．[答案] D关键能力2 超、失重现象中的计算(多选)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确是( )A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2B．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2[思路点拨] 小明的体重有50 kg，而他看到体重计的示数为45 kg，可知他处于失重，则电梯有向上的加速度，由此来分析各个选项．[解析] 小明的体重只有50 kg，体重计的示数为45 kg，说明电梯有向下的加速度，失重，运动情况可能为：向上减速或向下加速；小明受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为：a＝mg－Nm＝50×10－45×1050m/s2＝1 m/s2，故B、C正确，A、D错误．[答案] BC关键能力3 超、失重现象中的图象分析某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是( )A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止[思路点拨] (1)拉力大于重力处于超重状态，拉力小于重力处于失重状态．(2)超重时电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动．(3)失重时，电梯可能向下加速运动，也可能向上减速运动．[解析] 题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况.0～t1，钩码受力平衡；t1～t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2～t3，钩码受力平衡；t3～t4，拉力大于10 N，钩码处于超重状态．由以上分析可知，D项错误．[答案] D关键能力4 完全失重现象的判断某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是( )A．易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快B．易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快C．易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变D．易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出[解析] 将易拉罐竖直向上抛出后，由于空气阻力不计，易拉罐及水的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，易拉罐中各层水之间没有压力，在整体过程中，水都不会从洞中射出．[答案]D判断超重、失重状态的方法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从速度变化角度判断(1)物体向上加速或向下减速时，超重(2)物体向下加速或向上减速时，失重【达标练习】1．超重与失重是宇航员生活和工作中的两大难题．实际上，在我们的生活中也充满了超重和失重．假如某同学家住10楼，那么，他从一楼开始坐电梯回家的过程中，体验到的将是( )A．先超重，后等重，再失重B．先失重，后等重，再超重C．一直超重D．一直失重解析：选A.上楼时，先向上加速，加速度方向向上，处于超重状态，再匀速，最后向上减速，加速度方向向下，处于失重状态，故A正确，B、C、D错误．2.如图所示为游乐场中的一种大型游乐设施跳楼机，它可以使人体验超重和失重．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由升降机从静止开始经历加速、匀速、减速过程，将座椅提升到一定高度处，然后由静止释放，落到一定位置时，制动系统启动，座椅做减速运动，到达某一高度时停下．在上述过程中，关于座椅中的人所处的状态，下列判断正确的是( ) A．座椅在整个上升的过程中人都处于超重状态B．座椅在减速上升的过程中人处于超重状态C．座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态D．座椅在减速下降的过程中人处于超重状态解析：选D.座椅在加速上升的过程中人都处于超重状态，在减速上升的过程中人的加速度的方向向下，处于失重状态，故A、B错误；在减速下降的过程中人所受重力小于座位对人向上的支持力，所以加速度向上，人处于超重状态，故C错误，D正确．3．质量为60 kg的人在电梯里站在体重计上与电梯一起匀加速上升，电梯的加速度为5 m/s2，则体重计的读数应为(g＝10 m/s2)( )A．60 kg B．90 kgC ．65 kgD ．30 kg解析：选B.当电梯静止时体重计示数为mg ，所以此时体重计读数为：F 1＝60×10 N ＝600 N.当电梯以5 m/s 2的加速度向上做匀加速运动时，对人根据牛顿第二定律，得：F 2－mg ＝ma ，得：F 2＝m (g ＋a )＝60×(5＋10) N ＝900 N ．由牛顿第三定律得知，人对体重计的压力大小为F ′2＝F 2＝900 N ．则显示人的质量为：m ＝90010 kg ＝90 kg. 4．一质量为m ＝40 kg 的小孩站在电梯内的体重计上．电梯从t ＝0时刻由静止开始上升，在0～6 s 内体重示数F 的变化如图所示．取重力加速度g ＝10 m/s 2，求：在这段时间内电梯上升的高度是多少．解析：在0～2 s 内，电梯做匀加速运动，根据牛顿第二定律得： a 1＝F －mg m ＝600－40×1040 m/s 2＝5 m/s 2，电梯上升的高度 h 1＝12a 1t 21＝12×5×22 m ＝10 m ；2 s 末速度为v ＝a 1t 1＝5×2 m/s ＝10 m/s ；中间t 2＝3 s 时间内，电梯做匀速运动，电梯上升的高度 h 2＝vt 2＝10×3 m＝30 m ；最后1 s 内做匀减速运动，加速度大小 a 2＝mg －F 2m ＝40×10－32040m/s 2＝2 m/s 2，在这段时间内电梯上升的高度h 3＝vt 3－12a 2t 23＝⎝ ⎛⎭⎪⎫10×1－12×2×12 m ＝9 m ；则电梯上升的总高度h ＝h 1＋h 2＋h 3＝49 m.答案：49 m传送带模型【核心深化】1．水平传送带(匀速运动)情景 结果 物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送带的速度该物体一直做匀加速直线运动 物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带相同物体先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动2.倾斜传送带 (1)一个关键点：对于倾斜传送带，分析物体受到的最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键．