2019年高中物理 第三章 牛顿运动定律 超重和失重知识梳理学案 教科版必修1

6.超重与失重一、超重现象1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象．2．产生条件：物体有向上的加速度．3．运动状态：包括向上加速运动和向下减速运动两种运动情况．二、失重现象1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力的现象．2．产生条件：物体有向下的加速度．3．运动状态：包括向上减速运动和向下加速运动两种运动情况．4．完全失重(1)定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态．(2)产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时，就产生完全失重现象．1．思考判断(1)超重就是物体受到的重力增加了．(×)(2)物体处于完全失重时，物体的重力就消失了．(×)(3)物体处于超重时，物体一定在上升．(×)(4)物体处于失重时，物体可能在上升．(√)(5)物体做竖直上抛运动时，处于超重状态．(×)2．下面关于失重和超重的说法，正确的是 ( )A．物体处于失重状态时，所受重力减小；处于超重状态时，所受重力增大B．在电梯上出现失重现象时，电梯必定处于下降过程C ．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程D ．只要物体运动的加速度方向向上，物体必定处于失重状态C [只要物体加速度方向向上，物体就处于超重状态，加速度方向向下，物体就处于失重状态，运动可能处于上升也可能处于下降过程，故选项B 、D 错误，C 正确；超重和失重时物体的重力不变，故选项A 错误．]超重现象1．实重与视重(1)实重：物体实际所受重力．物体所受重力不会因为物体运动状态的改变而变化． (2)视重：用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫作物体的视重．当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时，视重等于实重；当存在竖直方向的加速度时，视重不再等于实重．2．产生超重的原因当物体具有竖直向上的加速度a 时，支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F .由牛顿第二定律可得：F －mg ＝ma .所以F ＝m (g ＋a )>mg .由牛顿第三定律知，物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F ′>mg .3．超重的动力学特点超重⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫向上加速运动向下减速运动加速度方向向上(或有向上的分量)．【例1】 质量是60 kg 的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g 取10 m/s 2)(1)升降机匀速上升；(2)升降机以4 m/s 2的加速度匀加速上升． [解析] 以人为研究对象受力分析如图所示： (1)匀速上升时a ＝0，所以N －mg ＝0N ＝mg ＝600 N.据牛顿第三定律知N ′＝N ＝600 N.(2)匀加速上升时，a 向上，取向上为正方向，则N －mg ＝maN＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N据牛顿第三定律知N′＝N＝840 N.[答案](1)600 N (2)840 N对超重现象理解的两点技巧(1)物体处于超重状态时，实重(即所受重力)并不变，只是视重变了，视重比实重增加了ma.(2)决定物体超重的因素是物体具有向上的加速度，与速度无关，即物体可以向上加速运动，也可以向下减速运动．1．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D[电梯静止时，弹簧的拉力和小铁球的重力相等．现在，弹簧的伸长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球受到的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态．但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故选D.]失重现象1．对失重现象的理解(1)从力的角度看：失重时物体受到竖直悬绳(或测力计)的拉力或水平支撑面(或台秤)的支持力小于重力，好像重力变小了，正是由于这样，把这种现象定义为“失重”．(2)从加速度的角度看：根据牛顿第二定律，处于失重状态的物体的加速度方向向下(a≤g，如图)，这是物体失重的条件，也是判断物体失重与否的依据．(3)从速度的角度看：只要加速度向下物体就处于失重状态，其速度可以向上也可以向下．常见的失重状态有两种：加速向下或减速向上运动．2．对完全失重的理解：物体处于完全失重状态(a＝g)时，重力全部产生加速度，不再产生压力(如图)，平常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、液柱不再产生压强等．【例2】(多选)在升降机内，一人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，则下列判断可能正确的是(g取10 m/s2) ( )A．升降机以8 m/s2的加速度加速上升B．升降机以2 m/s2的加速度加速下降C．升降机以2 m/s2的加速度减速上升D．升降机以8 m/s2的加速度减速下降思路点拨：①磅秤示数显示体重减轻了20%，说明处于失重状态．②判断加速度方向，由牛顿第二定律求出a.BC[人发现体重减轻，说明人处于失重状态，加速度向下，由mg－N＝ma，N＝80%mg，故a＝0.2g＝2 m/s2，方向向下．升降机可能加速下降，也可能减速上升，故B、C正确．]对失重现象理解的两点注意(1)处于完全失重状态的物体，并不是所受重力消失了，重力并不变，只是物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零．(2)若物体不在竖直方向上运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量，即a y≠0，即当a y的方向竖直向上时，物体处于超重状态；当a y的方向竖直向下时，物体处于失重状态．2．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是( )A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力A[以A、B作为整体，上升过程只受重力作用，所以系统的加速度为g，方向竖直向下，故系统处于完全失重状态，A、B之间无弹力作用，A正确，B错误．下降过程，A、B仍是处于完全失重状态，A、B之间也无弹力作用，C、D错误．]超、失重的比较及有关计算1．超、失重的比较设物体质量为m ，竖直方向加速度为a ，重力加速度为g ，支持力为N .(1)超重：由N －mg ＝ma 可得N ＝m (g ＋a )，即视重大于重力，超重“ma ”，加速度a 越大，超重越多．