6超重和失重精梳理·自主學(xué)習(xí)固基礎(chǔ)預(yù)習(xí)點1重力的測量方法一：先測量物體做自由落體運動的________，再用天平測量________，利用牛頓第二定律可得________．方法二(常用的方法)：利用力的________對重力進(jìn)行測量．將待測物體懸掛或放置在測力計上，使它處于________狀態(tài)．這時物體所受的重力和測力計對物體的拉力或支持力的大小________，測力計的示數(shù)反映了物體所受的________大?。鸢福杭铀俣萭物體的質(zhì)量G＝mg平衡條件靜止相等重力預(yù)習(xí)點2超重和失重1．超重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?________物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有________的加速度．2．失重(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?________物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有________的加速度．(3)完全失重①定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?________的狀態(tài)．②產(chǎn)生條件：a＝g，方向________．答案：1.(1)大于(2)豎直向上2．(1)小于(2)豎直向下(3)①等于零②豎直向下[自主檢測]1．判斷正誤．(1)人站在體重計上靜止不動時視重等于重力．()(2)物體處于超重狀態(tài)時重力增大了．()(3)物體處于失重狀態(tài)時重力減小了．()(4)物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力沒有變化．()(5)做自由落體運動的物體處于完全失重狀態(tài)．()答案：(1)√(2)(3)(4)√(5)√2．如圖所示，跳高運動員起跳后向上運動，越過橫桿后開始向下運動，則運動員越過橫桿前、后在空中所處的狀態(tài)分別為()A．失重、失重B．超重、超重C．失重、超重D．超重、失重答案：A解析：運動員在空中的過程中，加速度總是豎直向下的g，則運動員越過橫桿前、后在空中所處的狀態(tài)都是完全失重狀態(tài)，故選A.強研習(xí)·重點難點要突破研習(xí)1對超重和失重的理解[合作討論]探究：1.人站在體重計上迅速下蹲，體重計示數(shù)有變化嗎？請大家親自試一試．2．超重是物體重力增加了嗎？失重是物體重力減少了嗎？完全失重是重力消失了嗎？請大家探討一下．提示：1.示數(shù)先減小再增大．2．不是．重力保持不變．[要點歸納]1．對“物重”與“視重”的認(rèn)識與理解(1)物重是指物體的重力大小，通常應(yīng)用彈簧測力計測量得出，用彈簧測力計測量物重時，必須保持物體靜止(處于平衡狀態(tài))．(2)測力計顯示的力的大小為“視重”，即物體對支持物的壓力(如對臺秤或磅秤的壓力)或?qū)依K(或測力計)的拉力，視重實際反映的是“彈力”，只有平衡狀態(tài)時，這個“彈力”即視重才等于物體的重力．2．判斷超重、失重現(xiàn)象的方法物體究竟處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，可用三個方法判斷：(1)從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)．(2)從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度(包括斜向上)時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度(包括斜向下)時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為g時處于完全失重狀態(tài)．(3)從運動的角度判斷，當(dāng)物體加速上升或減速下降時，物體處于超重狀態(tài)，當(dāng)物體加速下降或減速上升時，物體處于失重狀態(tài)．3．超重、失重與平衡狀態(tài)的比較[研習(xí)經(jīng)典][典例1](多選)在電梯的地板上放置一個壓力傳感器，在傳感器上放一個重量為20N的物塊，如圖甲所示．計算機顯示出傳感器所受物塊的壓力大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示．根據(jù)圖像分析得出的結(jié)論中正確的是()A．從時刻t1到t2，物塊處于失重狀態(tài)B．從時刻t3到t4，物塊處于失重狀態(tài)C．電梯可能開始停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后停在高樓層D．電梯可能開始停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后停在低樓層[巧指導(dǎo)]1．