1、全日制高中物理必修教學案 第四章 牛頓運動定律4.7用牛頓定律解決問題（四）班級_姓名_學號_學習目標: 1. 知道什么是超重與失重。2. 知道產生超重與失重的條件。3. 了解生活實際中超重和失重現象。4理解超重和失重的實質。5. 了解超重與失重在現代科學技術研究中的重要應用。6會用牛頓第二定律求解超重和失重問題。學習重點: 超重和失重的實質。學習難點: 應用牛頓定律求解超重和失重問題。主要內容:一、超重和失重現象 1超重現象（1） 定義（力學特征）：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體所受重力的情況叫超重現象。（2） 產生原因（運動學特征）：物體具有豎直向上的加速度。（3） 發生超

2、重現象與物體的運動（速度）方向無關，只要加速度方向豎直向上物體加速向上運動或減速向下運動都會發生超重現象。 2失重現象（1） 定義（力學特征）：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的情況叫失重現象。（2） 產生原因（運動學特征）：物體具有豎直向下的加速度。（3） 發生超重現象與物體的運動（速度）方向無關，只要加速度方向豎直向下物體加速向下運動或減速向上運動都會發生失重現象。3完全失重現象失重的特殊情況（1） 定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)等于零的情況（即與支持物或懸掛物雖然接觸但無相互作用）。（2） 產生原因：物體豎直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，

3、不會再與支持物或懸掛物發生作用。（3） 是否發生完全失重現象與運動（速度）方向無關，只要物體豎直向下的加速度等于重力加速度即可。問題：試在右圖中分別討論當GA>GB和GA<GB時彈簧稱的示數與GA的關系。超重和失重現象的運動學特征V的方向V的方向a的方向視重F與G的大小關系現象FGFGa=gF=0二、注意1 超重和失重的實質：物體超重和失重并不是物體的實際重力變大或變小，物體所受重力G=mg始終存在，且大小方向不隨運動狀態變化。只是因為由于物體在豎直方向有加速度，從而使物體的視重變大變小。2 物體由于處于地球上不同地理位置而使重力G值略有不同的現象不屬于超重和失重現象。3 判斷超重

4、和失重現象的關鍵，是分析物體的加速度。要靈活運用整體法和隔離法，根據牛頓運動定律解決超重、失重的實際問題。問題：1、手提彈簧秤突然上升一段距離的過程中，有無超重和失重現象 2人突然站立、下蹲的過程中有無、失重現象? 3已調平衡的天平，在豎直方向變速運動的電梯中平衡會否被破壞? 4容器中裝有水，在水中有一只木球，用一根橡皮筋將木球系在容器底部。在失重的條件下，木球將要上浮一些還是要下沉一些? 5兩個木塊疊放在一起，豎直向上拋出以后的飛行過程中， 若不計空氣阻力，它們之間是否存在相互作用的彈力?為什么? 6在超重、失重和完全失重的情況下，天平、桿秤、彈簧秤、水銀氣壓計、水銀溫度計能否正常工作? 7

5、完全失重時，能否用彈簧秤測量力的大小?【例一】一個人在地面用盡全力可以舉起80kg的重物；當他站在一個在豎直方向做勻變速運動的升降機上時，他最多能舉起120kg的重物。問：該升降機可能作什么運動?【例二】一臺起重機的鋼絲繩可承受14×104kg的拉力，現用它來吊重1O×102kg的貨物。若使貨物以10ms2加速度上升，鋼絲繩是否會斷裂?【例三】一臺升降機的地板上放著一個質量為m的物體，它跟地面間的動摩擦因數為，可以認為物體受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。一根勁度系數為k的彈簧水平放置，左端跟物體相連，右端固定在豎直墻上，開始時彈簧的伸長為x，彈簧對物體有水平向右的拉力，求

6、：升降機怎樣運動時，物體才能被彈簧拉動?【例四】如圖所示，一根輕質彈簧上端固定，下端掛一質量為m0的平盤，盤中有一物體，質量為m。當盤靜止時，彈簧的長度比其自然長度伸長L，今向下拉盤使彈簧再伸長L后停止，然后松手放開。設彈簧總處在彈性限度以內，則剛松開手時盤對物體的支持力等于( )A（1+）mg B（1+）（m+m0）gCmg D（m+m0）g課堂訓練： 1升降機中站著一個人，在升降機減速上升過程中，以下說法正確的是( ) A人對地板壓力將增大。 B地板對人的支持力將減小。C人所受的重力將會減小。 D人所受的重力保持不變。 2豎直向上射出的子彈，到達最高點后又豎直落下，如果子彈所受的空氣阻力與