(2)两种情况①如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力，传送带只能下传物体，两者共速前的加速度大于共速后的加速度，方向沿传送带向下．②如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力，不论上传还是下传物体，物体都是先做匀加速直线运动，共速后做匀速直线运动．关键能力1 水平传送带问题如图所示，传送带保持以1 m/s 的速度顺时针转动．现将一质量m ＝0.5 kg 的物体从离传送带很近的a 点轻轻地放上去，设物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.1，a 、b 间的距离L ＝2.5 m ，则物体从a 点运动到b 点所经历的时间为多少？(g 取10 m/s 2)[思路点拨] (1)物体的速度小于1 m/s 时，所受摩擦力的方向水平向右，物体做匀加速直线运动．(2)物体速度等于1 m/s 后，物体不再受摩擦力．物体做匀速直线运动．(3)判断物体速度能否达到1 m/s.[解析] 对物体，根据题意容易得：a ＝μmg m＝μg ＝1 m/s 2，当速度达到1 m/s 时，所用的时间t 1＝v －v 0a ＝1－01 s ＝1 s ，通过的位移x 1＝v 2－v 202a＝0.5 m ＜2.5 m ．在剩余位移x 2＝L －x 1＝2.5 m －0.5 m ＝2 m 中，因为物体与传送带间无摩擦力，所以物体以1 m/s 的速度随传送带做匀速运动，所用时间t 2＝x 2v＝2 s ．因此共需时间t ＝t 1＋t 2＝3 s.[答案] 3 s关键能力2 倾斜传送带问题某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A、B的距离L＝10 m，传送带以v＝5 m/s的恒定速度匀速向上运动．在传送带底端A轻放上一质量m＝5 kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝32.求货物从A端运送到B端所需的时间．(g取10 m/s2)[思路点拨] (1)货物放到传送带后，受到滑动摩擦力大小为μmg cos 30°，方向为沿斜面向上．受到的合力为μmg cos 30°－mg sin 30°，加速度为μg cos 30°－g sin 30°.(2)若物体能加速到5 m/s，之后做匀速直线运动．该过程受到摩擦力为零．若物体不能加速到5 m/s，物体沿传送带一直做匀加速直线运动．[解析] 以货物为研究对象，由牛顿第二定律得μmg cos 30°－mg sin 30°＝ma，解得a＝2.5 m/s2货物匀加速运动时间t1＝va＝2 s货物匀加速运动位移x1＝12at21＝5 m然后货物做匀速运动，运动位移x2＝L－x1＝5 m匀速运动时间t2＝x2v＝1 s货物从A到B所需的时间t＝t1＋t2＝3 s.[答案] 3 s在解决传送带问题中的注意点在确定研究对象并进行受力分析之后，首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点，给运动分段．传送带传送的物体所受摩擦力，不论是其大小的突变，还是其方向的突变，都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻．物体在传送带上运动时的极值问题，不论是极大值，还是极小值，也都发生在物体速度与传送带速度相等的时刻．v 物与v 传相同的时刻是运动分段的关键点，也是解题的突破口．【达标练习】1．如图所示，长为L ＝4 m 的水平传送带以v 0＝2 m/s 的速度逆时针转动，一个质量为m ＝1 kg 的小木块以一定的初速度从传送带左侧水平向右滑上传送带．已知小木块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g 取10 m/s 2，不计传送带转动轮大小．(1)若小木块初速度v 1＝5 m/s ，求小木块经多长时间离开传送带； (2)若小木块初速度v 2＝3 m/s ，求小木块离开传送带时的速度．解析：(1)小木块在传送带上相对传送带运动的加速度为a ，由牛顿第二定律得：μmg ＝ma ，解得：a ＝2 m/s 2；设经时间t 小木块离开传送带，则：L ＝v 1t －12at 2，解得：t 1＝1 s 或t 2＝4 s(舍去)． (2)设小木块减速至零的位移为x ，由位移速度的关系式得：x ＝v 222a ＝2.25 m＜4 m ，小木块会反向加速，由运动对称性知，加速至与传送带共速时，向左运动的距离为x 1，则x 1＝v 202a ＝1 m ＜2.25 m ；所以小木块以2 m/s 的速度匀速运动到从传送带左端离开．答案：(1)1 s (2)2 m/s2．某企业的生产车间在楼上，为了将工件方便快捷地运送到地面，专门安装了传送带设备，如图所示．已知传送带与水平面的夹角θ＝37°，正常的运行速度是v ＝10 m/s.现在传送带的A 端轻轻放上一个小物体(可视为质点)，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，A 、B 间距离s ＝16 m ．试分析计算：(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2)(1)如果传送带停止运行，小物体从A 端运动到B 端的时间；(2)如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A 端运动到B 端的时间；(3)如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A 端运动到B 端的时间．解析：(1)(2)对放在传送带上的小物体进行受力分析：小物体沿传送带向下滑动时，无论传送带是静止还是沿顺时针方向正常转动，小物体的受力情况完全一样，都是在垂直传送带的方向受力平衡，受到沿传送带向上的滑动摩擦力；如图甲所示，根据牛顿第二定律，小物体沿传送带下滑的加速度为：a 1＝mg sin θ－μmg cos θm ＝g (sin θ－μcos θ)＝10×(0.6－0.5×0.8)m/s 2＝2m/s 2，小物体从A 端运动到B 端做初速度为零的匀加速直线运动，设需要的时间为t ，则s ＝12a 1t 2，t ＝2sa 1＝2×162s ＝4 s.(3)当传送带沿逆时针方向正常转动时，开始时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向下，小物体下滑的加速度a 2＝g (sin θ＋μcos θ)＝10 m/s 2，小物体加速到与传送带运行速度相同是需要的时间为t 1＝v a 2＝1010s ＝1 s ，在这段时间内，小物体沿传送带下滑的距离为s 1＝12at 2＝12×10×1 m ＝5 m ；由于μ＜tan θ，此后，小物体沿传送带继续加速下滑时，它相对于传送带的运动的方向向下，因此传送带对小物体的摩擦力方向改为沿传送带向上，如图乙所示，其加速度变为a 1＝g (sin θ－μcos θ)＝10×(0.6－0.5×0.8)m/s 2＝2 m/s 2，小物体从该位置起运动到B 端的位移为s －s 1＝16 m －5 m ＝11 m ，小物体做初速度为v ＝10 m/s 、加速度为a 1的匀加速直线运动，由s －s 1＝vt 2＋12a 1t 22，代入数据，解得t2＝1 s(t2＝－11 s舍去)；所以，小物体从A端运动到B端的时间为t＝t1＋t2＝2 s.