3.6 超重与失重超重与失重高中物理高中物理必修必修1教科版教科版第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律目标定位目标定位1知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象判断超重、失重现象. 2能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象 预习导学预习导学1超重超重(1) 大于大于 (2) 竖直向上竖直向上 2失重失重(1)小于小于 完全失重完全失重 (2) 竖直向下竖直向下 想一想想一想1：有人说：有人说：“在很高的山顶上，物体所受的重力要小在很高的山顶上，物体所受的重力要小于它在平地上所受的重力，这种现象也是失重！于它在平地上所受的重力，这种现象也是失重！”这种说法正确吗？这种说法正确吗？ 答案不正确，这不是失重答案不正确，这不是失重 失重的本质是重力不变，而失重的本质是重力不变，而“视重视重”增大或减小增大或减小 在很高的山上，物体所受的重力减小，是由于地球在很高的山上，物体所受的重力减小，是由于地球对它的吸引力减小了对它的吸引力减小了 预习导学预习导学想一想想一想2：自由落体运动的物体是处于失重还是超重状态呢？自由落体运动的物体是处于失重还是超重状态呢？答案完全失重答案完全失重 自由下落的物体只受到重力作用，对支持物或悬挂自由下落的物体只受到重力作用，对支持物或悬挂物的拉力为零物的拉力为零. 一、对超重和失重的理解一、对超重和失重的理解 课堂讲义课堂讲义1实重实重：物体实际所受的重力物体所受重力不会：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因物体运动状态的改变而变化2视重视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对：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，此时力，此时弹簧测力计或台秤的示数弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重叫物体的视重课堂讲义课堂讲义3判断物体超重与失重的方法判断物体超重与失重的方法(1)从受力的角度判断：从受力的角度判断： 超重：物体所受向上的拉力超重：物体所受向上的拉力(或支持力或支持力)大于重力大于重力失重：物体所受向上的拉力失重：物体所受向上的拉力(或支持力或支持力)小于重力小于重力(2)从加速度的角度判断：从加速度的角度判断： 当物体的当物体的加速度方向向上加速度方向向上 时，处于时，处于超重超重状态状态当物体的当物体的加速度方向向下加速度方向向下时，处于时，处于失重失重状态状态 注意：注意： (1)物体处于超重还是失重状态，物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方只取决于加速度的方向向，与物体的运动方，与物体的运动方 向无关向无关 (2)发生超重和失重时，物体所受的发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化重力并没有变化课堂讲义课堂讲义【例例1】关于超重和失重，关于超重和失重，下列说法正确的是下列说法正确的是()A物体处于超重时，物体物体处于超重时，物体一定在上升一定在上升B物体处于失重状态时，物体处于失重状态时，物体可能在上升物体可能在上升C物体处于完全失重时，物体处于完全失重时，地球对它的引力就消失了地球对它的引力就消失了D物体在完全失重时，它物体在完全失重时，它所受到的合外力为零所受到的合外力为零物体处于超重还是失重状物体处于超重还是失重状态，态，只取决于加速度的方只取决于加速度的方向向，与物体的运动方向无，与物体的运动方向无关关发生超重和失重时，物发生超重和失重时，物体所受的体所受的重力并没有变重力并没有变化化物体仍受到重力的作用物体仍受到重力的作用 课堂讲义课堂讲义【例例2】在一电梯的地板上有一压力在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图传感器，其上放一物块，如图361甲甲所示，当电梯运行时，传感器示数大所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图像如图乙所示，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根据图像分析得出的结论中正确的是()A从时刻从时刻t1到到t2，物块处于失重状态，物块处于失重状态B从时刻从时刻t3到到t4，物块处于失重状态，物块处于失重状态C电梯可能开始停在低楼层，先加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，速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层最后停在高楼层D电梯可能开始停在高楼层，先加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，速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层最后停在低楼层图361Fmg静止状态或静止状态或匀速运动状态匀速运动状态Fmg加速向上或加速向上或减速向下减速向下Fmg mgFmaFm(ga)mg 静止或匀速静止或匀速直线运动直线运动 向上加速，向上加速，向下减速向下减速 向下加速，向下加速，向上减速向上减速 mgFmgFamgFa课堂讲义课堂讲义【例例4】在升降机中，一个在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了的体重减轻了20%，于是，于是他作出下列判断，其中正他作出下列判断，其中正确的是确的是()A升降机可能以升降机可能以0.8g的加的加速度加速上升速度加速上升B升降机可能以升降机可能以0.2g的加的加速度加速下降速度加速下降C升降机可能以升降机可能以0.2g的加的加速度减速上升速度减速上升D升降机可能以升降机可能以0.8g的加的加速度减速下降速度减速下降视重视重F=0.8mgmgF=0.8mgmgFma a 