0～t1時間內(nèi)物塊處于什么狀態(tài)？t1～t2時間內(nèi)物塊處于什么狀態(tài)？提示：0～t1時間內(nèi)物塊處于平衡狀態(tài)，t1～t2時間內(nèi)物塊處于超重狀態(tài)．2．t3～t4時間內(nèi)物塊處于什么狀態(tài)？能確定此段時間物塊的運動方向嗎？提示：t3～t4時間內(nèi)物塊處于失重狀態(tài)，物塊可能加速下降，也可能減速上升，所以不能確定物塊的運動方向．解析：由圖像可知，t1～t2時間內(nèi)，物塊受到的支持力大于重力，有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，選項A錯；t3～t4時間內(nèi)，物塊受到的支持力小于重力，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，選項B對；整個過程中，物塊先受力平衡，再有向上的加速度，然后勻速運動，再有向下的加速度，最后停止，故選項C對，D錯．答案：BC(1)超重與失重現(xiàn)象僅僅是一種表象，只是拉力(或壓力)的增大或減小，物塊的重力大小是不變的．(2)物塊處于超重狀態(tài)時，不一定是向上加速運動，也可能是向下減速運動；同理，物塊處于失重狀態(tài)時，不一定是向下加速運動，也可能是向上減速運動．(3)能否發(fā)生超重或失重現(xiàn)象是由加速度的方向決定的，與運動方向無關(guān)；加速度的大小決定了發(fā)生超重或失重時，“超出或失掉重力”的大?。甗訓(xùn)練1]如圖所示是我國長征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景．宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗，下列說法正確的是()A．火箭加速上升時，宇航員處于失重狀態(tài)B．火箭加速上升時的加速度逐漸減小時，宇航員對座椅的壓力小于其重力C．飛船加速下落時，宇航員處于超重狀態(tài)D．飛船落地前減速下落時，宇航員對座椅的壓力大于其重力答案：D解析：火箭加速上升時，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，A錯誤；火箭上升的加速度逐漸減小時，由于加速度方向向上，宇航員仍處于超重狀態(tài)，對座椅的壓力大于其重力，B錯誤；飛船加速下落時，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，宇航員對座椅的壓力小于其重力，C錯誤；飛船在落地前減速，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，宇航員對座椅的壓力大于其重力，D正確．研習(xí)2超重、失重現(xiàn)象的計算[合作討論]探究：1.某人在a1＝2m/s2勻加速下降的升降機中最多能舉起m1＝75kg的物體，則此人在地面上最多可舉起多大質(zhì)量的物體？2．若此人在一勻加速上升的升降機中最多能舉起m2＝50kg的物體，則此升降機上升的加速度為多大？(取g＝10m/s2)提示：1.物體受到人的舉力F和重力m1g的作用，如圖所示．當(dāng)升降機以a1＝2m/s2的加速度下降時，對物體有：m1g－F＝m1a1，F(xiàn)＝m1(g－a1)＝75×(10－2)N＝600N.則此人在地面上最多可舉起的物體的質(zhì)量為m0＝eq\f(F,g)＝eq\f(600,10)kg＝60kg.2．設(shè)當(dāng)升降機以a2的加速度加速上升時，此人在升降機中最多可舉起m2＝50kg的物體．對物體有：F－m2g＝m2a2，a2＝eq\f(F－m2g,m2)＝eq\f(600－50×10,50)m/s2＝2m/s2.所以升降機上升的加速度為2m/s2.[要點歸納]超重、失重問題的解題思路(1)確定研究對象．(2)把研究對象從其所處的復(fù)雜情境中隔離出來，分析其受力情況，畫出受力分析圖．(3)選取正方向，分析物體的運動情況，確定物體運動的加速度方向．(4)根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式列方程．(5)根據(jù)已知條件解方程，求出所要求解的物理量．[研習(xí)經(jīng)典][典例2]一個質(zhì)量為50kg的人站在升降機的地板上，升降機的頂部懸掛了一只彈簧測力計，彈簧測力計下面掛著一個質(zhì)量mA＝5kg的物體A，當(dāng)升降機向上運動時，人看到彈簧測力計的示數(shù)為40N，如圖所示，取g＝10m/s2，求此時人對地板的壓力．[巧指導(dǎo)]1．當(dāng)升降機向上運動時，物體A處于什么狀態(tài)？人處于什么狀態(tài)？提示：失重狀態(tài)失重狀態(tài)2．人、物體A及升降機三者的加速度有什么關(guān)系？提示：三者具有相同的加速度．解析：依題意可知，彈簧測力計讀數(shù)為40N，而物體A的重力G＝mAg＝50N，顯然彈簧測力計的讀數(shù)小于物體的重力，即視重小于實重，物體A處于失重狀態(tài)．