答案：(1)4 s (2)4 s (3)2 s1．下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是( )A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态解析：选B.电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故A错误；电梯正在加速下降，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故B正确；举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于平衡状态，故C错误；列车在水平轨道上加速行驶，车上的人的加速度方向为水平方向，故人不超重也不失重，故D错误．2．如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F－t图象能反映体重计示数随时间变化的是( )解析：选C.对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故A、B、D错误，C正确．3．(多选)如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )A．物体一直受到摩擦力作用，大小为μmgB．物体最终的速度为v1C．开始阶段物体做匀加速直线运动D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右解析：选BC.当把物体无初速度地轻放在传送带的左端时，物体相对传送带向左运动，故物体所受到的滑动摩擦力大小为F f＝μmg，方向水平向右；所以物体将向右做匀加速运动，由于传送带足够长，物体将加速到v1，之后与传送带保持相对静止，不再受到摩擦力的作用，故选项A、D错，B、C对．4.如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，将一小物块轻轻地放在正在以速度v＝10 m/s匀速逆时针转动的传送带的上端，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小)，传送带两皮带轮轴心间的距离为L＝29 m，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)将物块从顶部传送到传送带底部所需的时间；(2)若物块与传送带之间的动摩擦因数为μ′＝0.8，物块从顶部传送到传送带底部所需的时间．解析：(1)物块放到传送带上后，沿斜面向下做加速直线运动，开始时物块相对于传动带向后运动，受到的摩擦力沿斜面向下(物块受力如图甲所示)，则a1＝g sin θ＋μg cos θ＝10m/s2当物块加速到与传送带同速时，所用时间为：t1＝va1＝1 s，运动的位移为x1＝v22a1＝1022×10m＝5 m，物块加速到与传送带同速后，由于mg sin θ＞μmg cos θ，所以物块相对于传送带向下运动，摩擦力变为沿斜面向上(物块的受力情况如图乙所示)，所以此时的加速度为a2＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s2由x2＝L－x1＝vt2＋12a2t22解得t2＝2 s因此所需的时间为t＝t1＋t2＝3 s.(2)若μ′＝0.8 ，开始时(即物块与传送带同速前)物块的加速度为a′＝g(sin θ＋μ′cos θ)＝10×(0.6＋0.8×0.8)m/s2＝12.4 m/s2物体加速到与传送带同速时所用的时间t′1＝va′＝1012.4s≈0.81 s位移x′1＝v22a′≈4.03 m由于mg sin θ＜μ′mg cos θ，故物块与传送带同速后将与传送带一起做匀速运动，则t′2＝L－x′1v≈2.50 s，因此所需的时间为：t′＝t′1＋t′2＝3.31 s.答案：(1)3 s (2)3.31 s一、单项选择题1．下列关于超重和失重的说法中，正确的是( )A．物体处于超重状态时，其重力增加了B．物体处于完全失重状态时，其重力为零C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比处于静止时增加或减小了D．物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化解析：选D.超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力，物体的重力并没有增加，故A错误；物体处于完全失重时，重力全部用来提供加速度，对支持它的支持面压力为零，重力并没有消失，故B错误；惯性的大小与物体的运动状态无关，物体处于超重或失重状态时，其惯性与处于静止时相等，故C 错误；物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化，故D正确．2． 2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动．下列说法正确的是( )A．探测器在加速过程中惯性变大B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力解析：选B.惯性的大小只与质量有关，与运动状态无关，所以不论加速还是减速惯性大小一样，故A错误；发射升空过程中，先做加速运动后做减速运动：向上加速过程加速度向上，则为超重，向上减速加速度向下，为失重，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律火箭对探测器作用力等于探测器对火箭的作用力，故D错误．3.如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是( )A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力C．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态D．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力解析：选D.火箭加速上升时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，A 错误；火箭上升的加速度逐渐减小时，由于加速度方向向上，宇航员仍处于超重状态，对座椅的压力大于其重力，B错误；飞船加速下落时，加速度方向向下，处于失重状态，宇航员对座椅的压力小于其重力，C错误；飞船在落地前减速，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，D正确．4．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图所示，则电梯运行的v－t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )。