7、子彈的速率大小成正比，則( ) A子彈剛射出時的加速度值最大。 B子彈在最高點時的加速度值最大。 C子彈落地時的加速度值最小。 D子彈在最高點時的加速度值最小。 3一個彈簧秤最多能掛上60千克的物體，在以5米秒2加速下降的電梯里，則它最多能掛上_千克物體。如果在電梯內彈簧秤最多能掛上40千克物體，此刻電梯在作_運動，加速值為_。(g取10米秒2) 4體重500N的人站在電梯內，電梯下降時v-t圖像如圖所示。在下列幾段時間內，人對電梯地板的壓力分別為多大?(g=10ms2)(1) l2s內，N1=_N (2) 58s內，N2=_N(3) 1012s內，N3=_N課后作業： l.木箱中有一個lOK

8、g的物體，鋼繩吊著木箱向上作初速度為零的勻加速直線運動，加速度是05g，至第3s末，鋼繩突然斷裂，那么，45s末物體對木箱的壓力是( ) A.100N B0 C150N D5N 2.電梯內彈簧秤上掛有一個質量為5kg的物體，電梯在運動時，彈簧秤的示數為392N，若彈簧秤示數突然變為588N，則可以肯定的是( ) A電梯速率突然增加 B電梯速率突然減小 C電梯突然改變運動方向 D電梯加速度突然增加 E電梯加速度突然減少 F電梯突然改變加速度方向 3一個質量為50kg的人，站在豎直向上運動著的升降機地板上。他看到升降機內掛著重物的彈簧秤的示數為40N。已知彈簧秤下掛著的物體的重力為50N，取g=l

9、Oms2，則人對地板的壓力為( ) A大于500N B小于500N C等于500N D上述說法均不對4一個小杯子的側壁有一小孔，杯內盛水后，水會從小孔射出。現使杯自由下落，則杯中的水( )A 會比靜止時射得更遠些 B會比靜止時射得更近些C與靜止時射得一樣遠 D不會射出 5原來作勻速運動的升降機內，有一被伸長彈簧拉住的、具有一定質量的物體A靜止在地板上，如圖所示。現發現物體A突然被彈簧拉向右方。由此可判斷，此時升降機的運動可能是( ) A加速上升 B減速上升 C加速下降 D減速下降6質量為M的人站在地面上，用繩通過定滑輪將質量為m的重物從高處放下。若重物以加速度a下降(a<g)，則人對地面

10、壓力為( ) A(M+m)g-ma BM(g-a)-ma C(M-m)g+ma DMg-ma7某人在地面上最多能舉起質量為60kg的物體，在一加速下降的電梯里最多能舉起質量為80kg的物體，則電梯的加速度為_，如果電梯以這個加速度勻加速上升，這個人在電梯內最多能舉起質量為_的物體(取g=lOms2)。8.一物體受豎直向上拉力F作用，當拉力F1=140N時，物體向上的加速度a1為4ms2，不計空氣阻力，求：(1)物體的質量為多少?(2)物體在2s內的位移和2s末速度為多大?(3)要使物體在2s內的位移增大為原來的4倍，物體所受的豎直向上拉力F2為多少?9.如圖所示，質量為m的木塊A放置在升降機中

11、的斜面上，斜面傾角為，木塊和升降機保持相對靜止。當升降機以加速度a勻減速向下運動時，求木塊A所受的支持力和摩擦力。 閱讀材料：人體生理的微重效應人體在漫長的進化過程中，已經適應了周圍的物理環境，例如地球表面的溫度、電磁場、重力場等。地球表面的重力場強度大約在98ms2左右，作用于所有物體上，使它們受到指向地心的作用力。人體中的每一器官、組織，細胞以及生物分子都是在這樣的重力場中得以演化并賴以生存的。一旦失去了正常的重力場，生物體的器官和組織就將失去平衡，導致一系列的生理變化，甚至危及生命。超重和失重就是兩種偏離正常重力場的典型狀態。所謂微重力環境就是重力強度大大減少，十分微弱，其大小大約只有地球表面重力場強度的百萬分之一。宇航員乘坐宇宙飛船在太空中飛行就是在這樣的微重環境下生活和工作的。在太空中，宇航員可以毫不費力地漂浮在飛船中，他們用自己的內力去建立運動。在微重的空間里，方向性已經無意義了，因為只有在地球上由于重力才有“上” “下”的方向概念。在地面上的人們是靠內耳的敏感器官傳遞信息給大腦，以保持身體的平衡。在太空的微重狀態下，與重力有關的振動發生了變化，把神經系統搞亂了，結果內耳的傳感系統向大腦傳遞了模糊不清的信息，身體難以平衡