(2)失重：由mg －N ＝ma 可得N ＝m (g －a )，即视重小于重力．失重“ma ”，加速度a 越大，失重越多．(3)完全失重：由mg －N ＝ma 和a ＝g 联立解得N ＝0，即视重为0，失重“mg ”． 3．解答超重、失重问题的步骤 (1)明确题意，确定研究对象．(2)对研究对象受力分析和运动情况的分析． (3)确定加速度的方向． (4)根据牛顿第二定律列式求解．【例3】 在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止起加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动时，传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图像如图所示．试由此图回答问题：(g 取10 m/s 2)(1)该物体的重力是多少？电梯在超重和失重时物体的重力是否变化？ (2)算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大？思路点拨：①压力大于重力时超重、压力小于重力时失重，平衡时压力等于重力．②利用牛顿第二定律，结合超、失重时加速度的方向列方程求解．[解析] (1)根据题意4 s 到18 s 物体随电梯一起匀速运动，由共点力平衡的条件知：压力和重力相等，即G ＝30 N ；根据超重和失重的本质得：物体的重力不变．(2)超重时：支持力最大为50 N ，由牛顿第二定律得a 1＝F 合m ＝50－303m/s 2≈6.67 m/s 2，方向向上失重时：支持力最小为10 N ，由牛顿第二定律得a 2＝F 合′m ＝30－103m/s 2≈6.67 m/s 2，方向向下．[答案] (1)30 N 不变 (2)6.67 m/s 2 6.67 m/s 2超重、失重问题的本质超重、失重问题本质上是牛顿第二定律的应用，其求解的思路方法与应用牛顿第二定律的思路方法相同．3．某人在以加速度a ＝103 m/s 2匀加速下降的升降机中最多可举起m 1＝90 kg 的物体：(1)则此人在地面上最多可举起质量为多少的物体？(2)若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m 2＝40 kg 的物体，则此升降机上升的加速度为多大？(g 取10 m/s 2)[解析] 人在不同环境中最大“举力”是恒定不变的，设此人的最大“举力”为F . (1)以物体为研究对象，对物体进行受力分析及运动分析，如图甲所示，由牛顿第二定律得：m 1g －F ＝m 1a 1，故F ＝m 1(g －a 1)＝600 N.当他在地面上举物体时，设最多可举起质量为m 0的物体，则有m 0g ＝F ，故m 0＝60 kg.甲 乙(2)此人在某一匀加速上升的升降机中最多能举起m 2＝40 kg 的物体，由于m 0＝60 kg>m 2＝40 kg ，此时物体一定处于超重状态，对物体进行受力分析和运动情况分析，如图乙所示．由牛顿第二定律得：F －m 2g ＝m 2a 2， 故a 2＝F －m 2g m 2＝600－40×1040m/s 2＝5 m/s 2，即升降机匀加速上升的加速度是5 m/s 2. [答案] (1)60 kg (2)5 m/s21．下列关于超重与失重的说法中，正确的是 ( ) A ．超重就是物体的重力增加了 B ．失重就是物体的重力减少了 C ．完全失重就是物体的重力没有了D ．不论是超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力是不变的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，所以A 错误；失重是物体对接触面的压力小于物体的真实重力，物体的重力并没有减小，所以B 错误；完全失重是说物体对接触面的压力为零，此时物体的重力也不变，所以C 错误；不论是超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力是不变的，只是对接触面的压力不和重力相等了，所以D 正确．]2．(多选)“天宫二号”绕地球运动时，里面所有物体都处于完全失重状态，则在其中可以完成下列哪个实验( )A ．水银温度计测量温度B ．做托里拆利实验C ．验证阿基米德原理D ．用两个弹簧测力计验证牛顿第三定律AD [物体处于完全失重状态，与重力有关的一切物理现象都消失了．托里拆利实验用到了水银的压强，由于p ＝ρgh 与重力加速度g 有关，故该实验不能完成；阿基米德原理中的浮力F ＝ρgV 排也与重力加速度g 有关，故该实验也不能完成；水银温度计测温度利用了液体的热胀冷缩原理，弹簧测力计测拉力与重力无关．故能完成的实验是A 、D.]3．(多选)“跳水”是一项传统的体育运动项目．如图，某运动员从跳板上被竖直向上弹起，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是 ( )A ．运动员离开跳板向上运动的过程中，处于超重状态B ．运动员离开跳板向上运动的过程中，处于完全失重状态C ．设运动员被跳板弹起后又落回到跳板上，则运动员从刚离开跳板到刚接触跳板这一过程，上升和下降所用的时间相等D ．运动员上升到最高点时的速度为零，此时运动员处于平衡状态BC [运动员离开跳板向上运动的过程中，运动员仅受重力作用，根据牛顿第二定律得知，运动员的加速度竖直向下，大小等于重力加速度，处于完全失重状态，选项B 正确，选项A 错误；运动员离开跳板后做竖直上抛运动，运动过程中加速度保持不变，是重力加速度，上升和下落的过程中，速度变化量的数值相等，加速度大小相等，根据加速度定义式a ＝Δv t可得，上升和下落所用的时间相等，选项C 正确；运动员上升到最高点时的速度等于零，但合外力不等于零，合外力是运动员的重力，因此在最高点时受力不平衡，选项D 错误．]4．(多选)如图所示，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BD [若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，相当于物块的视重变大，处于超重状态，即加速度向上，所以可能向上做加速运动，向下做减速运动，故B、D正确．] 5．(多选)某实验小组，利用DIS系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为20 N的物块，如图甲所示，实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系图像，如图乙所示．根据图像分析得出的结论中正确的是 ( )甲乙A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层BC[从F­t图像可以看出，0～t1，F＝mg，电梯可能处于静止状态或匀速运动状态；t1～t2，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上运动或减速向下运动；t2～t3，F＝mg，可能静止或匀速运动；t3～t4，F<mg，电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能加速向下运动或减速向上运动．综上分析可知，B、C正确．]。