第6节超重和失重学习任务1．知道超重、失重和完全失重现象及其产生条件。

2．会应用牛顿第二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。

3．了解超重和失重现象在各个领域的应用，解释生活中的超重和失重现象。

超重和失重现象1．重力的测量方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律得：G＝mg。

方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量。

将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态，这时测力计的示数反映了物体所受的重力大小。

2．超重和失重(1)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：物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。

(2)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：物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度。

3．完全失重①定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的状态。

②产生条件：a＝g，方向竖直向下。

在乘竖直升降电梯上下楼时，你是否有这样的感觉：在电梯里上楼时，开始时觉得自己有“向下坠”的感觉，好像自己变重了，快到楼顶时又觉得自己有“向上飘”的感觉，好像自己变轻了。

下楼时，在电梯里，开始觉得有种“向上飘”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了，快到楼底时，觉得自己有种“向下坠”的感觉，背的书包也似乎变“重”了。

问题1电梯向上启动瞬间加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？提示：竖直向上，超重。

问题2电梯向上将要到达目的地减速运动时加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？提示：竖直向下，失重。

问题3若电梯下降启动的瞬间或到达楼底前减速运动时，人处于超重还是失重状态？提示：向下启动瞬间，加速度向下，失重；向下减速运动时加速度向上，超重。

1．重力与视重(1)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：当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。

第四章第六节超重和失重导学案一、课前自学1、超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受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）_________物体所受重力的情况称为失重现象。

如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________，即物体正好以大于等于_________，方向________的加速度运动，此时物体处于完全失重状态。

在超重、失重、完全失重等物理现象中，物体所受的重力分别、、。

（填“变大”、“变小”或“不变”）二、实验观察一位同学甲站在体重计上静止，另一位同学说出体重计的示数．注意观察接下来的实验现象．1、甲突然下蹲时，体重计的示数是否变化?怎样变化?2、甲突然站起时，体重计的示数是否变化?怎样变化?3、当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化，为什么体重计的示数发生了变化呢?三、例题：人站在电梯中，人的质量为m．如果当电梯以加速度a。

加速上升时，人对地板的压力为多大?（可以参考教材例题独立完成下列空）1：选取人作为研究对象，分析人的受力情况：人受到力的作用，分别是．2：取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a的方程：由此可得：F＝，由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对与力，根据牛顿第定律，人对地板的压力．即F’＝由于F’ mg（填<，=，>）所以当电梯加速上升时，人对地板的压力比人的重力．总结：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为现象．问题：1、物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢?2、当物体的加速度方向向上时，物体的运动状态分为两种情况?四、拓展：1、人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大?2．人以加速度a匀加速向下运动，这时人对地板的压力多大?3．人随电梯以加速度a匀减速上升，人对地板的压力为多大?4．人随电梯以加速度g匀加速下降，这时人对地板的压力又是多大？总结：对超重和失重现象的归纳总结：①当物体具有加速度时，物体对测力计的作用力大于物体所受的重力，这种现象叫超重。

