超重和失重知识点总结

1 超重和失重

核心问题：

1、什么叫“重”，什么叫超重，为什么名为超重？什么叫失重，为什么名为失重？

2、在地表附近，重力究竟有没有变？

本质上是人类的经典错觉之一。

【例1】、.弹簧秤的秤钩上挂一个质量为1kg的物体，求：在下列情况下，弹簧秤的读数各为多大?

(1) 以2m/s2的加速度沿竖直方向匀加速上升；

(2) 以2m/s2的加速度沿竖直方向匀减速下降；

(3) 以1m/s2的加速度沿竖直方向匀减速上升；

(4) 以1m/s2的加速度沿竖直方向匀加速下降。

思考：超重、失重现象都与 的方向无关，只与 的方向有关。

【例2】、三个质量均为m的物体，分别沿三个质量均为M且倾角均为θ的固定斜面下滑；但甲减速下滑，乙加速下滑，丙匀速下滑，且甲、乙的加速度大小相等，则： ( )

A．减速下滑时对地的压力最大

B．三种情况对地的压力一样大

C．甲、乙两种情况下，m所受摩擦力一样大

D．甲、乙两种情况下，地面所受摩擦力一样大

思考：可能什么原因使甲、乙、丙三个物体的下滑情形不一样？

【例3】、某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，而在一个加速下降的电梯内，最多能举起80kg的物体，电梯的加速度为多大？如果电梯以同样大小的加速度加速上升，则他在电梯中最多能举起质量为多少的重物？

思考：该人在举重时，其保持不变的物理量有哪些？

【例4】、某大学航空航天工程专业的大学生参加“低重力学生飞行机会计划”，进行不受引力影响的实验。实验时，将飞机开到空中后，让其自由下落，以模仿一种无重力的环境，每次下落过程中，可以获得25s之久的零重力的状态．若飞机离地面的高度不得低于500m，大学生们最大可以承受的支持力为重力的两倍，则飞机的飞行高度至少应为多少米?

超重、失重的理解和应用

1．超重、失重和完全失重的比较

超重现象 失重现象 完全失重

概念 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 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 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象

产生

条件 物体的加速度方向向上 物体的加速度方向向下 物体的加速度方向向下，大小a＝g

列原

理式 F－mg＝ma

F＝m(g＋a) mg－F＝ma

F＝m(g－a) mg－F＝mg

F＝0

运动

状态 加速上升、

减速下降 加速下降、

减速上升 无阻力的抛体运动情况；绕地球匀速圆周运动的卫星

2．超重与失重的理解

(1)当出现超重、失重时，物体的重力并没变化．

(2)物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度a.的方向向上还是向下，而与速度方向无关．

(3)物体超重或失重的大小是ma.

(4)当物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零时，物体处于完全失重状态，此时加速度a＝g，方向竖直向下；如自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动等都为完全失重

当物体处于完全失重状态时，平常一切由于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，液柱不再产生向下的压强等．

【例1】 在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3－3－4所示，在这段时间内下列说法中正确的是 ( )．

图3－3－4

A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力

C．电梯一定在竖直向下运动 D．电梯的加速度大小为g5，方向一定竖直向下

解析 由题知体重计的示数为40 kg时，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有变化，A错；由牛顿第三定律知B错；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，C错；由牛顿第二定律mg－FN＝ma，可知a＝g5，方向竖直向下，D对．

范文

学习永无止境 高一物理《超重和失重》知识点解析

www.5y

专题辅导：

【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图24－1所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况：

当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变．

当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变．

当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变．

解析：选取物体为研究对象，它受到重力mg和竖直向上的拉力T的作用．规定竖直向上方向为正方向．

当T1＝40N时，根据牛顿第二定律有T1－mg＝ma1，解得这时

静止或匀速直线运动状态．

当T2＝32N时，根据牛顿第二定律有T2－mg＝ma2，解得这

示物体的加速度方向与所选定的正方向相反，即电梯的加速度方向竖直向下．电梯加速下降或减速上升．

当T3＝44N时，根据牛顿第二定律有T3－mg＝ma3，解得这时

的加速度方向与所选的正方向相同，即电梯的加速度方向竖直向上．电梯加速上升或减速下降． 范文

学习永无止境 点拨：当物体加速下降或减速上升时，亦即具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态；当物体加速上升或减速下降时，亦即具有竖直向上的加速度时，物体处于超重状态．

【例2】举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？

解析：运动员在地面上能举起120kg的重物，则运动员能发挥的向上的最大支撑力F＝m1g＝120×10N＝1200N，

在运动着的升降机中只能举起100kg的重物，可见该重物超重了，升降机应具有向上的加速度

当升降机以2.5m/s2的加速度加速下降时，重物失重．对于重物，

点拨：题中的一个隐含条件是：该运动员能发挥的向上的最大支撑力是一个恒量，它是由运动员本身的素质决定的，不随电梯运动状态的改变而改变．

第 1 页 共 6 页 物理失重和超重超重失重物理教案

超重失重教学设计.教学目标:

1:了解超重和失重现象

2:运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。

3:培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力;培养学生设计实验的能力。

4:渗透“学以致用”的思想,激发学生的学习热情。

教学重点:

超重和失重的实质

教学难点:

在超重和失重中有关对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算。

教学方法:

实验推理法、讲练法

教学用具:

一个模拟电梯、压力传感器和一个2kg的物块及相应多媒体电脑等。

课时安排

1课时

教学步骤:

一、导入新课 第 2 页 共 6 页 学生活动:小车的质量为2kg,用平行于斜面的弹簧秤拉着以加速度大小为2.5m/s2,沿着倾角为30度的光滑斜面运动,请同学讨论计算:

第一组同学完成:沿斜面加速向上运动时,弹簧秤的示数为多少?

第二组同学完成:沿斜面加速向下运动时,弹簧秤的示数为多少?

第三组同学完成:沿斜面减速向上运动时,弹簧秤的示数为多少?

第四组同学完成:沿斜面减速向下运动时,弹簧秤的示数为多少?

第五组同学完成:在斜面保持静止时,弹簧秤的示数为多少?

交流汇报各组计算结果(学生活动)预设提示a:物体的速度方向和运动方向之间有什么关系?

b:物体做加速或减速运动时,加速度方向和速度方向之间有什么关系?

讨论预设问题:

(1)各组同学将结果与第五组同学结果比较,有什么特点?

(2)这一特点可能与哪一个物理量有关?

(3)你发现了哪些规律性的东西呢?

教师设问: 第 3 页 共 6 页 (1)倾角增大到90度时,各组的计算结果将会?(在已被证明正确的理论上进行合理外推)(2)为什么外推后的推理结果与物体的重力完全相等呢?(引出学生猜想与探究)过度语:大家外推后的结果其实就是人们经常谈到超重和失重,那么:什么是超重和失重呢?本节课我们就来研究这个问题。

二、新课教学:

(一)用投影片出示本节课的学习目标: