2017-2018学年鲁科版必修1 第6章第4节 超重与失重 学案(1)
2017-2018学年鲁科版必修1  第6章第4节 超重与失重  学案(1)第1页

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  知识·巧学·升华

  一、超重现象

  1.超重现象

  物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。

  2.产生超重现象的条件:物体具有竖直向上的加速度,与物体的速度的大小和方向无关。

  3.产生超重的原因

  当物体具有向上的加速度a(物体做向上加速或向下减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为T。由牛顿第二定律可得:

  T-mg=ma

  所以T=m(g+a)>mg

  由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)T′>mg。

  4.超重的实质

  超重并不是物体的重力增加了,而是"视重"大于了"实重"。所谓"实重"即物体所受的实际重力,物体在地面附近运动时,若地理位置和高度没有显著变化,物体所受重力可看作恒力;"视重"是测量仪器实际测得的重力,如弹簧秤向上的拉力或地面的支持力。

  二、失重现象

  1.失重现象

  物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象。

  2.产生失重的条件

  物体具有向下的加速度与物体的速度大小和方向无关。

  3.产生失重现象的原因

  当物体具有向下的加速度a(物体做向下加速或向上减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬绳对物体的拉力)为N。由牛顿第二定律可知:

  mg-N=ma

  所以N=m(g-a)<mg

  由牛顿第三定律可知,物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)N′<mg。

  4.完全失重现象

  物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)等于0的状态,叫完全失重状态。

  产生完全失重的条件:

  当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时,就产生完全失重现象。

  5.失重现象的实质

  失重并不是物体的重力减小了,而是"视重"小于了"实重"。

  6.解答超重、失重问题的一般方法

  (1)明确研究对象;

  (2)对研究对象进行受力分析和运动情况分析;

  (3)确定加速度方向;

  (4)根据牛顿第二定律列方程求解。

  方法点拨 超重与失重的判断

根据超重的概念,处于超重状态的物体所受合外力的方向一定是向上的,即加速度方向是向上的,与物体的运动方向无关,比如处于超重的物体可以做匀加速上升或匀减速下降;同理处于失重状态的物体所受合外力的方向一定是向下的,即加速度方向是向下的,与物体的运动方向无关,因此处于失重的物体可以做匀加速下降或匀减速上升。