超重与失重导教案【基础知识导引】1．知道什么是超重和失重．2．知道产生超重和失重的条件．【教材内容全解】自从人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器成功发射进入运动轨道后，我们从电视或电影上常常看到宇航员“飘荡”在航天器内的画面，即处于“失重”状态．当我们乘坐高速电梯，在电梯加快向上起动或减速降落时双脚会感觉压力忽然变大，也就是此时我们处于“超重”状态．那么终究什么是超重?什么是失重 ?超重是否是就是物体所受的重力增大?失重是不是就是物体所受的重力减小?本节教材以起落机状况为例，从牛顿运动定律下手，指引我们一同解决以上问题．1．超重与失重(1) 实验：A．①人站在减速降落的起落机内的一台秤上，可看到台秤示数小于人的重力；②人站在加快上涨的起落机内的一台秤上，可看到台秤示数大于人的重力．B．如图 3— 8—1 所示，装置中绳足够长，将M无初速度开释，现象：①可看到弹簧秤 A 的读数大于 C 物体的重力mg．②可看到弹簧称 B 的读数小于 D 物体的重力mg．(2)现象剖析：①对实验 B—①剖析：若以物体 C为研究对象，设 A 弹簧拉力为F1，则F1mg ma ，F1mg ma m( g a) mg 即弹簧对C的拉力大于C的重力，我们称物体处于超重状态．超重：物体对支持物的压力( 或对悬挂物的拉力) 大于物体所受重力的状况称为超重现象．②实验 B—②剖析：若以物体 D 为研究对象， B 弹簧拉力为F2，则Mg F2 Ma ，F2 Mg Ma M (g a) Mg ，即弹簧对D的拉力小于D的重力，我们称 D 物体处于失重状态．失重：物体对支持物的压力( 或对悬挂物的拉力) 小于物体所受重力的状况叫做失重现象．完整失重：物体以加快度g 加快降落时，对支持物的压力( 或对悬挂物的拉力) 等于零的状况叫做完整失重现象．2．超重、失重的理解(1) “重力”、“超重”、“失重”的联系．“重力”是因为地球对物体的吸引而产生的，大小表示为G=mg．只需物体所在地点的重力加快度必定，物体所受的重力就必定．因此，“超重”其实不意味着“重力增添” ，“失重”也不代表“重力减小” ，“完整失重”也不是说“物体的重力完整消逝了”．在发生超重、失重现象时，物体的重力依旧存在，其实不发生变化，变化的不过物体对支持物的压力( 或对悬绳的拉力 ) ．(2) 加快方向决定发生“超重”仍是“失重”．用牛顿运动定律对上述实验剖析时，我们并无要点考虑物体的速度方向，而是掌握了物体的加快度方向．当物体拥有向上的加快度时超重，拥有向下的加快度时失重，超重、失重与物体的运动方向无必定的关系．(3) 当质量为m 的物体有向上的加快度．时，它超重要小为ma；当它拥有向下的加快度．时，它失重要小为ma．(4)在完整失重状态下， a=g，平常全部由重力产生或与重力相关的物理现象均消逝．如物体在液体中不受浮力，天平没法丈量物体的质量等．【难题巧解点拨】例 1 举重运动员在地面上能举起120 kg 的重物，在运动着的起落机中只好举起100kg的重物，求起落机运动的加快度?若在以2. 5m / s2的加快度加快下的起落机内，这人能举起质量多大的重物 (g 取10m / s2 )分析：运动员在地面上能举起 120 kg 的重物，则运动员发挥的向上的最大支撑力F m1 g 120 10N 1200N在起落机中只好举起100kg 的重物，可见该物超重了，起落机应拥有向上的加快度，则由F m2 g m2 a得a1(F m2 g) / m2(1200 100 10) /100m/ s22m/ s2当起落机以 2.5m / s2加快度降落时，重物失重．则m3 g F m3 a2，得：m3 F /( g a2 ) 1200 /(10 2.5)kg 160kg答案：2m / s2，160kg点拨：同一质量的物体，在竖直方向不一样的加快系统中，对支持物的压力( 或悬挂物的拉力 ) 发生变化，但其重力一直不变．题中不论加快系统怎样运动，运动员能发挥的最大支撑力不变，这是解题的要点．例2如图B 为铁片，质量为3— 8—2 所示： A 为电磁铁，m，整个装置用轻绳悬挂于C 为胶木秤盘， A 和 C(包含支架 ) 的总质量为O点．当电磁铁通电，铁片被吸引上涨的过程M，中，轻绳上拉力 F 的大小为( )A． F=Mg B． Mg<F<(M+m)gC． F=(M+m)g D． F>(M+m)g分析一：当铁片被吸引上涨时，对0 点进行受力剖析如图3— 8— 3，有 F Mg F1 ①对铁片进行受力剖析得F1 ' mg ma，即F'=mg+ma>mg ②则由①②知： F mg F1 Mg mg ma (M m) g ma (M m)g ，因此选项 D 正确．分析二：当电磁铁通电，铁板被吸引上涨的过程中，铁片拥有向上的加快度，致使整个装置的重心拥有向上的加快度，处于超重状态，进而F>(M+m)g．答案： D点拨：灵巧运用超重、失重知识、对一些动力学识题的解答更加简捷、正确．【拓展延长研究】1．本节教材“思虑与议论”解答：物体对水平面的压力 ( 或对竖直悬绳的拉力 ) 不必定总等于物体所受重力．当物体 ( 或系统 ) 在竖直方向只受重力和支持力作用且该方向上加快度为零时，支持力 ( 或拉力 ) 等于物体所受重力．2．课题：感觉超、失重．目的：依据从教材上所学习到的超、失重知识，去找寻时机亲自体验超、失重的感觉．点拨：①找一台家用或医用体重计，察看在体重计上迅速下蹲和站起时体重计的读数变化．②可选择乘电梯、玩必定高度的跳台跳水、蹦极等方式．【课本习题解答】1．图中的第二幅正确．2．货物能抵达的最大加快度为：a F mg 4.0 10 4 3.5 103 10 m / s2 1.4m / s2m 1030． 5 s 内发生的速度改变成；△v=a·△ t=0 ． 