第3课时超重与失重.doc

第3课时超重与失重【复习指南】在2006年《考试大纲》超重和失重作为I类要求，是指其现象而言；而超重和失重现象中的定量计算问题，作为牛顿第二定律的应用，仍然是掌握的重点和难点．2005年全国Ⅰ卷14题考查了这方面知识。1、超重和失重现象的理解（1）无论物体处在失重或超重状态，物体的重力始终存在，且没有变化，发生变化的是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力（即视重大小）。（2）超重、失重现象与速度方向无关，只与加速度方向有关。（3）当物体在竖直方向运动时，若视重大于重力时，加速度方向向上，此时物体可能加速上升也可能减速下降；反之，当物体视重小于重力时，加速度方向向下，此时物体可能减速上升，也可能加速下降。（4）当物体沿斜面方向存在加速度时，根据矢量的分解可知，物体必在竖直方向存在加速度分量，因此亦存在超重与失重现象。（5）在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理效应都会消失，如单摆停摆、天平失效、浸在液体中物体浮力消失，水银气压失效等．【课前热身】1、在升降机中用弹簧秤称一物体的重力，由弹簧秤示数的变化可以判定系统的运动状态，下面说法正确的是（）A、示数偏大，则升降机可能是向上做加速运动B、示数偏小，则升降机一定是向下做加速运动C、示数准确，则升降机一定是做匀速直线运动D、示数时大时小，则升降机一定是做上下往复运动【答案】A【解析】判断物体是否处于超重或失重状态，只要判断物体在竖直方向的加速度方向，如果物体的加速度向上，则物体处于超重状态，但此时物体可能是加速上升或减速下降。反之若物体的加速度方向向下，则物体处于失重状态，此时物体则可能加速下降或减速上升，因此正确选项为A。2、下列说法正确的是（）A、体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B、蹦床运动员在空中上升和下落的过程中都处于失重状态C、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内杠铃处于超重状态D、游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态【答案】B【解析】A、B、C三种情况均是物体处于平衡状态，只有B情况中运动员上升和下落过程中加速度方向均向下，故处于失重状态，正确选项为B。3、在宇宙空间站下列仪器仍能使用的是（）A、天平B、密度计C、测力计D、摆钟【答案】B【解析】天平、密度计和摆钟都是利用重力的作用而工作的，在太空站中，物体几乎处于完全失重状态，因此这三种器材不能使用，但测力计仍能用来测力，如测量手对弹簧秤的拉力。正确选项为C。【重要考点】1．当物体具有竖直向上的加速度（或分加速度）时，发生超重现象.2．当物体具有竖直向下的加速度（或分加速度）时，发生失重现象.3．当物体具有竖直向下的加速度大小为g时，发生完全失重现象．4、不管超重还是失重，物体所受到的重力大小不变.【重点热点】问题1：超重与失重现象的简单应用【例1】（2005年全国高考试题）一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速大小为，g为重力加速度。人对电梯底部的压力为（）A．B．2mgC．mgD．解析：根据牛顿第二定律可知，当电梯加速上升时，人处于超重状态。分析人的受力情况可知，受到了重力和电梯板的支持力的作用，设电梯板对人的支持力为N，则有代入数据解得：根据牛顿第三定律，人对电梯板的压力为，正确选项为D。【变式题】公路上匀速行驶的汽货车受一扰动，车上的货物随车厢底板上下振动但不脱离底板，一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐振动，周期为T，取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t=0，其振动图象如图所示，则A、时，货物对车厢底板的压力最大B、时，货物对车厢底板的压力最小C、，货物对车厢底板的压力最大D、，货物对车厢底板的压力最小解析：当货物振动到负的最大位移处时，即时，货物具有向上的最大加速度，此时货物超重最明显，故车厢底板对货物的支持力最大，由牛顿第三定律知，此时货物对车厢底板压力最大；当时，货物具有向下的最大加速度，所以失重最明显；面在时，货物过平衡位置，加速度为零，货物对底板的压力等于物重。问题2：与弹簧相关的超重与失重现象【例2】有一电梯做匀速运动．具有一定质量的木块A静止在地板上，被处于．水平伸长状态的轻弹赞拉住，如图3-27所示．现发现木块突然被弹簧拉向右方，由此可以判断，以下说法中正确的是（）A、电梯可能向上做减速运动，木块处千失重状态B、电梯一定向上做加速运动；术块处于超重状态C、电梯可能向上做加速运动．木块处于超重状态D、电梯一定具有向下的加速度，木块处于失重状态解析：木块A静止在匀速运动的电样中，处于平衡状态，此时物体受到重力mg、电梯地板的支持力N、弹簧的弹力F和地板对它的摩擦力F.由于物体A处于平衡状态，所以对A应有；现发现木块突然被弹簧拉向右方，表明在此时木块所受弹簧的拉力大于它所受的最大静摩擦力，原因是最大静摩捧力变小了．又因最大静摩擦力与正压力有关，最大静摩擦