高中物理：5.4 超重与失重 学案（3）（沪科版必修1）.doc

用心爱心专心5.4超重与失重知识网络结构超重和失重超重和失重等效重力加速度概念规律方法什么是超重和失重1．问题探究【例】升降机地板上放一个弹簧式测力计托盘上放一个质量为20kg的物体如图5-4-1所示当升降机：(1)以4m／s的速度匀速上升时测力计读数是多少?(2)以1m/s2的加速度竖直上升时测力计的读数是多少?(3)以1m/s2的加速度竖直下降时测力计的读数是多少?探究：物体运动过程中受到两个力：重力G和测力计对物体的支持力F由于测力计对物体的支持力F与物体对测力计的压力F′是一对作用力和反作用力根据牛顿第三定律只要求出F就可知道F′．我们根据牛顿运动定律列出方程找出几个力之问以及它们与加速度之间的关系这个问题就能解决了．解析：以放在测力汁上的物体为研究对象取向上的方向为正方向．(1)当升降机匀速上升时加速度a=0．根据牛顿第二定律知：F合=F-mg=ma=0．解得测力计对物体的支持力F=196N.根据牛顿第三定律：F=F′．则可知测力计的读数为196N_(2)因升降机加速上升则a=1m／s2方向向上根据牛顿第二定律得：F合=F-mg=ma．解得测办计对物体的支持力F=216N.根据牛顿第三定律：F=F′.则可知测力计的读数为216N．(3)因升降机加速下降则a=-1m／s2方向向下根据牛顿第二定律得：F合=F-mg=ma.解得测力计对物体的支持力F=176N．根据牛顿第三定律：F=F′．则可知测力计的读数为176N．结论：当升降机匀速运动时测力计的读数等于物体的重力；当升降机加速上升(或者减速下降)时测力计的读数大于物体的重力；当升降机加速度下降(或减速上升)时测力计的读数小于物体的重力．2．概念定义(1)物体有竖直向上的加速度时它对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象称为超重现象．(2)物体有竖直向下的加速度时它对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力的现象称为失重现象.3．概念说明(1)在超重和失重现象中物体的重力并没有发生变化超重指的是物体对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力而失重则是指物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于重力．(2)不管超重还是失重与物体的运动方向无关它取决于物体的加速度方向．加速度方向向下物体处于失重状态；加速度方向向上物体处于超重状态．(3)如果物体正好以大小等于g的加速度竖直下落这时物体对支持物、悬挂物完全没有作用力好像完全没有了重力的作用这种状态是完全失重状态．(4)超重和失重并不是一类特征问题而是牛顿运动定律在竖直方向的应用．(5)当物体在竖直方向上有加速度时也可以看成是重力加速度发生了变化从g变成了g′这个物体就好像处在一个重力加速度为g′的环境里把这个g′称为等效重力加速度．