高一物理下学期《超重与失重》知识点归纳
高一物理下学期《超重与失重》知识点归纳
不定期的对知识点进行归纳总结，有利于知识点的掌握，查字典物理网给大家编辑了超重与失重知识点归纳，供大家参考复习。

1.超重现象
定义：物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。

产生原因：物体具有竖直向上的加速度。

2.失重现象
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情况叫失重现象。

产生原因：物体具有竖直向下的加速度。

3.完全失重现象
定义：物体对支持物的压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。

产生原因：物体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。

是否发生完全失重现象与运动方向无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。

【超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?】
答：不是。

只有在平衡状态下，才能用弹簧秤测出物体的重力，因为此。

第六节超重与失重知识点超重和失重(1)超重：①定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的现象．②产生条件：物体具有竖直向上的加速度．(2)失重：①定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)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)等于零的现象．②产生条件：a＝g方向竖直向下．姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，如图所示．下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力)( D )A．两过程中姚明都处于超重状态B．两过程中姚明都处于失重状态C．前过程为超重，后过程不超重也不失重D．前过程为超重，后过程为完全失重考点一对超重、失重的理解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”，其大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力．视重和物体的重力之间的大小关系，与物体的加速度有关，见下表：对超重和失重的理解应注意以下几点：(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的，大小为G＝mg.只要物体所在的位置的重力加速度一定，物体所受的重力就一定．因此超重和失重仅仅是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生变化．其实物体的重力依然存在，且并不发生变化．(2)“超重”和“失重”由加速度的方向决定，与物体的速度方向无关．用牛顿运动定律分析实验现象时，我们并没有重点考虑物体的速度方向，而是着重把握物体加速度方向．当物体有竖直向上的加速度时超重，有竖直向下的加速度时失重，超重、失重与物体的运动方向无必然的关系．(3)在完全失重状态下(a＝g)，平时一切由重力产生或与重力有关的物理现象均消失．如物体在液体中不受浮力，天平无法测量物体的质量等．【例1】(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空中P 点由静止开始下落，如图所示，a点是弹性绳的原长位置，c点是人所能到达的最低位置，b 点是人静止悬挂时的平衡位置，则在人从P点下落到c点的过程中( ) A．在Pa段，人做自由落体运动，处于完全失重状态B．在ab段，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C．在bc段，绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D．在c点，人的速度为零，加速度也为零解答本题时可按以下思路进行分析：【解析】人从P点下落到c点的过程中，在Pa段做自由落体运动，加速度为g，方向竖直向下；在ab段做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下；在bc段做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上．根据超重和失重的条件可知，选项A、B正确．【答案】AB总结提能区别“失重现象”和“超重现象”的关键是看物体在竖直方向的加速度：有竖直向上的加速度，是“超重现象”；有竖直向下的加速度，是“失重现象”．当物体具有a＝g且竖直向下的加速度时，物体处于“完全失重”状态，此时物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为0.下列关于超重和失重的说法中，正确的是( D )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，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化解析：超、失重只是一种表面现象，实际的质量和重力均不变．