物理 知识讲解 超重和失重 提高篇
高一物理超重失重知识点
高一物理超重失重知识点超重和失重是物理中常用的概念,涉及到天体运动、重力以及物体在不同环境中的表现等方面。
在高一物理学习中,了解超重和失重的知识点对于理解物体在不同环境中的行为非常重要。
本文将详细介绍高一物理中的超重和失重知识点。
1. 超重的概念及原因超重是指物体在受到支持力作用时,所具有的实际重力大于其重力。
具体来说,当物体在加速度为g的电梯或电梯下降时,人体所受到的支持力小于其实际重力,此时人体会感觉自身重力增大,产生压力感。
这种现象被称为超重。
造成超重的原因是受到了加速度的影响。
根据牛顿第二定律可以得知,物体所受到的力的大小与物体的质量和加速度有关,而不仅仅是物体的重力。
因此,在加速度的作用下,物体会感受到超过其重力的合力,从而产生超重感。
2. 超重的计算公式超重的计算公式为:超重力 = 物体的实际重力 - 物体的支持力超重力的计算可以通过代入实际重力和支持力的数值来进行。
需要注意的是,当物体在垂直向下的自由落体运动中时,超重力为0,因为此时物体不受到支持力。
3. 失重的概念及原因失重是指物体在无重力环境中的运动状态。
在太空中,物体所受到的重力几乎为0,因此物体将处于一种没有重力的状态,称为失重状态。
此时,物体自由运动,没有受到任何外力的影响。
造成失重的主要原因是物体所处的环境中重力的影响极小。
在地球上,失重状态可以通过在真空条件下进行的实验来模拟。
在这种情况下,物体受到的空气阻力等因素都可以忽略不计,物体将近似处于失重状态。
4. 超重和失重的实际应用超重和失重是理解天体运动、航天器设计等领域的重要概念。
在航天器发射和返回过程中,乘员将会遭遇超重和失重的状态。
了解这些状态对于设计合适的安全设备和保障乘员健康非常重要。
此外,在天体运动的研究中,超重和失重的概念也有着广泛的应用。
例如,人造卫星的轨道计算、行星运动的模拟等都需要考虑到超重和失重的影响。
总结:高一物理中的超重和失重是重要的知识点,涉及到重力、支持力以及物体在不同环境中的动力学行为等方面。
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义一、超重与失重的概念当物体具有向上的加速度时,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现象,称为超重;当物体具有向下的加速度时,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现象,称为失重。
如果物体的加速度方向竖直向下,且大小等于重力加速度 g 时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零,这种状态称为完全失重。
为了更直观地理解这两个概念,我们可以想象一个人站在体重秤上。
当人静止时,体重秤的示数等于人的重力。
当人加速上升时,体重秤的示数会大于人的重力,这就是超重现象;当人加速下降时,体重秤的示数会小于人的重力,这就是失重现象;当人自由落体时,体重秤的示数为零,这就是完全失重现象。
二、超重与失重的产生条件超重现象产生的条件是物体具有向上的加速度。
例如,当电梯加速上升时,人站在电梯里会感到脚下的支持力变大,体重秤的示数增加,这就是超重现象。
在这种情况下,根据牛顿第二定律 F mg = ma,其中 F 是支持力,m 是人的质量,g 是重力加速度,a 是加速度。
因为 a向上,所以 F 大于 mg,即支持力大于重力,产生超重现象。
失重现象产生的条件是物体具有向下的加速度。
比如,当电梯加速下降时,人会感觉脚下的支持力变小,体重秤的示数减小,这就是失重现象。
此时,根据牛顿第二定律 mg F = ma,因为 a 向下,所以 F小于 mg,即支持力小于重力,产生失重现象。
完全失重现象产生的条件是物体的加速度等于重力加速度且方向竖直向下。
在太空中的航天器中,宇航员就处于完全失重状态。
因为航天器绕地球做圆周运动,其向心加速度等于重力加速度,此时宇航员对航天器的压力为零。
三、超重与失重的本质超重和失重现象的本质是物体所受的合力发生了变化,从而导致物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了改变。
重力本身并没有变化,只是由于加速度的存在,使得物体的视重(即物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力)发生了改变。
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义一、什么是超重与失重在我们的日常生活中,经常会体验到一些奇妙的物理现象,超重与失重就是其中的一部分。
那到底什么是超重和失重呢?超重,简单来说,就是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现象。
比如说,当你乘坐电梯加速上升时,你会感觉到自己好像变重了,这就是超重现象。
而失重,则是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现象。
一个常见的例子是,当电梯加速下降时,你会有一种轻飘飘的感觉,仿佛体重减轻了,这就是失重。
需要注意的是,超重和失重并不是物体的重力发生了变化,而是物体所受的支持力或拉力发生了改变。
重力始终是不变的,它的大小只与物体的质量和所处的地理位置有关。
二、超重与失重的产生条件要产生超重和失重现象,需要一定的条件。
对于超重,当物体具有向上的加速度时就会发生。
比如在刚才提到的电梯加速上升的例子中,人的加速度向上,所以支持力大于重力,出现超重现象。
失重则相反,当物体具有向下的加速度时就会产生。
