《超重与失重》学案1.docVIP

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6.4超重和失重

学习目标:

1.知道什么是超重与失重。

2.知道产生超重与失重的条件。

3.了解生活实际中超重和失重现象。

4．理解超重和失重的实质。

5.了解超重与失重在现代科学技术研究中的重要应用。

6．会用牛顿第二定律求解超重和失重问题。

学习重点:超重和失重的实质。

学习难点:应用牛顿定律求解超重和失重问题。

主要内容:

一、超重和失重现象

1．超重现象

（1）定义（力学特征）：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况叫超重现象。

（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（力学特征）：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。

（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。

问题：试在右图中分别讨论当GAGB和GAGB时弹簧称的示数与GA的关系。

超重和失重现象的运动学特征

V的方向

△V的方向

a的方向

视重F与G的大小关系

现象

↑

↑

↑

F＞G

↑

↓

↓

↓

↓

↓

F＜G

↓

↑

↑

a=g

F=0

二、注意

1.超重和失重的实质：物体超重和失重并不是物体的实际重力变大或变小，物体所受重力G=mg始终存在，且大小方向不随运动状态变化。只是因为由于物体在竖直方向有加速度，从而使物体的视重变大变小。

2.物体由于处于地球上不同地理位置而使重力G值略有不同的现象不属于超重和失重现象。

3.判断超重和失重现象的关键，是分析物体的加速度。要灵活运用整体法和隔离法，根据牛顿运动定律解决超重、失重的实际问题。

问题：

1、手提弹簧秤突然上升一段距离的过程中，有无超重和失重现象

2．人突然站立、下蹲的过程中有无、失重现象?

3．已调平衡的天平，在竖直方向变速运动的电梯中平衡会否被破坏?

4．容器中装有水，在水中有一只木球，用一根橡皮筋将木球系在容器底部。在失重的条件下，木球将要上浮一些还是要下沉一些?

5．两个木块叠放在一起，竖直向上抛出以后的飞行过程中，若不计空气阻力，它们之间是否存在相互作用的弹力?为什么?

6．在超重、失重和完全失重的情况下，天平、杆秤、弹簧秤、水银气压计、水银温度计能否正常工作?

7．完全失重时，能否用弹簧秤测量力的大小?

【例一】一个人在地面用尽全力可以举起80kg的重物；当他站在一个在竖直方向做匀变速运动的升降机上时，他最多能举起120kg的重物。问：该升降机可能作什么运动?

【例二】一台起重机的钢丝绳可承受1．4×104kg的拉力，现用它来吊重1．O×102kg的货物。若使货物以1．0m／

【例三】一台升降机的地板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦因数为μ，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一根劲度系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上，开始时弹簧的伸长为△x，弹簧对物体有水平向右的拉力，求：升降机怎样运动时，物体才能被弹簧拉动?

【例四】如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的平盘，盘中有一物体，质量为m。当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长L，今向下拉盘使弹簧再伸长△L后停止，然后松手放开。设弹簧总处在弹性限度以内，则刚松开手时盘对物体的支持力等于()

A．（1+）mgB．（1+）（m+m0）g

C．mgD．（m+m0）g

阅读材料：人体生理的微重效应

人体在漫长的进化过程中，已经适应了周围的物理环境，例如地球表面的温度、电磁场、重力场等。地球表面的重力场强度大约在9．8m／s2左右，作用于所有物体上，使它们受到指向地心的作用力。人体中的每一器官、组织，细胞以及生物分子都是在这样的重力场中得以演化并赖以生存的。一旦失去了正常的重力场，生物体的器官和组织就将失去平衡，导致一系列的生理变化，甚至危及生命。超重和失重就是两种偏离正常重力场的典型状态。所谓微重力环境就是重力强度大大减少，十分微弱，其大小大约只有地球表面重力场强度的百万分之一。宇航员乘坐宇宙飞船在太