由于质量不变，惯性不变，所以只有选项D正确．考点二 超、失重与图像的综合物体在竖直方向上做加速或减速运动，必然出现超重或失重现象，注意超、失重中物体的重力不发生变化，要从速度或位移随时间的变化图像中找出物体运动的加速度，利用牛顿运动定律解题．【例2】 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 内体重计示数F 的变化情况如图所示．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 ＝10 m/s 2)本题可按以下思路进行分析： 根据图像判断电梯的运动过程⇨确定电梯在不同阶段的加速度⇨根据运动学规律列方程求解【解析】 小孩体重G ＝400 N ，由题图知，在0～2 s 内，F 1＝440 N ，F 1>G ，电梯匀加速上升，此时有 a 1＝F 1－G m ＝1 m/s 2，v ＝a 1t 1＝2 m/s ，h 1＝12a 1t 21＝2 m 在2～5 s 内，F 2＝400 N ，F 2＝G ，电梯匀速上升，此时有h 2＝vt 2＝6 m在5～6 s 内，F 3＝320 N ，F 3<G ，电梯匀减速上升，此时有a 3＝G －F 3m＝2 m/s 2 又v －a 3t 3＝0，说明电梯在6 s 末停止． 故h 3＝v2t 3＝1 m 所以电梯上升的高度为h ＝h 1＋h 2＋h 3＝9 m.【答案】 9 m总结提能 对于有关超重、失重的计算问题，首先应根据加速度方向判断物体处于超重状态还是失重状态，然后选加速度方向为正方向，分析物体的受力情况，利用牛顿第二定律进行求解．求解此类问题的关键是确定物体加速度的大小和方向．(多选)某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N ．他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t 0至t 3时间段内，弹簧测力计的示数如图所示，电梯运行的v －t 图像可能是下图中的(取电梯向上运动的方向为正方向)( AD )解析：由G －t 图像知：t 0～t 1时间内具有向下的加速度，t 1～t 2时间内匀速或静止，t 2～t 3时间内具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：t 0～t 3时间内⎩⎪⎨⎪⎧ 向上减速，静止，向上加速向下加速，匀速，向下减速，故A 、D 正确．1．姚明成为了美国NBA 一流中锋，给中国人争得了更多的荣誉和更多的尊敬，让更多的中国人热爱上篮球这项运动．姚明某次跳起过程可分为下蹲，蹬地，离地上升，下落四个过程，下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力)( D )A ．两过程中姚明都处在超重状态B ．两过程中姚明都处在失重状态C ．前过程为超重，后过程不超重也不失重D ．前过程为超重，后过程为完全失重解析：用力蹬地获得一个向上的大于重力的支持力，故蹬地过程是一个向上加速的过程，是超重现象；空中上升过程只受重力作用，有向下的加速度g ，是完全失重现象，所以D 项正确．2．一座大楼中有一部直通高层的客运电梯，电梯的简化模型如图1所示．已知电梯在t ＝0时由静止开始上升，电梯的加速度a 随时间t 的变化如图2所示．图1中有一质量为M 的乘客站在电梯里，电梯对乘客的支持力为F .根据a －t 图像可以判断，力F 大小不变，且F <Mg 的时间段为( D )A ．1 s ～8 s 内B ．8 s ～9 s 内C ．15 s ～16 s 内D ．16 s ～23 s 内解析：本题考查超重、失重的概念，意在考查学生对超重、失重的理解．由题意可知，电梯对乘客的支持力F 大小不变，且F <Mg 的时间段应为失重时间段且合力大小恒定，故加速度向下且恒定，D 正确．3．(多选)质量为m 的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a 在竖直方向上做匀变速直线运动．若物体处于失重状态，则( AB )A ．升降机加速度方向竖直向下B ．台秤示数减少maC ．升降机一定向上运动D ．升降机一定做加速运动解析：当物体加速度向下时，物体处于失重状态．反之当物体在竖直方向上运动且处于失重状态时，加速度方向一定竖直向下，故A 正确．对物体进行受力分析，设物体受到秤的支持力为F N ，则mg －F N ＝ma ，即F N ＝mg －ma ，即台秤示数比静止时减小ma ，故B 对．加速度方向与速度方向无必然联系，故C 、D 均错．4．质量是60 kg 的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g 取10 m/s 2)(1)升降机匀速上升；(2)升降机以4 m/s 2的加速度加速上升；(3)升降机以5 m/s 2的加速度加速下降；(4)升降机以重力加速度g 加速下降．答案：(1)600 N (2)840 N (3)300 N (4)0解析：以人为研究对象，受力分析，由牛顿第三定律知，受到的支持力跟人对秤的压力大小相等，所以，体重计的读数即为支持力的大小．人只受重力和支持力．