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1、第三第三节节超重和失重超重和失重 课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第三三节节超超重重和和失失重重基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理超重和失重超重和失重1超重超重(1)物物体体对对水水平平支支持持物物的的压压力力(或或对对竖竖直直悬悬线线的的拉拉力力)_ 物体所受重力的情况称物体所受重力的情况称为为超重超重现现象象(2)产产生条件：物体具有生条件：物体具有_的加速度的加速度2失重失重(1)物物体体对对水水平平支支持持物物的的压压力力(或或对对竖竖直直悬悬线线的的拉拉力力)_ 物体所受重力的情况称物体所受重力的情况称为为失重失重现现象象(2)
2、产产生条件：物体具有生条件：物体具有_的加速度的加速度大于大于向上向上小于小于向下向下3完全失重完全失重物物体体对对水水平平支支持持物物的的压压力力(或或对对竖竖直直悬悬挂挂物物的的拉拉力力)_ 的情况称的情况称为为完全失重完全失重现现象象4视视重重当物体挂在当物体挂在弹弹簧簧测测力力计计下或放在水平台秤上下或放在水平台秤上时时，弹弹簧簧测测力力计计或台秤的示数称或台秤的示数称为视为视重重视视重的大重的大小等于秤所受的小等于秤所受的_或或_为为零零拉力拉力压压力力思考感悟思考感悟物物体体向向上上运运动动的的时时候候才才出出现现超超重重，向向下下运运动动的的时时候才出候才出现现失重，失重，这这种
3、种说说法是否正确，法是否正确，为为什么？什么？提示：提示：这这是一种是一种错误错误的的认识认识超重与失重跟物体超重与失重跟物体运运动动速度的方向无关，只由物体运速度的方向无关，只由物体运动动的加速度来的加速度来决定：加速度向上即是决定：加速度向上即是处处于超重状于超重状态态；加速度向；加速度向下就是下就是处处于失重状于失重状态态课堂互动讲练课堂互动讲练一、超重和失重一、超重和失重1产产生生条条件件：物物体体必必须须具具有有竖竖直直方方向向上上的的加加速速度度，而而与与运运动动速速度度的的大大小小和和方方向向无无关关，只只与与加加速速度度的的大大小小和和方方向向有有关关若若加加速速度度方方向向向
4、向上上，则则处处于于超超重重状状态态；若若加加速速度度方方向向向向下下，则则处处于于失失重重状状态态；若若加加速速度度ag(即即方方向向向向下下、大大小小为为9.8 m/s2)，则处则处于完全失重状于完全失重状态态2深化理解深化理解(1)在重力加速度恒定在重力加速度恒定时时，重力是一恒量，超重、，重力是一恒量，超重、失重失重现现象只是象只是“视视重重”发发生生变变化，而物体所受重化，而物体所受重力并不力并不变变化化(2)凡凡是是物物体体加加速速度度方方向向与与重重力力加加速速度度方方向向相相反反时时物物体体处处于于超超重重状状态态，当当物物体体出出现现超超重重状状态态时时，对对重重物物的的支支
5、持持力力(或或拉拉力力)的的一一部部分分与与重重物物的的重重力力相相平平衡衡，另另一一部部分分提提供供重重物物与与系系统统一一起起做做加加速速运运动动所所需需的的力力，视视重重超超出出物物体体实实际际重重力力的的部部分一定等于分一定等于ma.(3)物体加速度方向与重力加速度方向一致物体加速度方向与重力加速度方向一致时时，处处于失重状于失重状态态当出当出现现失重失重现现象象时时，则则重力有重力有一部分提供重物加速运一部分提供重物加速运动动所需要的力，多余部所需要的力，多余部分的重力分的重力则则与支持力与支持力(或拉力或拉力)相平衡相平衡视视重一重一定比物体定比物体实际实际重力小重力小ma.(4)
6、在失重状在失重状态态中，如中，如ag时时，物体，物体处处于完全失于完全失重状重状态态，这时这时由重力所由重力所产产生的一切生的一切现现象消失象消失如：两如：两块块物体叠放在一起共同自由落体，上面物体叠放在一起共同自由落体，上面物物块对块对下面物下面物块块将不将不产产生生压压力；力；单摆单摆停停摆摆、天、天平无法平无法测测量物体量物体质质量、浮力消失、液柱不再量、浮力消失、液柱不再产产生向下的生向下的压压强强等，但物体的重力不会因出等，但物体的重力不会因出现现超超重或失重而重或失重而变变化化3重力与重力与视视重的区重的区别别和和联联系系重力是由地球重力是由地球对对物体的吸引而物体的吸引而产产生的