像电梯加速下降,人的加速度向下,此时支持力小于重力,从而出现失重。
另外,当物体处于完全失重状态时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零。
比如在太空中的宇航员,他们围绕地球做圆周运动,此时重力全部用来提供向心力,就处于完全失重的状态。
三、超重与失重的定量分析为了更深入地理解超重和失重,我们来进行一些定量的分析。
假设一个质量为 m 的物体,受到竖直方向的合力为 F 合。
根据牛顿第二定律 F 合= ma ,当物体具有向上的加速度 a 时,F 合= N mg ,其中 N 是支持力。
因为 a 向上,所以 F 合> 0,即 N mg > 0,得出 N > mg ,这就是超重。
当物体具有向下的加速度 a 时,F 合= mg N ,因为 a 向下,所以F 合> 0,即 mg N > 0,得出 N < mg ,这就是失重。
如果加速度 a = g ,向下,那么 N = 0 ,这就是完全失重。
【完整】高一物理超重和失重资料PPT
1、试证明:静止悬挂在弹簧秤下的物体 对弹簧秤的拉力等于物体的重力。
用弹簧秤测物体的重力。 (取g=10 m/s2 ) (取g=10 m/s2 )
返回时达10g,卫
星返回时的超重更 考虑到一般情况下会有空气阻力,并不是严格意义的自由下落,通常也把这种接近完全失重的状态称为微重力状态。
如果电梯匀速运动或静止时人对电梯 地板压力又是多大?
二、完全失重
当如升果降一机个以物重体力对加支速持度物g的压力(或对悬挂物 竖的直拉下力降),为即零做,自这由种落情体况是失重现象中的极 运限动,时称:为此完时全物失体重对现升象降。 机的压力N=G-mg=0中的失重状态
讨论与交流:
为什么会有超重与失重现象?出现超重 与失重时,物体所受的重力变了吗?
注意: (1)当物体有向上的加速度时(包括加速上
升或减速下降),产生超重现象。
(2)产生超重现象时,物体的重力并没有变 化,只是物体对水平支持物体的压力或对悬 挂物体的拉力增大。(即:视重>实重。)
(3)当物体有向下的加速度时(包括加速下降 或减速上升),产生失重现象。
(即物体发生超重和失重现象时 ,只与物体的加 速度有关,而与物体的速度方向无关。)
实质: 物体所受的重力仍然存在,且大小 不变,只是对物体的拉力F拉或压力F压与重 力的大小关系改变。
超重对宇航员的影响
• 超重用地球重力加
当升降机以重力加速度g竖直下降,即做自由落体运动时:此时物体对升降机的压力N=G-mg=0,就是完全失重状态。
例如:自由下落的过程中,就处于一种完全失 重状态。
考虑到一般情况下会有空气阻力,并不是严 格意义的自由下落,通常也把这种接近完全
高中物理知识点归纳 [高中物理超重与失重知识要点归纳]
高中物理知识点归纳 [高中物理超重与失重知识要点归纳]超重与失重是高中物理的重要内容,也是学生学习过程中的难点之一,下面是给大家带来的高中物理超重与失重知识要点归纳,希望对你有帮助。
高中物理超重与失重知识要点(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力 F N (或对悬挂物的拉力)大于物体的重力 mg,即 F N =mg+ma.(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力 FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg.即 FN=mg-ma.当 a=g 时 F N =0,物体处于完全失重.(3)对超重和失重的理解应当注意的问题①不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物合合 =ma,F 合是力,ma 是力的作用效果,特别要注意的方向总是一致的.F 合的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力.②超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重.③在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等.高中物理一轮复习计划1.夯实基础,抓好基本概念和基本规律的复习。
高三物理第一轮复习要着眼于基础知识部分的理解和掌握。
通过第一轮的复习和训练,全面系统地复习高中物理基本概念和规律,掌握物理概念和规律的一般应用。
要严把基础关,就要认真研读课本,仔细阅读和理解课本上的每一个字、每一句话和每一幅图,认真做好每一道题。
当然,打好基础并不是对概念和公式的死记硬背,而是要在理解的基础之上去记忆。
在逐章逐节复习全部知识时,要注意深入理解和体会各个知识点之间的内在联系,建立知识体系,形成知识网络,使自己具备丰富、系统地物理知识,逐步体会各个知识点的地位和作用,分清主次,理解物理理论的实质。
高中物理必修一同步专题讲义:12 C超重和失重 提升版(教师版)