(1)匀速上升时，a 1＝0，F N1－mg ＝0，F N1＝mg ＝600 N ；(2)加速上升时，a 2向上，取向上为正，则F N2－mg ＝ma 2， F N2＝mg ＋ma 2＝(60×10＋60×4)N＝840 N.(3)加速下降时，a 3向下，取向下为正，则mg －F N3＝ma 3，F N3＝mg －ma 3＝(60×10－60×5)N＝300 N.(4)a 4＝g 下降时，取向下为正，则mg －F N4＝mg ，所以F N4＝0(完全失重)．5.一个质量是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 ，如图所示，g 取10 m/s 2，求此时人对地板的压力．答案：对地板的压力400 N ，方向竖直向下．解析：升降机所处的运动状态未知，但可由A 物体的运动状态分析求得．以A 为研究对象，对A 进行受力分析如图所示．选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可得 m A g －F T ＝m A a ，所以a ＝m A g －F T m A ＝5×10－405m/s 2＝2 m/s 2. 再以人为研究对象，他受到向下的重力m 人g 和地板的支持力F N .仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得方程m 人g －F N ＝m 人a ，所以F N ＝m 人g －m 人a ＝50×(10－2)N ＝400 N.则由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400 N ，方向竖直向下．学科素养培优精品微课堂——思想方法系列十九传送带问题开讲啦传送带是应用比较广泛的一种传送装置，以其为素材的物理题大都具有情景模糊、条件隐蔽、过程复杂的特点．传送带的放置情况常分为水平类型和倾斜类型．但不管传送带如何运动，只要我们分析清楚物体的所受摩擦力的大小、方向的变化情况，就不难分析物体的运动状态变化情况．分析问题的思路：初始条件→相对运动→判断摩擦力的大小和方向→分析出物体所受合力和加速度的大小和方向→由物体的速度变化分析相对运动，来判断以后的受力及运动状态的改变．(1)水平传送带问题的变化类型设传送带的速度为v带，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，两定滑轮之间的距离为L，物体置于传送带一端的初速度为v0.①v0＝0(如图所示)，物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用，将做a＝μg的加速运动．假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度v＝2μg L，显然有：v带<2μgL时，物体在传送带上将先加速，后匀速；v带≥2μgL时，物体在传送带上将一直加速．物块先加速后匀速，物块的速度与传送带的速度相等是转折点．②v0≠0，且v0与v带同向(如图所示)．a．v0<v带时，同上可知，物体刚运动到传送带上时，将以a＝μg加速运动，假定物体一直加速到离开传送带，则其离开传送带的速度为v＝v20＋2μgL，显然有：v0<v带<v20＋2μgL时，物体在传送带上将先加速后匀速；v带≥v20＋2μgL时，物体在传送带上将一直加速．b．v0>v带时，因v0>v带，物体刚运动到传送带上时，将做加速度大小为a＝μg的减速运动，假定物体一直减速到离开传送带，则其离开传送带的速度大小为v＝v20－2μgL，显然有：v带≤v20－2μgL时，物体在传送带上将一直减速；v0>v带>v20－2μgL时，物体在传送带上将先减速后匀速．③v0≠0，且v0与v带反向(如图所示)．此种情形下，物体刚运动到传送带上时将做加速度大小为a＝μg的减速运动，假定物体一直减速到离开传送带，则其离开传送带时的速度大小为v＝v20－2μgL，显然有：v>0，即v0>2μgL时，物体将一直做减速运动直到从传送带的另一端离开传送带；v<0，即v0<2μgL时，物体将不会从传送带的另一端离开而从进入端离开，其可能的运动情形有：a．先沿v0方向减速，再反向加速直至从放入端离开传送带；b．先沿v0方向减速，再沿v0反向加速，最后匀速直至从放入端离开传送带．(2)倾斜传送带问题的变化类型设传送带两定滑轮间的距离为L，传送带与水平面的夹角为θ，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，物体置于传送带的一端，初速度为v0，传送带的速度为v带．①v0＝0(如图所示)物体刚放到传送带的下端时，因v0＝0，则其受力如图所示，显然只有F f－mg sinθ>0，即μ>tanθ时，物体才会被传送带带动从而向上做加速运动，且a＝μg cosθ－g sinθ，假定物体一直加速运动到上端，则物体在离开这个传送带时的速度为v＝2μg cosθ－g sinθL，显然有：v带<2μg cosθ－g sinθL时，物体在传送带上将先加速后匀速直至从上端离开；v带≥2μg cosθ－g sinθL时，物体在传送带上将一直加速直至从上端离开．②v0≠0，且v0与v带同向，如下图(1)所示．③v0≠0，且v0与v带反向，如上图(2)所示．说明：②③两种情况太复杂，高一阶段一般不涉及．④物体置于传送带的上端，传送带逆时针转动(如图(3)所示)．a．v0＝0时，物体开始阶段所受滑动摩擦力向下，a＝g sinθ＋μg cosθ.