7、人生的人们们通常通常用用竖竖直直悬悬挂的挂的弹弹簧秤或水平放置的台秤来簧秤或水平放置的台秤来测测量物量物体的重力大小用体的重力大小用这这种方法种方法测测得的重力大小常称得的重力大小常称为为“视视重重”，其，其实质实质是是弹弹簧秤拉物体的力或台秤簧秤拉物体的力或台秤对对物体的支持力物体的支持力.运运动动情况情况超重、失重超重、失重视视重重平衡状平衡状态态不超重、不失重不超重、不失重Fmg具有向上的加速度具有向上的加速度a超重超重Fm(ga)具有向下的加速度具有向下的加速度a失重失重Fm(ga)向下的加速度向下的加速度为为g完全失重完全失重F0【名名师师点睛点睛】物体具有向上的加速度物体具有向上的
8、加速度时时，无，无论论加速度大小多大，物体都加速度大小多大，物体都处处于超重状于超重状态态，只是加，只是加速度越大，超重越速度越大，超重越厉厉害害即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1.(2011年年深深圳圳模模拟拟)如如图图331所所示示，轻轻质质弹弹簧簧的的上上端端固固定定在在电电梯梯的的天天花花板板上上，弹弹簧簧下下端端悬悬挂挂一一个个小小铁铁球球，在在电电梯梯运运行行时时，乘乘客客发发现现弹弹簧簧的的伸伸长长量量比比电电梯静止梯静止时时的伸的伸长长量小，量小，这这一一现现象表明象表明()A电电梯一定是在下降梯一定是在下降B电电梯可能是在上升梯可能是在上升C电电梯的加
9、速度方向一定是向上梯的加速度方向一定是向上D乘客一定乘客一定处处在失重状在失重状态态图图331解析：解析：选选BD.因因“弹弹簧的伸簧的伸长长量比量比电电梯静止梯静止时时的伸的伸长长量小量小”，所以小球所受的合外力向下，所以小球所受的合外力向下，加速度向下，乘客加速度向下，乘客处处于失重状于失重状态态，C错误错误，D正确正确仅仅知加速度的方向，无法判断知加速度的方向，无法判断电电梯的运梯的运动动方向，其运方向，其运动动方向有两种可能，即上升或下方向有两种可能，即上升或下降，降，A错误错误，B正确正确二、多二、多过过程程问题问题对对于于动动力学中的多力学中的多过过程程问题问题，往往要按，往往要按
10、时间顺时间顺序序对题对题目目给给出的物体的运出的物体的运动过动过程程进进行分析，行分析，这这种方法种方法简简称称“程序程序法法”“程序法程序法”一般用于一般用于综综合合题题，要求我，要求我们们从从读题读题、审审题题开始，注意开始，注意题题中能划分多少个不同的物理中能划分多少个不同的物理过过程或多少程或多少个不同的状个不同的状态态，然后，然后对对各个各个过过程或状程或状态进态进行分析，画出行分析，画出运运动过动过程示意程示意简图简图(含物体所在位置、速度方向、加速含物体所在位置、速度方向、加速度方向等度方向等)特特别别注意：若所研究运注意：若所研究运动过动过程的运程的运动动性性质质、受力情况并非
11、恒定不受力情况并非恒定不变时变时，则则要把整个运要把整个运动过动过程分成几程分成几个不同的运个不同的运动过动过程程详细详细分析，要弄清楚各运分析，要弄清楚各运动过动过程之程之间间的的联联系系【名名师师点睛点睛】多多过过程中各程中各过过程之程之间间有有联联系的物系的物理量常理量常为为速度，而从一个速度，而从一个过过程到另一个程到另一个过过程程发发生生变变化的常化的常为为力，特力，特别别要注意摩擦力的要注意摩擦力的变变化化即即时应时应用用 (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2.(2011年年辽辽宁宁锦锦州州期期末末)如如图图332所所示示，一一名名消消防防队队员员在在模模拟拟演演习习训训练练
12、中中，沿沿着着长长为为12 m的的竖竖立立在在地地面面上上的的钢钢管管往往下下滑滑已已知知这这名名消消防防队队员员的的质质量量为为60 kg，他他从从钢钢管管顶顶端端由由静静止止开开始始先先匀匀加加速速再匀减速下滑，滑到地面再匀减速下滑，滑到地面时时速速度恰好度恰好为为零如果他加速零如果他加速时时的的加速度大小是减速加速度大小是减速时时的的2倍，倍，下滑的下滑的总时间为总时间为3 s，g取取10 m/s2，那么，那么该该消防消防队员队员()图图332A下滑下滑过过程中的最大速度程中的最大速度为为4 m/sB加速与减速加速与减速过过程的程的时间时间之比之比为为12C加速与减速过程中所受摩擦力大小