超重和失重知识点:超重和失重一、重力的测量1.方法一:利用牛顿第二定律先测量物体做自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的质量m,利用牛顿第二定律可得G=mg.2.方法二:利用力的平衡条件将待测物体悬挂或放置在测力计上,使它处于静止状态.这时物体受到的重力的大小等于测力计对物体的拉力或支持力的大小.二、超重和失重1.视重:体重计的示数称为视重,反映了人对体重计的压力.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有竖直向下(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度.3.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有竖直向上(选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度.4.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态.(2)产生条件:a=g,方向竖直向下.技巧点拨一、超重和失重的判断1.对视重的理解当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时,弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”,大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力.当物体处于超重或失重状态时,物体的重力并未变化,只是视重变了.2.判断物体超重与失重的方法(1)从受力的角度判断:超重:物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力,即视重大于重力.失重:物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力,即视重小于重力.完全失重:物体所受向上的拉力(或支持力)为零,即视重为零.(2)从加速度的角度判断:①当物体的加速度方向向上(或竖直分量向上)时,处于超重状态,如图1.根据牛顿第二定律:F N-mg=ma,此时F N>mg,即处于超重状态.可能的运动状态:向上加速或向下减速.图1图2图3②当物体的加速度方向向下(或竖直分量向下)时,处于失重状态,如图2.根据牛顿第二定律:mg-F N=ma,此时F N<mg,即处于失重状态.可能的运动状态:向下加速或向上减速.③当物体的加速度为g时,处于完全失重状态,如图3根据牛顿第二定律:mg-F N=ma,此时a=g,即F N=0.可能的运动状态:自由落体运动或其他抛体运动.例题精练1.(黄山二模)如图,一小物块从斜面上的A点静止下滑,在AB段和BC段分别做匀加速和匀减速运动,至C点恰好静止,全程斜面体保持静止状态。
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义一、超重与失重的概念在我们的日常生活中,物体的重量似乎是一个恒定不变的量。
但当我们深入研究物体的运动状态时,会发现物体所受的重力在某些情况下会发生变化,这就引出了超重和失重的概念。
超重,简单来说,就是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现象。
而失重,则是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现象。
要理解这两个概念,我们需要先明确重力的本质。
重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,其大小通常用公式 G = mg 来计算,其中m 是物体的质量,g 是重力加速度,约为 98 米每秒平方。
二、超重的情况当物体具有向上的加速度时,就会出现超重现象。
例如,在电梯加速上升的过程中。
假设一个人的质量为 60 千克,正常情况下,他所受的重力为 60×98 = 588 牛。
当电梯以加速度 a 向上加速运动时,根据牛顿第二定律 F G = ma,此时人对电梯地板的压力 F 就等于重力 G 加上 ma。
如果加速度 a 为 2 米每秒平方,那么 ma 就是 60×2 = 120 牛,压力 F 就等于 588 + 120 = 708 牛。
显然,此时人对电梯地板的压力大于自身重力,处于超重状态。
再比如,在火箭发射时,宇航员会经历强烈的超重。
火箭加速升空,加速度极大,宇航员所受的支持力远大于自身重力,会感到身体沉重,甚至呼吸困难。
三、失重的情况与超重相反,当物体具有向下的加速度时,就会出现失重现象。
最常见的例子是电梯加速下降。
还是以刚才那个人为例,如果电梯以加速度 2 米每秒平方向下加速运动,此时人对电梯地板的压力 F 就等于重力 G 减去 ma,即 588 120 = 468 牛,小于自身重力,处于失重状态。
在太空中的航天器绕地球做圆周运动时,也处于失重状态。
此时,航天器和里面的物体所受的万有引力全部用来提供向心力,产生向心加速度,物体对航天器的压力为零,处于完全失重状态。
物理知识归纳之超重和失重现象
物理知识归纳之超重和失重现象物理知识归纳之超重和失重现象在现实学习生活中,大家都背过各种知识点吧?知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。
还在为没有系统的知识点而发愁吗?下面是店铺整理的物理知识归纳之超重和失重现象,仅供参考,希望能够帮助到大家。
1.超重现象定义:物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。
产生原因:物体具有竖直向上的加速度。
2.失重现象定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
产生原因:物体具有竖直向下的加速度。
3.完全失重现象定义:物体对支持物的压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。
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。
是否发生完全失重现象与运动方向无关,只要物体竖直向下的`加速度等于重力加速度即可。