如果一直加速运动，则物体离开传送带时的速度为v＝2g sinθ＋μg cosθL.如果物体在没有离开传送带时已经与传送带速度相同，后半段分两种情况：若μ<tanθ，物体仍加速并且a＝g sinθ－μg cosθ；若μ≥tanθ，物体与传送带保持相同速度匀速运动到底端．b．v0≠0时，若v0<v带，情景分析与v0＝0相同．若v0>v带，开始阶段所受摩擦力向上，后段与上述分析也相同，由于此种情景也过难，不再详述．[例1] 如图所示，水平传送带两个转动轴轴心相距20 m，正在以v＝4.0 m/s的速度匀速转动，某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数为0.1，将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上，则经过多长时间物块将到达传送带的最右端？(g 取10 m/s 2)[解析] 物块放到传送带上先做匀加速运动，若传送带足够长，匀加速运动到与传送带同速后，再与传送带一同向前做匀速运动．物块匀加速运动的时间t 1＝v a ＝v μg＝4 s 物块匀加速运动的位移x 1＝12at 21＝12μgt 21＝8 m 因为20 m>8 m ，所以此后物块匀速运动，物块匀速运动的时间t 2＝x －x 1v ＝20－84s ＝3 s所以物块到达传送带最右端所用的时间为：t 1＋t 2＝7 s.[答案] 7 s[变式训练1] (多选)如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v 1沿顺时针方向运动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，物体以恒定的速率v 2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，这时速率为v 2′，则下列说法正确的是( AB )A ．若v 1<v 2，则v 2′＝v 1B ．若v 1>v 2，则v 2′＝v 2C ．不管v 2多大，总有v 2′＝v 2D ．只有v 1＝v 2时，才有v 2′＝v 1解析：物体以水平速度v 2滑上传送带后，以a ＝μg 做匀减速直线运动，速度减到0后，反向做匀加速直线运动，加速度不变．根据运动的对称性，若v 2>v 1，当物块加速到v 1后做匀速直线运动；若v 2<v 1，则可以一直加速到v 2.[例2] 如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v 0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m 的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ>tan θ，则下图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是( )[解析] 小木块被释放后的开始阶段做匀加速直线运动，所受摩擦力沿斜面向下，加速度为a 1.当小木块的速度与传送带速度相同后，由于μ>tan θ，即μmg cos θ>mg sin θ，小木块相对传送带静止，以传送带的速度匀速运动到底端．只有C 项先加速后匀速，符合要求．[答案] C总结提能 当传送带倾斜运动时，除了要注意摩擦力的突变和物体运动状态的变化外，还要注意物体与传送带之间的动摩擦因数μ和传送带倾斜角度θ的关系，从而正确判断物体的速度和传送带速度相等时物体运动的性质．[变式训练2] 如图所示，传送带与水平面的夹角为37°，传送带以v ＝10 m/s 的速度匀速运动，在传送带的A 端轻轻地放一小物体，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，AB 间距离s ＝16 m(g 取10 m/s 2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)．则(1)若转动方向为顺时针方向，小物体从A 端运动到B 端所需要的时间为( D )A ．2.8 sB ．2.0 sC ．2.1 sD ．4.0 s (2)在(1)的选项中，若传送带逆时针转动，小物体从A 端运动到B 端所需要的时间为( B )A ．2.8 sB ．2.0 sC ．2.1 sD ．4.0 s解析：(1)对物体受力分析如图所示，沿传送带所在斜面方向，a ＝g sin37°－μg cos37°＝2 m/s 2.a 沿传送带向下，物体与传送带运动方向相反，所以整个过程物体对地匀加速运动16 m ，据s ＝12at 2得t ＝4.0 s. (2)此运动过程分为两个阶段．第一阶段：物体加速至传送带共速，刚放上物体时，传送带受摩擦力向上，而物体受摩擦力向下，如图所示，物体以加速度a 1＝g sin37°＋μg cos37°＝10 m/s 2匀加速运动，经过t 1＝v a 1＝1 s 与传送带达共同速度，对应位移s ＝v 2t 1＝5 m. 第二阶段：共速以后，物体沿传送带速度大于传送带的速度，物体相对传送带下滑，受摩擦力变向，如(1)问解析图所示，a 2＝g sin37°－μg cos37°＝2 m/s 2，方向向下，物体继续加速．则(16－5) m ＝10 m/s 2t 2＋12a 2t 22，解得t 2＝1 s ，从A 到B 共需t ＝t 1＋t 2＝2 s ，选B.。

