必修一：失重与超重及连体问题解说.doc

牛顿运动定律第二讲：超重与失重及连体问题 教学目的 掌握超重与失重的核心突破点 学会使用整体法与隔离法解决连体问题 应用牛顿第二定律分析复杂的连体问题 超重与失重 1、超重现象 （1）定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力叫超重现象。 （2）产生原因（运动学特征）：物体具有竖直向上的加速度。 （3）发生超重现象与物体的运动（速度）方向无关，只要加速度方向竖直向上—物体加速向上运动或减速向下运动都会发生超重现象。 2、失重现象 （1）定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力叫失重现象。 （2）产生原因（运动学特征）：物体具有竖直向下的加速度。 （3）发生超重现象与物体的运动（速度）方向无关，只要加速度方向竖直向下—物体加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象。 3、完全失重现象—失重的特殊情况 （1）定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况（即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用）。 （2）产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。 （3）是否发生完全失重现象与运动（速度）方向无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。 总结 例题精讲 24－1所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g取10)： (1)当弹簧秤的示数T1＝40N，且保持不变． (2)当弹簧秤的示数T2＝32N，且保持不变． (3)当弹簧秤的示数T3＝44N，且保持不变． 【变式1】电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，关于电梯的运动，说法正确的是g取10 m/s2（ ） A．电梯可能向上加速运动, 加速度大小为4m/s2 B．电梯可能向下加速运动, 加速度大小为4m/s2 C．电梯可能向上减速运动, 加速度大小为2m/s2 D．电梯可能向下减速运动, 加速度大小为2m/s2 (g取10m/s2) 　　 【变式1】一质量为m＝40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10m/s2。 【拓展1】如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空。为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆顶部装有一拉力传感器,可显示杆顶端所受拉力的大小。现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下，5 s末滑到杆底时速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示，g取10 m/s2。求: (1)该学生下滑过程中的最大速率 (2)滑杆的长度 （1）升降机匀速上升 （2）升降机以4 m/s2的加速度上升 （3）升降机以5 m/s2的加速度下降 （4）升降机以重力加速度g加速下降 （5）以加速度a=12 m/s2加速下降 【拓展3】如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，杆对地面上的人的压力大小为() A．(M+ m) g－ma B．(M+ m) gma C．(M+ m) g D．(M－m) g 【拓展4】如图1所示，容器中盛有密度为ρ1的液体，容器口上有支架用细线拴着，一个密度为ρ2，质量为m的小球浸在液体里（ρ2ρ1）现将细线剪断，求小球在下沉过程中，台秤读数的变化量（忽略液体阻力）. 连体问题 （一）连接体与隔离体 两个或两个以上物体相连接组成的物体系统，称为 。如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为 。 （二）外力和内力 如果以物体系为研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的 力，而系统内各物体间的相互作用力为 。 应用牛顿第二定律列方程不考虑　　　　力。如果把物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转换为隔离体的　　　　　力。 （三）连接体问题的分析方法 1、整体法：连接体中的各物体如果 ，求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用 列方程求解。 2、隔离法：如果要求连接体间的相互作用力，必须隔离其中一个物体，对该物体应用 求解，此法称为隔离法。 3、整体法与隔离法是相对统一，相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题，但如果这两种方法交叉使用，则处理问题就更加