0.2g减速上升减速上升加速下降加速下降课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练(2013四川成都期末四川成都期末)如图如图363所示，挂有一所示，挂有一条鱼的弹簧测力计悬在电梯顶部，鱼的质量为条鱼的弹簧测力计悬在电梯顶部，鱼的质量为m，当地，当地的重力加速度为的重力加速度为g，在电梯运行过程中，弹簧测力计示，在电梯运行过程中，弹簧测力计示数为数为F则则()A若若Fmg，则电梯一定在匀速运动，则电梯一定在匀速运动B若若Fmg，则电梯一定在加速上升，则电梯一定在加速上升C若若Fmg，则电梯一定在减速上升，则电梯一定在减速上升D若若Fmg，则电梯一定在减速上升，则电梯一定在减速上升图图363可推断可推断加速度的方向加速度的方向但但速度方向速度方向未知未知12013年年9月月10日，在沈阳奥体中日，在沈阳奥体中心进行的第十二届全运会女子跳高心进行的第十二届全运会女子跳高决赛中，福建名将郑幸娟以决赛中，福建名将郑幸娟以1米米92的成绩成功卫冕图的成绩成功卫冕图364为郑幸娟为郑幸娟在本届全运会上以背越式成功地跳在本届全运会上以背越式成功地跳过了过了1.92米的高度若忽略空气阻米的高度若忽略空气阻力，力，g取取10 m/s2.则下列说法正确的则下列说法正确的是是()A郑幸娟下降过程处于失重状态郑幸娟下降过程处于失重状态D郑幸娟下降过程处于超重状态郑幸娟下降过程处于超重状态C郑幸娟起跳以后在上升过程中郑幸娟起跳以后在上升过程中处于超重状态处于超重状态D郑幸娟起跳时地面对她的支持郑幸娟起跳时地面对她的支持力大于她的重力力大于她的重力对超重和失重的理解对超重和失重的理解对点练习对点练习图364364整个跳高过程中，只整个跳高过程中，只受重力作用受重力作用 失重失重 加速度向上加速度向上 2如图如图365所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的中的vt图象，则：图象，则：A物体在物体在02 s内处于失重状态内处于失重状态B物体在物体在24 s内处于超重状态内处于超重状态C物体在物体在45 s内处于失重状态内处于失重状态D由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态对点练习对点练习图365365速度方向向上速度方向向上 加速加速 加速度向上加速度向上 超重超重 匀速匀速 加速度为加速度为0 正常正常减速减速 加速度向下加速度向下 失重失重 3如图如图366所示，建筑工人在砌墙时需要将所示，建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处，采用的方式是一工人甲在砖块运送到高处，采用的方式是一工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出，在高处的工人低处将一摞砖竖直向上抛出，在高处的工人乙将其接住每块砖的质量均为乙将其接住每块砖的质量均为m，现只考，现只考虑最上层的两块砖，不计空气阻力，下列说虑最上层的两块砖，不计空气阻力，下列说法正确的是法正确的是()A工人甲在将砖块抛出时工人甲在将砖块抛出时(砖未离手砖未离手)砖块砖块处于失重状态处于失重状态B工人甲在将砖块抛出时工人甲在将砖块抛出时(砖未离手砖未离手)砖块砖块间作用力等于间作用力等于mgC工人甲在将砖块抛出后，砖块处于失重工人甲在将砖块抛出后，砖块处于失重状态状态D工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力工人甲在将砖块抛出后，砖块间作用力等于等于mg对点练习对点练习对完全失重现象的理解对完全失重现象的理解图366366向上加速向上加速加速度向上加速度向上超重超重向上减速向上减速加速度向下加速度向下失重失重4一个质量是一个质量是60 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m5 kg的物体的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40 N，g取取10 m/s2，求：，求：(1)此时升降机的加速度的大小；此时升降机的加速度的大小；(2)此时人对地板的压力此时人对地板的压力用牛顿运动定律分析超重和失重现象用牛顿运动定律分析超重和失重现象对点练习对点练习mgTTmgmaa2 m/s2 (1)MgN(2)NMgMaN480 N由牛顿第三定律可得人对地板的压力为由牛顿第三定律可得人对地板的压力为480 N.77.天才来自勤奋。85.鞋底磨穿了，不等于路走到了头。65.懒这一个字就足以让你失去一切。一个人的梦想也许不值钱，但一个人的努力很值钱。81.也许有时候，暂时放弃你所喜欢的，去追逐那些不可能的，你获得的会更多。79.成功与失败都是暂时的，在成功处跌到便是失败，在失败处勇敢站起就是成功。54.失败不可怕，比失败可怕的是不去尝试。78.人生三大致命伤：埋头苦干一成不变；努力结果无法积累；上一代努力下一代无法继承。99.拥有资源不能成功，善用资源才能成功。25.成功艰苦劳动正确方法少说空话。爱因斯坦39.人生不怕起点低，就怕没追求；不怕走的慢，就怕走错路；不怕不如意，就怕想不通。与其羡慕别人，不如做好自己。105.执着梦想脚步，把希望追逐；坚定乐观信心，把人生耕耘；挥洒辛勤汗水，把生命浇灌；实现自我价值，把精彩缔造。为自己加油，明天定会无限美好！84.每一个人都多多少少有点惰性。一个人的意志力量不够推动他自己，他就失败，谁最能推动自己，谁就最先得到成长。42.与其在风雨中逃避，不如在雷电中舞蹈，即便淋得透湿，也是领略生命的快意。3.自己想要的东西，要么奋力直追，要么干脆放弃。不要做思想上的巨人，行动上的矮子！别总是逢人就喋喋不休的表决心或者哀怨不断，做别人茶余饭后的笑点。79.如果你还认为自己还年轻，还可以蹉跎岁月的话，你终将一事无成，老来叹息。52.想要变优秀，顺其自然是不可能的，你需要做很多，花很多时间，忍耐并且坚持。9.如果不努力，未来只能是个梦。90.人总会遇到挫折，总会有低潮，会有不被人理解的时候。103.只有品味了痛苦，才能珍视曾经忽略的快乐;只有领略了平凡，才会收藏当初丢弃的幸福。60.只有满怀自信的人，才能在任何地方都怀有自信地沉浸在生活中，并实现自己的意志。70.激流勇进者方能领略江河源头的奇观胜景。25.含泪播种的人一定能含笑收获。89.你不努力怎么知道你不是奇迹。8.征服畏惧，建立自信的最快最确实的方法，就是去做你害怕的事，直到你获得成功的经验！