【超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?】答:不是。
只有在平衡状态下,才能用弹簧秤测出物体的重力,因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。
假若系统在竖直方向有加速度,那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了,大于mg 时叫超重小于mg叫失重(等于零时叫完全失重)。
注意:物体处于超重或失重状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化。
发生超重或失重现象与物体的速度V方向无关,只取决于物体加速度的方向。
在完全失重(a=g)的状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。
另外,超重或失重状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。
上述状态中物体的重力始终存在,大小也无变化,自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的,自然重力不变。
知识讲解 超重和失重(提高)
物理总复习:超重和失重【考纲要求】1、理解牛顿第二定律,并会解决应用问题;2、理解超重和失重的概念,会分析超重和失重现象,并能解决具体超重和失重。
【考点梳理】考点:超重、失重、完全失重1、超重当物体具有竖直向上的加速度时(包括向上加速或向下减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。
2、失重物体具有竖直向下的加速度时(包括向下加速或向上减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。
3、完全失重物体以加速度a=g向下竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时以及忽略空气阻力的各种抛体运动),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。
在完全失重的状态下,由重力产生的一切物理现象都会消失。
如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等,但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的,因为弹簧测力计是根据F=kx制成的,而不是根据重力制成的。
要点诠释:(1)当系统的加速度竖直向上时(向上加速运动或向下减速运动)发生超重现象,当系统的加速度竖直向下时(向上减速运动或向下加速运动)发生失重现象;当竖直向下的加速度正好等于g时(自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面)发生完全失重现象。
(2)超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关,而与物体的速度大小和方向无关。
“超重”不能理解成物体的重力增加了;“失重”也不能理解为物体的重力减小了;“完全失重”不能理解成物体的重力消失了,物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。
(3)人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小,用这种方法测得的重力大小常称为“视重”,其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力。
例、在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。
传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F 随时间t 变化的图象,则下列图象中可能正确的是 ( )【答案】D【解析】 人从静止→加速向下→最大速度→减速向下→静止,可见从静止到最大下蹲速度,人处于失重状态,台秤读数变小;从最大的下蹲速度到静止,人处于超重状态,台秤读数变大,最后其读数等于人的重力。
高一物理失重和超重知识点
高一物理失重和超重知识点高一物理:失重和超重知识点引言:在高一学习物理的过程中,我们会遇到许多有趣的现象和概念。
其中,失重和超重是我们经常会遇到的一个话题。
本文将为大家介绍失重和超重的知识点,帮助大家更好地理解和应用这些概念。
一、失重是什么?1. 失重是物体在某些特定条件下不受地球引力的作用而产生的一种现象。
当物体所受的作用力等于或者小于零时,物体表现出失重状态。
2. 失重的条件:一般情况下,只有在处于真空中的物体才能真正实现失重状态,因为真空中没有任何气体分子的阻碍。
但是在实际中,我们可以通过其他方式模拟失重的状态,例如在高空中的飞机或者太空中的航天器中。
二、失重和质量的关系1. 失重和质量是两个不同的概念。
质量是物体所固有的属性,是一个物体所具有的物质的多少的度量。
失重是物体受到的重力作用的消失或减小。
2. 在失重状态下,物体的质量不会发生改变。
无论在地球上还是在太空中,物体的质量都是恒定的。
只是由于失重的产生,物体所受的重力作用变小,给人一种失去质量的感觉。
三、失重现象的应用1. 在航天器的设计和发射过程中,失重现象是十分重要的。
当航天器进入轨道后,航天员就会感受到失重的状态。
这也是航天员进行各种实验和操作的最佳时机。
2. 同样地,在飞机上也可以模拟失重的状态。