由于人和A以及升降機三者具有相同的加速度，因此人也處于失重狀態(tài)．以A為研究對象，受力分析如圖甲所示．由牛頓第二定律得mAg－T＝mAa所以a＝eq\f(mAg－T,mA)＝eq\f(5×10－40,5)m/s2＝2m/s2，方向向下，人的受力如圖乙所示由牛頓第二定律得Mg－N＝Ma，所以N＝Mg－Ma＝400N由牛頓第三定律可得，人對地板的壓力為400N，方向豎直向下．答案：400N，方向豎直向下對于有關(guān)超重、失重的計算問題，首先應(yīng)根據(jù)加速度方向判斷物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，然后選加速度方向為正方向，分析物體的受力情況，利用牛頓第二定律進(jìn)行求解．求解此類問題的關(guān)鍵是確定物體加速度的大小和方向．[訓(xùn)練2]在電梯中懸掛一彈簧測力計，彈簧測力計的下端掛一個所受重力為2N的物體．當(dāng)電梯豎直向下勻減速且物體與電梯相對靜止時，彈簧測力計的示數(shù)可能是圖中的()答案：A解析：當(dāng)電梯勻減速下降時，加速度向上，物體處于超重狀態(tài)，彈簧測力計對物體的拉力大于物體的重力，示數(shù)大于2N，故A正確．重效果·學(xué)業(yè)測試速達(dá)標(biāo)1．下列關(guān)于超重和失重的說法中，正確的是()A．物體處于超重狀態(tài)時，其重力增加了B．物體處于完全失重狀態(tài)時，其重力為零C．物體處于超重或失重狀態(tài)時，其慣性比物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時增大或減小了D．物體處于超重或失重狀態(tài)時，其質(zhì)量及受到的重力都沒有發(fā)生變化答案：D解析：物體處于超重或失重時，重力未發(fā)生變化，質(zhì)量也未發(fā)生變化，所以A、B、C錯，D正確．2．(2021·陜西榆林中學(xué)高一期末)(多選)游樂園中，游客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重與失重的感覺．下列描述正確的是()A．當(dāng)升降機加速上升時，游客是處在失重狀態(tài)B．當(dāng)升降機減速下降時，游客是處在超重狀態(tài)C．當(dāng)升降機減速上升時，游客是處在失重狀態(tài)D．當(dāng)升降機加速下降時，游客是處在超重狀態(tài)答案：BC解析：當(dāng)升降機加速上升時，乘客有向上的加速度，是由重力與升降機對乘客支持力的合力產(chǎn)生的，此時升降機對乘客的支持力大于乘客的重力，所以處于超重狀態(tài)，A錯誤．當(dāng)升降機減速下降時，具有向上的加速度，同理此時乘客也處于超重狀態(tài)，B正確．當(dāng)升降機減速上升時，具有向下的加速度，是由重力與升降機對乘客支持力的合力產(chǎn)生的，所以升降機對乘客的支持力小于乘客的重力，此時是失重狀態(tài)，C正確．當(dāng)升降機加速下降時，也具有向下的加速度，同理可得此時處于失重狀態(tài)，D錯誤．3．(多選)原來做勻速運動的升降機內(nèi)，有一被伸長的彈簧拉住具有一定質(zhì)量的物體A靜止在地板上，如圖所示，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方，由此可判斷，此時升降機的運動情況可能是()A．加速上升B．減速上升C．加速下降D．減速下降答案：BC解析：升降機勻速運動時，物體靜止在升降機的地板上，說明物體受到的靜摩擦力與彈簧的拉力平衡，物體突然被彈簧拉向右方，說明摩擦力減小，其原因只能是物體與地板間的正壓力減小，物體處于失重狀態(tài)，具有向下的加速度，即可能減速上升或加速下降．4．在索契冬奧會自由式滑雪女子空中技巧比賽中，中國選手徐夢桃以83.50分奪得銀牌．比賽場地可簡化為由如圖所示的①助滑區(qū)、②弧形過渡區(qū)、③著陸坡、④減速區(qū)等組成．若將運動員看作質(zhì)點，且忽略空氣阻力，下列說法正確的是()A．運動員在助滑區(qū)加速下滑時處于超重狀態(tài)B．運動員在弧形過渡區(qū)運動過程中處于失重狀態(tài)C．運動員在跳離弧形過渡區(qū)至著陸坡之前的過程中處于完全失重狀態(tài)D．運動員在減速區(qū)減速過程中處于失重狀態(tài)答案：C解析：運動員在助滑區(qū)加速下滑時，加速度有向下的分量，處于失重狀態(tài)，故A錯誤；運動員在弧形過渡區(qū)做圓周運動，加速度有向上的分量，處于超重狀態(tài)，故B錯誤；運動員在跳離弧形過渡區(qū)至著陸坡之前的過程中，離開軌道，只受重力，處于完全失重狀態(tài)，故C正確；運動員在減速區(qū)減速過程中，加速度有向上的分量，處于超重狀態(tài)，故D錯誤；故選C.5．質(zhì)量為50kg的人站在升降機內(nèi)的體重計上．在升降機由靜止上升的過程中，體重計的示數(shù)F隨時間t的變化關(guān)系如圖所示，取g＝10m/s2.(1)求0～10s內(nèi)升降機的加速度；(2)求20s內(nèi)人上升的高度．答案：(1)4m/s2，方向向上(2