高一物理超重失重及连接体问题归纳粤教版知识精讲.doc

用心爱心专心高一物理超重失重及连接体问题归纳粤教版【本讲教育信息】一.教学内容：超重失重及连接体问题归纳二.学习目标：1.掌握超失重现象及其本质特征。2.重点掌握超失重问题与日常生活实际相联系的综合问题的分析方法。3.掌握运用整体法与隔离法分析连接体问题。考点地位：超失重问题是牛顿第二定律的应用问题的一个重要方面，同样是高考考查的重点和难点，从出题形式上常与日常生活实际相联系，即可以通过选择形式出现，如2007年江苏单科卷第6题，2007年山东理综卷第17题。有时也以大型计算题形式出现，如2006年全国理综Ⅱ卷第24题。三.重难点解析：1.超重和失重现象（1）超重现象：当物体存在向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体本身重力的现象称为超重现象。若支持物或悬挂物为测力计，则超重时“视重”大于实重，超出的部分为ma，此时物体可有向上加速或向下减速两种运动形式。（2）失重现象：当物体存在向下的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体本身重力的现象称为失重现象。失重时“视重”小于实重，失去部分为ma，此时物体可做向上减速或向下加速运动。在失重现象中，物体对支持物体的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态称为完全失重状态。此时“视重”等于零，物体运动的加速度方向向下，大小为g。2.超重和失重的本质特征（1）超重在升降机中的机板的测力计上挂有一质量为m的物体，整个升降机系统有向上的加速度a，那么物体对升降机测力计的压力是否还等于自身的重力？压力如何求呢？物体受到重力和支持力，如图所示，由牛顿第二定律，得：，∴由牛顿第三定律，物体受到支持力和物体对测力计的压力大小相等。（2）失重。若升降机系统具有向下的加速度为a，如图所示则由牛顿第二定律得，∴由牛顿第三定律，物体受到的支持力和物体对测力计的压力大小相等。（3）完全失重在上图中，若a=g时，则由牛顿第二定律，得：则物体对支持物的压力变为零3.超重和失重仅仅是一种现象（1）物体处于超重和失重现象时，好像物体的重力时大时小，物体处于平衡状态时，物体受到的重力大小等于支持力或拉力。物体处于超重时，拉力或支持力大于重力，也称为“视重”大于实重现象。物体处于失重时，拉力或支持力小于重力，也称为“视重”小于实重现象。由此可见，所谓的超重和失重，只是拉力（或支持力）的增大或减小，是视重的改变。由此现象分析，要测量物体的重力，必须使物体处于静止或匀速直线运动状态。（2）由于重力是由于地球对物体的吸引而产生的，所以重力只和地球及物体本身有关，而和物体的运动状态无关。无论是超重还是失重，物体本身的重力并不随其运动状态的不同而发生改变。超重时，视重大于实重；失重时，视重小于实重，物体的实重不变。（3）在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失。如：物体对桌面无压力，单摆停止振动，浸在水里的物体不受浮力，天平不能使用等。（4）超重与失重现象，仅与加速度有关，与速度无关。竖直向上加速或向下减速运动，都可以产生超重现象；竖直向下加速或向上减速都可以产生失重现象。【典型例题】问题1：超重与失重现象的本质的认识：［考题1］在一个封闭装置中，用弹簧测力计称一物体的重量，根据读数与物体实际重量之间的关系，则以下判断中正确的是（）A.读数偏大，表明装置加速上升B.读数偏小，表明装置减速下降C.读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判定是向上还是向下运动D.读数准确，表明装置匀速上升或下降解析：弹簧测力计读数为零，即完全失重。这表明装置运动的加速度等于重力加速度g。但是，a=g将会有两种情况：①加速下落；②减速上升，所以C正确。答案：C变式1：［考题2］竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，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（g取10m/s2）：（1）当弹簧秤的示数F1=40N，且保持不变。（2）当弹簧秤的示数F2=32N，且保持不变。（3）当弹簧秤的示数F3=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F的作用，规定竖直向上方向为正方向。（1）当F1=40N时，根据牛顿第二定律有，解得这时电梯的加速度，由此可见，电梯处于静止或匀速直线运动状态。（2）当时，根据牛顿第二定律有，解得这时电梯的加速度。式中的负号表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。（3）当时，根据牛顿第二定律有，解得这时电梯的加速度，为正值表示电梯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。答案：（1）静止或匀速（2）加速下降或减速上升（3）加速上升或减速下降问题2：超失重问题与日常生活实际相联系问题［考题3］