飞机在进行特定的机动动作时,通过改变飞行姿态和速度,可以使乘客感受到失重的状态。
这也是我们乘坐过山车时产生的类似失重的体验。
四、超重是什么?1. 超重是相对于正常重力状态而言的一种现象。
当物体所受的作用力大于重力的时候,物体表现出超重状态。
2. 超重的常见表现是乘坐高速转弯的电梯或者过山车时,人们会感受到额外的“重量”。
这是因为在高速转弯的情况下,物体会受到一个向外的离心力。
五、超重现象的应用1. 超重的应用十分广泛。
在过山车、云霄飞车等娱乐设施中,设计师会利用超重现象来制造更加刺激、惊险的体验。
2. 在科学实验中,超重也是被广泛应用的概念之一。
高一物理知识讲解 超重和失重 提高 专题含答案解析
超重和失重【学习目标】1.理解超重和失重现象的含义。
2.能通过牛顿定律对超重和失重进行定量地分析。
【要点梳理】要点一、超重与失重(1)提出问题你乘过垂直升降式电梯吗?当电梯开始启动上升时,你会心慌同时也会充分体验到“脚踏实地”的感觉,电梯即将停止上升时,则会头晕同时有种“飘飘然”的感觉,这就是失重和超重造成的.(2)实重与视重①实重:物体实际所受的重力.物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化.②视重:当物体在竖直方向上有加速度时(即a ≠0),物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重.【说明】正因为当物体在竖直方向有加速度时视重不再等于实重,所以我们在用弹簧测力计测物体重力时,强调应在静止或匀速运动状态下进行.(3)超重和失重现象①超重现象:当人在电梯中开始上升时,感觉对底板的压力增大,即当物体具有竖直向上的加速度时,这个物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)大于它所受的重力,称为超重现象.如用弹簧竖直悬挂一重物静止,当用力提弹簧使重物加速上升时,弹簧伸长,弹力就会变大,这就是一种超重现象.②失重现象:当人在电梯中开始下降时,感觉对底板的压力减小,即当物体具有向下的加速度时,这个物体对支持而的压力(或悬挂绳的拉力)小于它所受的重力,称为失重现象.如果物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)等于零,叫完全失重现象.如用弹簧竖直悬挂着一重物保持静止,人拿着悬挂点加速下移时,弹簧会缩短,说明弹力变小,这就是一种失重现象.若人松手,让弹簧和重物一起自由下落,则弹簧的示数为零,此为完全失重现象.【注意】a .超重与失重现象,仅仅是一种表象,好像物体的重力时大时小.处于平衡状态时,物体所受的重力大小等于支持力或拉力,但当物体在竖直方向上做加速运动时,重力和支持力(或托力)的大小就不相等了.所谓超重与失重,只是拉力(或支持力)的增大或减小,是视重的改变.b .物体处于超重状态时,物体不一定是竖直向上做加速运动,也可以是竖直向下做减速运动.即只要物体的加速度方向是竖直向上的,物体都处于超重状态.物体的运动方向可能向上,也可能向下. 同理,物体处于失重状态时,物体的加速度竖直向下,物体既可以做竖直向下的加速运动,也可以做竖直向上的减速运动.c .物体不在竖直方向上运动,只要其加速度在竖直方向上有分量,即y a ≠0时,则当y a 方向竖直向上时,物体处于超重状态;当y a 方向竖直向下时,物体处于失重状念.d .当物体正好以向下的大小为g 的加速度运动时,这时物体对支持面、悬挂物完全没有作用力,即视重为零,称为完全失重.完全失重状态下发生的现象,我们可以这样设想,假若地球上重力消失,则重力作用下产生的所有现象都将消失,如天平失效、体重计不能使用、小球不会下落等等.③超重和失重的判断方法:若物体加速度已知,看加速度的方向,方向向上超重,方向向下失重.若物体的视重已知,看视重与重力的大小关系,视重大于重力,超重;视重小于重力,失重. 要点二、超重、失重问题的处理方法超重、失重现象的产生条件是具有竖直方向的加速度,我们用牛顿第二定律可以分析到其本质,故对超重、失重问题的处理方法有:(1)用牛顿第二定律去定量地列方程分析,以加速度方向为正方向,列方程,注意使用牛顿第三定律,因为压力和支持力并不是一回事,同时注意物体具有向上(或向下)的加速度与物体向上运动还是向下运动无关.(2)对连接体问题的求解,如测力计、台秤示数变化的问题,对于其中一物体(或物体中的一部分)所处运动状态的变化,而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断,若用“隔离法”分别进行受力分析,再通过对系统整体的运动状态的分析推理而得出结论固然可以,但繁琐费力.如果从整体观点出发,用系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断,则会更加简捷方便.【典型例题】类型一、对超重和失重的理解例1、(2015 武清区期末考)某同学乘电梯从一楼到六楼,在电梯刚启动时()A.该同学处于超重状态B.该同学处于失重状态C.该同学的重力变大D.该同学的重力变小【答案】A【解析】A 、某同学乘电梯从一楼到六楼,在电梯刚启动时,向上做加速运动,加速度向上,处于超重状态,故A正确,B错误。
教科版高中物理必修一知识讲解 超重和失重 提高--
超重和失重【学习目标】1.理解超重和失重现象的含义。
2.能通过牛顿定律对超重和失重进行定量地分析。