学校班级姓名日期第三章牛顿运动定律第6节超重与失重●●●目标导航●●●（1）知道什么是超重现象、失重现象和完全失重现象；（2）理解产生超重现象和失重现象的原因（3）培养学生运用物理规律抽象生活实际问题的建模能力◆◆◆课前预习◆◆◆〖自主学习〗1超重（1）、定义：___________________________________________________（2）、实质：___________________________________________________（3）、条件：___________________________________________________2失重（1）、定义：___________________________________________________（2）、实质：___________________________________________________（3）、条件：___________________________________________________（4）、完全失重：_______________________________________________〖问题发现〗★★★课堂突破★★★〖探究1〗超重1、人在电梯中，站在体重计上，当电梯静止时，体重计显示的示数代表什么？请用平衡力及牛顿第三定律加以解释。

2、在第1问中若电梯加速上升时，体重计显示的示数代表什么？物体的重力变化了吗？与第1问中的示数比较有何不同？请用第二定律及牛顿第三定律加以解释。

3、 第2问中的示数变大的原因是什么？4、 试分析弹簧称下挂一质量为m 的物体①静止，②匀速向下或匀速向上，③以加速度a 加速上升，④以加速度a 减速下降，弹簧称的示数分别是多少？5、 你还能举出上面类似的实例吗？在何情况下视重等于物体的重力，在何情况下视重大于物体的重力？6、如果仅有水平方向的加速度则示数与重力大小关系如何？为止你有何结论？〖典例1〗 如图4.4-2自动扶梯与水平面的夹角为30º角，扶梯上站着一个质量为50kg 的人，随扶梯以加速度a=2m/s 2一起向上加速运动，则此时人受到的扶梯的支持力以及摩擦力的大小和方向是怎样的？（g 取10m/s 2）【归纳反思】 〖探究2〗失重1、在电梯中，站在体重计上，若电梯加速下降或减速上升时体重计的示数代表什么？与电梯静止或匀速运动示数比较有何不同？物体的重力变化了吗？请用第二定律及牛顿第三定律加以解释。

超重与失重一、超重现象和失重现象人站在台秤上突然蹲下时，台秤的示数如何变化？为什么？提示：台秤的示数先变小后变大，因为人下蹲时先加速后减速，即先失重后超重。

1．超重：(1)现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的压力)大于__(选填“大于”“等于”或“小于”)物体所受重力的现象。

(2)产生条件：加速度方向竖直向上 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)。

2．失重：(1)现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的压力)小于__(选填“大于”“等于”或“小于”)物体所受重力的现象。

(2)产生条件：加速度方向竖直向下 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)。

3．运动类型：请用直线将运动类型与超重失重状态连接起来。

提示：二、完全失重现象宇航员在太空中时不能用弹簧测力计测得物体的重力，为什么？提示：因为物体处于完全失重状态，对弹簧没有拉力。

1．现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的压力)等于零的状态。

2．产生条件：(1)加速度方向竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)。

(2)加速度大小等于重力加速度。

知识点一超重、失重现象的比较视重(F)与运动情况受力图状态加速度重力的关系平衡a＝0 F＝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向下加速或向上减速完全失重向下，a＝g F＝0抛体运动、自由落体运动、卫星的运动等情境：在图1中，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)，在图2中，苹果在做自由落体运动。