13、之比为加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为17D加速与减速过程的位移之比为加速与减速过程的位移之比为1 4经典题型探究经典题型探究超重和失重超重和失重例例例例1 1 在在升升降降电电梯梯内内的的地地面面上上放放一一体体重重计计，电电梯梯静静止止时时，晓晓敏敏同同学学站站在在体体重重计计上上，体体重重计计示示数数为为50 kg，电电梯梯运运动动过过程程中中，某某一一段段时时间间内内晓晓敏敏同同学学发发现现体体重重计计示示数数如如图图333所所示示在在这这段段时时间间内升降机的加速度怎内升降机的加速度怎样样？图图333【思路点思路点拨拨】解答本解答本题时应题时应注意以下三点：注意以下三点：(1)体
14、重体重计计的示数与的示数与晓晓敏敏对对体重体重计计的的压压力的关系力的关系(2)晓晓敏敏对对体体重重计计的的压压力力与与其其受受的的支支持持力力的的大大小小关关系系(3)根据根据视视重和重力大小只能确定重和重力大小只能确定电电梯的加速度的梯的加速度的大小和方向大小和方向【答案答案】加速度大小加速度大小为为2 m/s2，方向，方向竖竖直向下直向下【规规律律总结总结】在超重和失重在超重和失重现现象中物体重力并象中物体重力并没有没有变变，变变化的是物体化的是物体对对水平支持物或水平支持物或竖竖直直悬绳悬绳的拉力的拉力互互动动探探究究当当升升降降机机的的加加速速度度方方向向竖竖直直向向上上，大大小小为
15、为6 m/s2时时，体重，体重计计的示数如何？的示数如何？解析：解析：以以晓晓敏敏为为研究研究对对象，她受到重力和支持力象，她受到重力和支持力N由牛由牛顿顿第二定律得第二定律得NmgmaNmgma5010506800(N)由由牛牛顿顿第第三三定定律律知知她她对对体体重重计计的的压压力力大大小小也也为为800 N，即，即80 kg.所以体重计的示数为所以体重计的示数为80 kg.答案：答案：80 kg (满满分分样样板板15分分)航航模模兴兴趣趣小小组组设设计计出出一一架架遥遥控控飞飞行行器器，其其质质量量m2 kg，动动力力系系统统提提供供的的恒恒定定升升力力F28 N试试飞飞时时，飞飞行行器
16、器从从地地面面由由静静止止开开始始竖竖直直上上升升设设飞飞行行器器飞飞行行时时所所受受的的阻阻力力大大小不小不变变，g取取10 m/s2.(1)第第一一次次试试飞飞，飞飞行行器器飞飞行行t18 s时时到到达达高高度度H64 m求求飞飞行器所受阻力行器所受阻力f的大小；的大小；(2)第第二二次次试试飞飞，飞飞行行器器飞飞行行t26 s时时遥遥控控器器出出现现故故障障，飞飞行行器器立立即即失失去去升升力力求求飞飞行行器器能能达达到到的的最大高度最大高度h.多多过过程程问题问题例例例例3 3(3)在在(2)中，中，为为了使了使飞飞行器不致行器不致坠坠落在地面，求落在地面，求飞飞行器从开始下落到恢复升
17、力的最行器从开始下落到恢复升力的最长时间长时间t3.【思路点思路点拨拨】分析分析飞飞行器的受力情况，根据牛行器的受力情况，根据牛顿顿第二定律列方程，再利用运第二定律列方程，再利用运动动学公式列出关于学公式列出关于位移和速度的方程，位移和速度的方程，联联立方程即可求解立方程即可求解图图334【反反思思领领悟悟】在在第第二二次次飞飞行行中中，飞飞机机经经历历了了三三个个过过程程，明明确确每每个个过过程程的的运运动动情情况况和和受受力力情情况况是是问问题题关关键键为为了了分分析析清清晰晰一一定定要要作作出出过过程示意程示意图图 如如图图335所示是所示是电电梯上升的梯上升的vt图线图线，若若电电梯的
18、梯的质质量量为为100 kg，则则承受承受电电梯的梯的钢绳钢绳受受到的拉力在到的拉力在02 s之之间间、2 s6 s之之间间、6 s10 s之之间间分分别为别为多大？多大？(g取取10 m/s2)与与图图像相像相综综合的合的问题问题例例例例3 3图图335【思路点思路点拨拨】从从图图中可以看出中可以看出电电梯的运梯的运动动情况情况为为先加速、后匀速、再减速，根据先加速、后匀速、再减速，根据vt图线图线可以确定可以确定电电梯的加速度，由牛梯的加速度，由牛顿顿运运动动定定律可列式求解律可列式求解图图336【答案答案】1300 N1000 N850 N【题题后反思后反思】本本题题是已知物体的运是已知物体的运动动情况求物情况求物体的受力情况，体的受力情况，电电梯的运梯的运动动情况由情况由图图像像给给出要出要学会从已知的学会从已知的vt图线图线中找出有关的已知条件中找出有关的已知条件知能优化演练知能优化演练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用