【要点梳理】要点一、超重与失重(1)提出问题你乘过垂直升降式电梯吗?当电梯开始启动上升时,你会心慌同时也会充分体验到“脚踏实地”的感觉,电梯即将停止上升时,则会头晕同时有种“飘飘然”的感觉,这就是失重和超重造成的.(2)实重与视重①实重:物体实际所受的重力.物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化.②视重:当物体在竖直方向上有加速度时(即a ≠0),物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重.【说明】正因为当物体在竖直方向有加速度时视重不再等于实重,所以我们在用弹簧测力计测物体重力时,强调应在静止或匀速运动状态下进行.(3)超重和失重现象①超重现象:当人在电梯中开始上升时,感觉对底板的压力增大,即当物体具有竖直向上的加速度时,这个物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)大于它所受的重力,称为超重现象.如用弹簧竖直悬挂一重物静止,当用力提弹簧使重物加速上升时,弹簧伸长,弹力就会变大,这就是一种超重现象.②失重现象:当人在电梯中开始下降时,感觉对底板的压力减小,即当物体具有向下的加速度时,这个物体对支持而的压力(或悬挂绳的拉力)小于它所受的重力,称为失重现象.如果物体对支持面的压力(或对悬挂绳的拉力)等于零,叫完全失重现象.如用弹簧竖直悬挂着一重物保持静止,人拿着悬挂点加速下移时,弹簧会缩短,说明弹力变小,这就是一种失重现象.若人松手,让弹簧和重物一起自由下落,则弹簧的示数为零,此为完全失重现象.【注意】a .超重与失重现象,仅仅是一种表象,好像物体的重力时大时小.处于平衡状态时,物体所受的重力大小等于支持力或拉力,但当物体在竖直方向上做加速运动时,重力和支持力(或托力)的大小就不相等了.所谓超重与失重,只是拉力(或支持力)的增大或减小,是视重的改变.b .物体处于超重状态时,物体不一定是竖直向上做加速运动,也可以是竖直向下做减速运动.即只要物体的加速度方向是竖直向上的,物体都处于超重状态.物体的运动方向可能向上,也可能向下. 同理,物体处于失重状态时,物体的加速度竖直向下,物体既可以做竖直向下的加速运动,也可以做竖直向上的减速运动.c .物体不在竖直方向上运动,只要其加速度在竖直方向上有分量,即y a ≠0时,则当y a 方向竖直向上时,物体处于超重状态;当y a 方向竖直向下时,物体处于失重状念.d .当物体正好以向下的大小为g 的加速度运动时,这时物体对支持面、悬挂物完全没有作用力,即视重为零,称为完全失重.完全失重状态下发生的现象,我们可以这样设想,假若地球上重力消失,则重力作用下产生的所有现象都将消失,如天平失效、体重计不能使用、小球不会下落等等.③超重和失重的判断方法:若物体加速度已知,看加速度的方向,方向向上超重,方向向下失重.若物体的视重已知,看视重与重力的大小关系,视重大于重力,超重;视重小于重力,失重. 要点二、超重、失重问题的处理方法超重、失重现象的产生条件是具有竖直方向的加速度,我们用牛顿第二定律可以分析到其本质,故对超重、失重问题的处理方法有:(1)用牛顿第二定律去定量地列方程分析,以加速度方向为正方向,列方程,注意使用牛顿第三定律,因为压力和支持力并不是一回事,同时注意物体具有向上(或向下)的加速度与物体向上运动还是向下运动无关.(2)对连接体问题的求解,如测力计、台秤示数变化的问题,对于其中一物体(或物体中的一部分)所处运动状态的变化,而导致系统是否保持原来的平衡状态的判断,若用“隔离法”分别进行受力分析,再通过对系统整体的运动状态的分析推理而得出结论固然可以,但繁琐费力.如果从整体观点出发,用系统的重心发生的超重、失重现象进行分析判断,则会更加简捷方便.【典型例题】类型一、对超重和失重的理解例1、(2016 合肥一模)如图所示,在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重.她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程.关于她的实验现象,下列说法中正确的是()A.只有“起立”过程,才能出现失重的现象B.只有“下蹲”过程,才能出现超重的现象C.“下蹲”的过程,先出现超重现象后出现失重现象D.“起立”、“下蹲”的过程,都能出现超重和失重的现象【思路点拨】人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,根据加速度方向,来判断人处于超重还是失重状态.【答案】D【解析】下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态后处于超重状态;人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,人先处于超重状态后处于失重状态,故ABC错误,D正确故选:D.【点评】对于超重还是失重的判断,关键取决于加速度的方向:当物体的加速度向上时,处于超重状态;当加速度方向向下时,处于失重状态.举一反三【变式】如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,在电梯运行时,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小,这一现象表明( )A.电梯一定是在下降B.电梯可能是在上升C.电梯的加速度方向一定是向上D.乘客一定处在失重状态【答案】BD【解析】电梯静止时,弹簧的拉力和重力相等.现在,弹簧的伸长量变小,则弹簧的拉力减小,小铁球的合力方向向下,加速度向下,小铁球处于失重状态.但是电梯的运动方向可能向上也可能向下,故选B、D.类型二、超重和失重现象的分析例2、某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N.他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内,弹簧测力计的示数如图所示,电梯运行的v-t图可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )【思路点拨】t0~t1时间内弹簧测力计的示数小于重力,失重;t1~t2时间内弹簧测力计的示数等于重力,平衡;t2~t3时间内弹簧测力计的示数大于重力,超重;【答案】AD【解析】由G-t图象知:t0~t1时间内失重,具有向下的加速度,t1~t2时间内匀速或静止,t2~t3时间内超重具有向上的加速度,因此其运动情况可能是:t0~t3时间内,故A、D正确.【点评】超重和失重过程中物体的重力并没有改变,只是显示的示数变大或变小。