7m/s．即： 0． 5 s 内速度改变不可以超出0． 7m/s．3． a．40． 0N．b． 38． 4N．c． 38． 4 N d．40． 0 N ．4．解：座舱从距地面76m高处自由着落，到离地高度为50m左右的地点时，制动系统还没启动，座舱以及此中的人和物一同以重力加快度g 自由着落，铅球处于完整失重状态，因这人手感觉不到铅球的压力．当座舱着落到距地高度15 m 左右地点时，制动系统已经启动，座舱做减速运动．设座舱开始减速时的速度为v，做匀减速运动的加快度大小为a，由题知座舱自由着落距离s1 76 28 48( ) ，m座舱匀减速运动经过距离s2 28m ，由运动学公式可知：v 2 2gS1， v2 2aS2，得：a S1 g 48 k t10m / s2 17m / s2．S2 28座舱减速着落时，铅球处于超重状态．已知铅球的质量m=G/g=5kg，则手托铅球的力：F=m(g+a)=5× (10+17)N=135 N ．【同步达纲练习】1．站在起落机中的人出现超重现象，则起落机可能()A．加快上涨B．减速降落C．加快降落D．减速上涨2．如图3—8— 4，一台起落机的底板上放着一个质量为m 的物体，它跟地面间的动摩擦力因数为μ，能够以为物体遇到最大静摩擦力等于滑动摩擦力．一根弹性系数为k 的弹簧水平搁置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上．开始时弹簧伸长为△x，弹簧对物体有水平向右的拉力，现实然发现物体被弹簧拉动，则起落机运动状况为() A．匀加快向下运动a=g-k △ x/ μ m．B．匀加快向下运动，a>g-k △ x/ μm．C．匀减速向上运动，a>g-k △ x/ μm．D．匀减速向下运动，a=g-k △ x/ μm．3．以下四个实验，哪些不可以在绕地球飞翔的宇宙飞船中达成?()A．用天平丈量物体的质量．B．用弹簧测物体的重力．C．用密度计测物体密度．D．用水银气压计测舱内大气压强．4．如图3— 8— 5，台秤上放着一个装有水的杯子，经过固定在台秤上的支架用细绳悬挂一个小球，球所有淹没在水中，均衡时台秤的示数为某一数值．今剪断悬绳，在球着落但还没抵达杯底的过程中，若不计水的阻力，则台秤的示数将( )A．变大．B．变小．C．不变．D．没法判断．F 使5．质量分别为 5kg 、10kg 的重物用一根最多只好蒙受 120N拉力的细绳相连，现以拉力A、B 一同竖直向上运动 ( 如图 3—8— 6 所示 ) ，为使细绳不被拉断，求拉力 F 的范围．6．如图 3— 8— 7 所示，静止在水平川面上的框架述状况下求物体 B 对地面的压力：B 质量为M，圆球 A 的质量为m．在下(1)圆环 A 以速度v0匀速下滑时．(2)圆环 A 以加快度 a(a<g) 加快下滑时．(3)圆环 A 自由下滑时．参照答案【同步达纲练习】1．A、B 正确．（点拨：出现超重现象，说明人对起落机的压力大于人自己所受的重力，此时起落机必拥有向上的加快度，即做减速降落或加快上涨运动，C、D 正确．2． B、 C 正确．（点拨：物体开始没有滑动是因为弹簧的拉力小于最大静摩擦力．因f F N，只有减少地面对物体的正压力才能减少最大静摩擦力，当f F N k x时物体开始滑动．故物体必处于失重状态，拥有向下的加快度a，对物体受力剖析列方程可得：a G F N(mg k s/ )m g k x / m ，m故当起落机向下的加快度a>g-k △ x/ μ m时，物体能够在地面滑动．）3．A、B、 C、D．（点拨；宇宙飞船进入轨道绕地球飞翔时，处于完整失重状态．由物体重力而产生的一些现象不复存在，故以上四个实验都不可以达成．）4． B 正确．（点拨：（ 1）等效法．剪断线后小球加快向下运动，而被小球排开的那部分“水球”则向上加快运动，两者加快度大小同样．小球失重m球 a，等效水球超重m水 a，因为球水，mm失重要于超重．整体来看，系统处于失重状态，故台秤读数将变小， B 正确．（2）质心法．当剪断线后，小球加快降落时，水球加快上涨，但系统的质心在降落，系统处于失重状态，故台秤的读数减少，B 正确．（3）提示：分别对小球和水球进行受力剖析，利用牛顿运动定律亦可求得B 选项正确．）5． 150N<F<180N．（点拨：当F1 ( m1 m2 ) g (5 10) 10N 150N 时， A、 B 一同匀加快上涨．根据题意，设拉力为F2时，细绳达到F3 120N 的张力，对AB整体剖析得：F2 ( m1 m2 ) g (m1 m2 ) a （ 1）隔绝 B 物体剖析得：F3 m B g ma （ 2）代入F3的值，联解（1）（ 2）得F2 120N ．故拉力 F 的范围是： 150N<F<180N．）6．（ 1） Mg+mg（2）Mg+mg-ma（3）Mg（点拨一：（ 1）当 A 匀速下滑时，对A、 B 分别做受力争，如图3— 8—8 甲所示，由题意知：f=mg故 F=Mg+f=Mg+mg．（ 2）当 A 以加快度 a<g 加快下滑时， A、 B 受力如图 3— 8— 8 所示，列方程有mg-f=ma，故 F=Mg+f=Mg+mg-ma（ 3）当 A 自由着落时， A、 B 受力如图3—8— 8 丙： F=Mg）（点拨二：用失重、超重的推论解：当质量为m的物体以向上或向下的加快度超重（或失重）ma．（ 1）系统内没有物体做加快运动，则既不超重，也不失重， B 对地面的压力（ 2）当 A 以 a 加快下滑时， A 失重 ma；B 静止，既不失重不超重，故整体失重a 时，它F=Mg+mg．ma， B对地面压力为F=(M+m)g-ma．（ 3）当 A 以 g 自由下滑时， A 完整失重 mg，B 静止，既不失重也不超重，故整体失重mg， B 对地面压力为 F=(M+m)g-mg=Mg．）。

