第三章 第6节 理解教材新知 把握热点考向 知识点一 知识点二 考向一 考向二 应用创新演练 随堂基础巩固 课时跟踪训练 1 当研究对象在竖直方向处于加速状态时 它受到的重力和支持力 拉力 不再是一对平衡力 2 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体重力的现象称为超重现象 3 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重现象 4 无论物体超重还是失重 物体的重力并没有改变 超重与失重的概念 自学教材 1 重力和视重 1 物体所受重力由物体的质量和物体所处的位置决定 即G mg 物体的重力与物体的运动状态 无论物体如何运动 其重力不发生变化 2 视重是指称量物体重力时的读数 是指物体对支持物的或对悬挂它的物体的 物体的视重与物体的运动状态 它随物体运动状态的变化而变化 无关 压力 拉力 有关 2 超重和失重的概念 1 超重 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 失重 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 3 完全失重 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 的现象 大于 小于 等于零 重点诠释 1 物体处于超重或失重状态时 物体对支持物的压力 或对悬挂物拉力 的大小与物体的重力大小不相等 但物体所受的重力并没有发生变化 2 物体处于超重或失重状态 与物体的速度大小 速度方向无关 只取决于物体的加速度方向 加速度方向向上则超重 加速度方向向下则失重 3 如果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ay 0 就存在超重 失重现象 当ay方向竖直向上时 物体处于超重状态 当ay方向竖直向下时 物体处于失重状态 4 在完全失重状态下 通常由重力产生的一切物理现象都会完全消失 比如物体对桌面无压力 单摆停止摆动 浸在水中的物体不受浮力等 靠重力才能使用的仪器 也不能再使用 如天平 液体气压计等 1 关于超重和失重现象 下列说法正确的是 A 超重就是物体所受的重力增加了B 失重就是物体所受的重力减小了C 完全失重就是物体一点重力都不受了D 无论超重还是失重 物体所受重力都是不变的 解析 无论超重 失重还是完全失重 物体的重力不变 物体的重力只与物体的质量和重力加速度有关 与物体的运动状态无关 故D正确 答案 D 超重 失重问题的有关计算 自学教材 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F 1 超重 由F mg ma可得F 即视重重力 超重 ma 加速度a越大 超重越多 2 失重 由mg F ma可得F 即视重重力 失重 ma 加速度a越大 失重越多 3 完全失重 由mg F ma和a g联立解得F 0 即视重为0 失重 mg m g a 大于 m g a 小于 重点诠释 1 物体处于超重状态或处于失重状态 是由物体的加速度的方向决定的 与物体的速度方向无关 2 物体处于超重状态时物体的视重比物体的实际重力超出ma 这一部分用于使物体产生向上的加速度a 反之 物体失重时失去的部分ma用于产生向下的加速度a 当a g时处于完全失重状态 重力完全用于产生向下的加速度 因此不会对支持物有压力 或对悬挂物有拉力 3 解答超重 失重问题的步骤 明确题意 确定研究对象 对研究对象受力分析和运动情况的分析 确定加速度的方向 根据牛顿第二定律列式求解 答案 D 对超重 失重的理解 例1 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 将一质量为45kg的物体放在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况 下表记录了几个特定时刻体重计的示数 表内时间不表示先后顺序 若已知t0时刻电梯静止 则 A t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反B t1和t2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 t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等 运动方向一定相反D t3时刻电梯可能向上运动 思路点拨 解答本题应注意以下两点 1 由示数变化确定物体所处的失重或超重状态 2 超重 失重与物体的速度 加速度的关系 解析 由超重和失重的物理意义可知 当物体的加速度向上时 支持力N大于重力G 发生超重现象 当物体的加速度向下时 支持力N小于重力G 发生失重现象 可见发生超重和失重时 物体的重力G并没有发生变化 但加速度方向相反 A正确 B错误 由表中数据知 t1时刻超重 t2时刻失重 t3时刻仍为重力 但t3时刻电梯可能是匀速运动 也可能处于静止 答案 AD 借题发挥 1 判断超重 失重的标准是看加速度的方向 若加速度向上则物体一定超重 若加速度向下则物体一定失重 反之若物体超重 则加速度一定向上 若物体失重 则加速度一定向下 2 物体超重或失重状态下的运动方向不确定 可以向上运动 也可以向下运动 1 悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子上挂着质量为m的物体 电梯静止时弹簧测力计的示数为G mg 下列说法中正确的是 A 当电梯匀速上升时 弹簧测力计的示数增大 电梯匀速下降时 弹簧测力计的示数减小B 只有电梯加速上升时 弹簧测力计的示数才会增大 只有电梯加速下降时 弹簧测力计的示数才会减小 C 不管电梯向上或向下运动 只要加速度的方向竖直向上 弹簧测力计的示数一定增大D 不管电梯向上或向下运动 只要加速度的方向竖直向下 弹簧测力计的示数一定减小解析 超重 失重与运动方向无关 取决于加速度方向 加速度方向向上为超重 加速度方向向下为失重 答案 CD 超重 失重的计算 图3 6 1 例2 一质量为m 40kg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到6s内体重计示数F的变化如图3 6 1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 10m s2 思路点拨 解答本题可按以下思路进行 答案 9m 借题发挥 通过F t图像分析超重 失重现象的步骤 1 分析有关超重 失重现象的图像问题时 通过读取图像信息 获取不同阶段的受力情况 特别是和重力大小相比较 2 分别构建匀变速直线运动或匀速直线运动模型 利用牛顿第二定律求解不同阶段的加速度 3 利用直线运动的规律求解相关的物理量 2 在电梯中 把一重物置于台秤上 台秤与压力传感器相连 电梯由静止开始竖直上升的过程中 传感器所受的压力与时间的关系 F t 图像如图3 6 2所示 取g 10m s2 由图像可知 图3 6 2 1 电梯减速上升过程经历的时间是 s 2 重物的质量是 kg 3 电梯的最大加速度是 m s2 答案 1 4 2 3 3 5 点击下图进入 点击下图进入