高一超重失重知识点
高一超重失重知识点一、引言超重失重是物体在重力作用下的一种特殊状态。
在现实生活中,我们经常会遇到超重和失重的情况,比如搭乘过山车时的超重感,以及宇航员在太空中的失重状态。
本文将介绍高一物理学生需要了解的超重失重的知识点。
二、什么是超重和失重1. 超重:物体在加速度大于重力加速度的情况下,产生的一种体验,人体感受到的是比平时更重的重力。
这种情况常见于坐过山车、电梯下降等加速度较大的运动中。
2. 失重:物体在无外力作用或加速度等于重力加速度的情况下,产生的一种体验,物体和人体的质量似乎变得很轻。
这种情况常见于宇宙空间中的自由落体状态或微重力环境。
三、超重的原理1. 牛顿第二定律:F = ma,物体所受合外力等于物体的质量与加速度的乘积。
当物体加速度增大时,所受合外力也会增大,这就是超重的原理。
2. 载人运输工具中的超重:在过山车和电梯等载人运输工具中,这种超重是由于运输工具加速度大于重力加速度所致。
乘客体验到的超重感是由加速度产生的惯性力造成的。
四、失重的原理1. 自由落体状态下的失重:当物体处于自由落体状态下时,物体与重力的合外力为零,根据牛顿第二定律可以得知物体的加速度等于重力加速度,所以人体会感到失重。
2. 宇宙中的失重:在太空中,物体不受地球引力的作用,处于微重力的环境中。
因此,宇航员在太空中会体验到失重的感觉。
五、超重和失重的实际应用1. 超重感的应用:过山车和其他娱乐设施的设计中,会利用超重感来增强乘客的刺激感和快感。
2. 失重环境中的实验:宇航员在太空中可以进行一些失重环境下的实验,例如种植植物、研究人体生长等,以探索人类在失重环境下的适应性和应用前景。
六、总结超重和失重是物体在重力作用下的两种特殊状态,物体在加速度大于重力加速度时产生超重,而物体在自由落体状态下或处于微重力环境中时产生失重。
这些知识点对高一物理学生来说非常重要,有助于他们深入理解牛顿第二定律,并对物理世界中的运动状态有更清晰的认识。
超重失重知识点总结
超重失重知识点总结超重失重是指物体在重力作用下的重量变化。
在地球上,物体的重量是由其质量和重力加速度决定的。
当物体所受的重力加速度发生变化时,物体的重量也会发生相应的变化。
在地球上,物体的重量可以通过下面的公式来计算:重量 = 质量× 重力加速度其中,质量是物体所包含的物质的量,单位是千克;重力加速度是地球对物体施加的重力的加速度,单位是米每秒平方。
在地球表面,重力加速度约为9.8米每秒平方。
当物体处于地球表面时,它的重量等于其质量乘以9.8。
如果一个物体的质量为10千克,那么它在地球表面的重量就是98牛顿。
然而,当物体离开地球表面时,重力加速度会发生变化,从而导致物体的重量发生变化。
当物体远离地球时,重力加速度减小,物体的重量也随之减小。
当物体接近地球时,重力加速度增大,物体的重量也随之增大。
在太空中,物体的质量不会变化,但它的重量会变为零,因为太空中几乎没有重力。
所以,如果一个物体在地球表面的重量为100牛顿,那么在太空中它的重量将变为零。
除了太空,还有其他一些地方,重力加速度也会有所不同。
例如,在月球上,重力加速度约为1.6米每秒平方,比地球上小很多。
所以,一个在地球上重量为100牛顿的物体,在月球上的重量将只有16牛顿。
在实际生活中,超重失重现象常常被用于航天飞行员的训练和体验。
当航天飞行员进入太空时,他们会感受到失重的感觉,因为太空中几乎没有重力。
这种失重感会对身体产生一些影响,例如容易晕眩、饮食消化困难等。
超重失重还与人体的健康有关。
长期在失重环境中生活会对人体产生一定的影响。
例如,长时间的失重会导致肌肉和骨骼的萎缩,心血管功能的下降,免疫系统的减弱等。
为了解决这些问题,科学家们进行了大量的研究,提出了一些解决方案。
例如,在太空飞行中,航天飞行员会进行一系列的锻炼和体育活动,以保持身体的健康状态。
此外,在长时间的太空飞行中,还会使用一些特殊的设备来模拟地球上的重力,以减轻身体的损失。
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义在我们的日常生活中,常常会听到“超重”和“失重”这两个词。
比如在乘坐电梯时,有时会感觉身体突然变重,有时又会感觉身体轻飘飘的。
那么,什么是超重和失重呢?它们又是如何产生的呢?接下来,就让我们一起深入了解一下超重与失重的奥秘。
一、超重与失重的概念超重,简单来说,就是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现象。
当物体具有向上的加速度时,就会出现超重现象。
失重,则是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现象。
当物体具有向下的加速度时,就会产生失重现象。
如果物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零,这种状态被称为完全失重。
二、超重与失重的产生条件要理解超重与失重的产生条件,我们需要先了解牛顿第二定律。