第四章运动和力的关系第6节超重和失重1.能运用牛顿运动定律解答较复杂的问题。

2.通过实验，认识超重和失重现象，能通过牛顿运动定律对它们进行定量分析，并能分析和说明一些简单的相关问题。

重点1.超重和失重的实质2.在超重和失重中对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算难点利用牛顿第二定律解决超重、失重问题。

（一）重力的测量1. 在地球表面附近，物体由于地球的①而受到重力。

2. 测量重力常用的两种方法：一种方法是先测量物体做自由落体运动的②，再用天平测量，③，利用牛顿第二定律可得G=mg。

另一种方法是利用④对重力进行测量。

将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于⑤测力计的示数反映了物体所受重力的大小。

（二）超重和失重1. 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）⑥的现象，叫作超重现象。

2. 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）⑦的现象，叫作失重现象。

3. 完全失重：物体对支持物（或对悬挂物）⑧的现象，叫作完全失重。

答案：①吸引②加速度g③物体的质量④力的平衡条件⑤静止状态⑥大于物体所受重力⑦小于物体所受重力⑧完全没有作用力【典例一】如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯做匀速运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g 取210m/s ）( )A.电梯可能向上做加速运动，加速度大小为24m/sB.电梯可能向下做加速运动，加速度大小为24m/sC.电梯可能向上做减速运动，加速度大小为24m/sD.电梯可能向下做减速运动，加速度大小为24m/s解析：电梯匀速运动时，弹簧秤的示数为10 N ，可知重物的重力等于10 N ，质量为1 kg ，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6 N ，可知电梯处于失重状态，加速度向下，对重物受力分析，根据牛顿第二定律有mg F ma -=，解得24m/s a =，方向竖直向下，则电梯的加速度大小为24m/s ，方向竖直向下，因此电梯可能向下做加速运动，也可能向上减速运动，故B 、C 正确，A 、D 错误.答案：BC【典例二】某人在以加速度22m/s a =匀加速下降的升降机中最多能举起175kg m =的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起50 kg 的物体，则此升降机上升的加速度是多大？(g 取210m/s )解析：设此人在地面上的最大“举力”为F ，那么他在以不同加速度运动的升降机中最大的“举力”仍然是F .以物体为研究对象进行受力分析，物体的受力示意图如图所示，且物体的加速度与升降机相同．当升降机以加速度22m/s a =匀加速下降时，对物体有：11m g F m a -=1()F m g a =-得：()75102N 600N F =⨯-=设人在地面上最多可举起质量为0m 的物体 则00600,kg 60kg 10F m g m === 设升降机匀加速上升的加速度为a '，对物体有：22F m g m a -='22600(10)m/s 2m/s 50a '=-= 所以升降机匀加速上升的加速度为22m/s .答案：60 kg ；22m/s一、重力的测量1.可以根据当地的重力加速度g ，用公式mg G =计算得到。

第六节 超重和失重导学案学习目标：1．进一步理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的实际问题． 2．通过探究认识什么是超重和失重现象，知道产生超重和失重的条件．预习案一、 知识准备1、牛顿第二定律：________________________2、牛顿第二定律的应用步骤：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________二、教材助读：1、超重时物体的重力增加了吗？失重时物体的重力减小了吗？_________________________________2、超重时物体的速度方向一定向上吗？加速度方向如何？_____________________________________3、完全失重时物体对水平支持面的压力等于零吗？此时物体是否还受重力？______________________ （三）预习自测1、 (单选)下列关于超重、失重现象，说法正确的是( )．A ．超重现象就是重力增大，失重就是重力减小B ．无论是超重还是失重，实质上物体的重力并没改变C ．卫星中的物体，从一发射开始就处于完全失重状态D ．不管什么原因，只要物体对支持物(或悬绳)的压力(或拉力)增大，就叫物体处于超重状态 2.（双选）升降机中站着一个人，在升降机减速上升过程中，以下说法正确的是（ ）A.人对地板压力将增大B.地板对人的支持力小于重力C.人所受的重力将会减小D.人所受的重力保持不变3、（双选）（2011·兰州高一检测）在以加速度a= 匀加速上升的电梯里，有一质量为m 的人，下列说法正确的是（ ）A.人的重力为B.人的重力仍为mgC.人对电梯的压力为D.人对电梯的压力为思考总结：1、 物体的超重、失重取决于什么物理量？___________________2、 物体处于超重状态，其加速度方向是不是一定竖直向上？物体处于失重状态，其加速度方向是不是一定竖直向下？_____________________________________________________________________________________ 3、 解决超重、失重问题的关键是什么？________________________________________________1g 32mg 32mg 34mg3课堂探究一、对超重、失重的理解 1.视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力.超重与失重不是重力本身变了,而是物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力发生了变化,即“视重”变化了.若弹力大于重力是超重,反之是失重.2、超重、失重的分析【典例1】（2011·汕头高一检测）有一根钢丝的最大拉力为100 N ，在一个运动的电梯中，这根钢丝下悬挂了12 kg 的物体恰好没有断，问电梯可能做怎样的运动？（取g= 10 m/s 2）【变式训练1】(单选)（2011·广州高一检测）如图所示，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，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明（ ）A.电梯一定是在上升万岁B.电梯一定是在下降C.电梯的加速度方向一定是向下D.乘客一定处在超重状态【变式训练2】（双选）（2011·昆明高一检测）一个重为600 N 的人站在电梯中，此人对电梯地板的压力为700 N ，则此电梯的运动情况可能是（ ）温馨提示 处于超重(或失重)状态的物体，它们的重力并没有增加(或减少)，仍然与静止状态的重力相同．A.加速上升B.减速上升C.加速下降D.减速下降【规律方法】超重、失重判断三法物体究竟处于超重状态还是失重状态，可用三个方法判断：（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）从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态.二、超重、失重问题的求解【典例3】一个质量是50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为m A＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40 N，如图4－6－2所示，g取10 m/s2，求此时人对地板的压力．【变式训练1】质量为50 kg的人站在升降机中，取竖直向上的方向为正方向，升降机运动的v－t图象如图4－6－5所示，在t＝0至t＝2 s内，人对升降机地板的压力为________ N；在t＝6 s至t＝10 s内，人对升降机地板的压力为______ N．(g取10 m/s2)【变式训练2】某人在地面上最多能举起m1＝60 kg的物体，在一个加速下降的电梯里最多能举起m2＝80 kg的物体，取g＝10 m/s2，求：(1)此电梯的加速度．(2)若电梯以(1)中加速度大小加速上升，则此人在电梯中最多能举起多大质量的物体？三、多物体系统中的超重、失重问题【典例4】(单选)如图所示，斜面体M始终处于静止状态，当物体m沿斜面下滑时，下述错误的是( ) A.匀速下滑时，M对地面压力等于（M+m）g B.加速下滑时，M对地面压力小于（M+m）gC.匀减速下滑时，M对地面压力大于（M+m）gD.M对地面压力始终等于（M+m）g【解题指导】研究系统整体，分析整体在竖直方向上的加速度方向，确定超失重情况.检测训练：1、(单选)某人站在一台秤上，在此人迅速下蹲的过程中，台秤的读数将（）A.先变大后变小，最后等于人的重力B.一直变大，最后等于人的重力C.先变小后变大，最后等于人的重力D.一直变小，最后等于人的重力2. (单选)（2011·南通高一检测）下列说法正确的是（）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3. (单选)我国“神舟”七号载人飞船成功发射，设近地加速时，飞船以5g的加速度匀加速上升，g为重力加速度，则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为（）A.6mgB.5mgC.4mgD.mg4. (单选)（2011·皖南高一检测）下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是（）A.人随升降机以加速度a加速下降时，人处于超重状态B.列车在水平直轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态C.在国际空间站内的宇航员处于完全失重状态，因为这时候宇航员不受重力了D.电梯正在减速下降，人在电梯中处于超重状态5、(双选)原来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，现发现A突然被弹簧拉向右方．由此可判断，此时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6. (单选)日本机器人展在横滨对公众开放，来自日本各地的40多家科研机构和生产厂商展示了机器人领域的科研成果.如图所示是日本机器人展媒体预展上一个小型机器人在表演垂直攀登.关于机器人在上升过程中细绳对手的拉力以下说法正确的是（）A.当机器人高速向上攀爬时细绳对手的拉力比低速攀爬时大B.当机器人减速上升时，机器人处于超重状态C.当机器人减速下降时，机器人处于失重状态D.机器人加速下降过程中（a<g），细绳对机器人的拉力小于其重力9、一般在宾馆的低层客房都固定有绳索，一旦出现意外情况（如火灾等），客人可沿绳索滑下逃生.若某客人体重100 kg,由于意外绳索能承受的最大拉力仅为900 N，客人应至少以多大的加速度下滑，才不致使该绳索断裂？若某次加速下滑5 m刚好落地，其着地速度多大？（g=10 N/kg）。