讨论：(1)图1中，在上升和下降过程中A对B的压力为多大？提示：压力为零。

(2)图2中，苹果在最高点下落的瞬间，处于什么状态？提示：处于完全失重状态。

【典例】跳水运动员从10 m跳台腾空跃起后，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池。

若不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程中，以下说法正确的有( )A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态C．上升过程和下落过程均处于超重状态D．上升过程和下落过程均处于失重状态【解析】选D。

第三章牛顿运动定律第6节◆超重和失重【课程目标】1、理解产生超重、失重现象的条件；2、能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象学习目标1、知道超重和失重现象；理解产生超重、失重现象的条件；能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象2、通过自主学习、合作探究，学会建立物理模型的方法和对物理概念的学习方法。

3、全力投入，勤于思考，培养科学的态度和正确的价值观。

重、难点：1、什么是超重和失重以及产生超重和失重现象的条件、运用牛顿运动定律对超重和失重现象的分析．2、对完全失重现象的理解．课前预习案一、知识链接: 1．匀变速直线运动的规律：(1)速度公式v t＝________；(2)位移公式x＝___________；(3)速度位移公式____________；(4)平均速度公式v＝____＝________.2．牛顿第二定律的表达式________，加速度的方向与____________相同．二、新知呈现:1．超重现象：当物体具有______的加速度时，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称为超重现象．2．失重现象：当物体具有______的加速度时，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称为失重现象．3．完全失重：如果物体__________的加速度a＝___，物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) _________的现象称为完全失重．我的疑惑请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。

课内探究案探究点一：超重和失重问题1：小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．这是_________现象；快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．这是________现象。

问题2：为了研究超重、失重现象，小星在电梯里放了一台台秤如图1所示．设小星的质量为50 kg ，g 取10 m/s 2.（1）当电梯以v=2m/s 的速度匀速上升或下降时，台秤的示数多大？（2）当电梯以a ＝2 m/s 2的加速度匀加速上升时，台秤的示数多大？(3)当电梯以a ＝2 m/s 2的加速度匀减速上升时，台秤的示数多大？(4)当电梯以a ＝2 m/s 2的加速度匀加速下降时，台秤的示数多大？(5)当电梯以a ＝2 m/s 2的加速度匀减速下降时，台秤的示数多大？解:思考:从以上例子中归纳总结：超重条件____________________；失重的条件是____________________________。

教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。

所以在学习上级的精神下，本期个人的研修经历如下：1.自主学习：我积极参加网课和网上直播课程.认真完成网课要求的各项工作.教师根据自己的专业发展阶段和自身面临的专业发展问题，自主选择和确定学习书目和学习内容，认真阅读，记好读书笔记；学校每学期要向教师推荐学习书目或文章，组织教师在自学的基础上开展交流研讨，分享提高。

2.观摩研讨：以年级组、教研组为单位，围绕一定的主题，定期组织教学观摩，开展以课例为载体的“说、做、评”系列校本研修活动。

3.师徒结对：充分挖掘本校优秀教师的示范和带动作用，发挥学校名师工作室的作用，加快新教师、年轻教师向合格教师和骨干教师转化的步伐。

下降时,你提东西的手有什么感觉?主题3： 完全失重现象完全失重就是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况，物体竖直向下的加速度等于重力加速度。

在蹦极挑战项目中,挑战者都在腰间系上几根橡皮绳。

请问:在橡皮绳还未伸直前,连在身上的绳对人的下落有影响吗?绳对人产生弹力的作用吗?口头表述 第三层级 基本技能检测 根据具体情况与部分同学（特别是各小组组长）交流,掌握学生的学习情况.全体学生独立思考，独立完全，小组同学都完成后可交流讨论。

PPT 课件拓展技能检测视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成 PPT 课件 记录要点 教师可在学生完成后作点评学生在相应的位置作笔记。

PPT 课件 第四层级 知识总结 教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。

学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。

PPT 课件呈现 感悟收获 注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。

根据自己的感受如实填写 根据自己的思考找出解决方案课外拓展 学生站在医用体重计上，观察下蹲和站起时秤的示数变化，体验超重和失重。