牛顿第二定律指出,物体的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体的质量成反比,其表达式为 F = ma ,其中 F 是合力,m 是物体的质量,a 是加速度。
当物体具有向上的加速度时,合力 F 向上,此时支持物对物体的支持力或悬挂物对物体的拉力就要大于物体的重力,从而出现超重现象。
例如,当电梯加速上升时,人站在电梯中的体重计上,体重计显示的示数会大于人的实际体重,这就是超重现象。
相反,当物体具有向下的加速度时,合力 F 向下,支持物对物体的支持力或悬挂物对物体的拉力就会小于物体的重力,产生失重现象。
比如,电梯加速下降时,人在电梯中的体重计上显示的示数会小于实际体重,这就是失重现象。
而在完全失重的情况下,物体的加速度等于重力加速度 g ,此时物体所受的支持力或拉力为零。
像在太空中的航天器,绕地球做圆周运动,其向心加速度等于重力加速度,航天器内的物体就处于完全失重状态。
三、超重与失重的实例1、电梯中的超重与失重我们在乘坐电梯时,如果电梯刚开始上升,加速度向上,我们会感觉到超重;而当电梯快要停止上升时,加速度向下,我们会感觉到失重。
同样,在电梯下降的过程中,刚开始下降时加速度向下,会有失重的感觉;快要停止下降时加速度向上,会有超重的感觉。
高考物理遍过考点 超重和失重(含解析)
避躲市安闲阳光实验学校超重和失重1.超重并不是重力增加了,失重并不是重力减小了,完全失重也不是重力完全消失了。
在发生这些现象时,物体的重力依然存在,且不发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)。
2.只要物体有向上或向下的加速度,物体就处于超重或失重状态,与物体向上运动还是向下运动无关。
3.尽管物体的加速度不是在竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。
4.物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的,其大小等于ma。
5.物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向没有关系。
下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系。
特别提醒:不论是超重、失重、完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变。
6.超重和失重现象的判断“三”技巧(1)从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。
(3)从速度变化角度判断①物体向上加速或向下减速时,超重;②物体向下加速或向上减速时,失重。
“天地双雄”是欢乐谷的一项游乐设施,它的两座高度均为五十多米的高塔竖直矗立在游乐场上,塔的四周安装有可以上下运动的座椅,乘客坐在座椅上随着座椅运动,若在下降过程中加速度a随时间t变化的图线如图2所示,以竖直向下为a的正方向,则A.人对座椅的压力在t1时刻最大B.人对座椅的压力在t4时刻最大C.在t1~t2时间内,人处于超重状态D.在t3~t4时间内,人处于失重状态【参考答案】B【详细解析】t1~t2时间内,人处于失重状态;在t3~t4时间内,人处于超重状态。
在t4时刻N mg ma-=,此时座椅对人的支持力最大,则人对座椅的压力在t4时刻最大。
《超重与失重》 讲义
《超重与失重》讲义一、什么是超重与失重在我们的日常生活中,大家可能都有过这样的体验:当乘坐电梯快速上升或下降时,会感觉到身体的重量似乎发生了变化。
这种现象就是物理学中所说的超重与失重。
超重,简单来说,就是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。
比如,当电梯加速上升时,人会感觉到自己好像变得更重了,这就是超重现象。
相反,失重则是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。
比如,当电梯加速下降时,人会有一种轻飘飘的感觉,仿佛体重减轻了,这就是失重现象。
要深入理解超重与失重,我们首先需要明确重力的概念。
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,其大小通常用公式G =mg 来计算,其中 m 是物体的质量,g 是重力加速度,约为 98 米每秒平方。
二、超重与失重的产生条件超重的产生条件是物体具有向上的加速度。
当物体向上加速运动时,根据牛顿第二定律 F = ma,此时支持物对物体的作用力 F 会大于物体所受的重力 mg,从而产生超重现象。
失重的产生条件则是物体具有向下的加速度。
当物体向下加速运动时,支持物对物体的作用力 F 小于物体所受的重力 mg,就出现了失重现象。
需要注意的是,如果物体的加速度向下且大小等于重力加速度g 时,物体处于完全失重状态。
在这种情况下,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零。
三、超重与失重的实例生活中有很多超重与失重的实例。
比如,在游乐场中,过山车快速俯冲时,乘客会经历失重;而在急速上升的过程中,则会体验到超重。
在航天领域,宇航员在火箭发射阶段会经历强烈的超重,而在太空轨道上绕地球飞行时,则处于失重状态。
这对宇航员的身体和心理都是巨大的挑战。
此外,跳水运动员从跳台上跳下的瞬间,处于失重状态;而当运动员入水时,会受到水的巨大阻力,产生短暂的超重。
四、超重与失重的影响超重对人体的影响主要表现在心血管系统和骨骼肌肉系统。
在超重状态下,心脏需要更大的力量来泵血,血压会升高,这对患有心血管疾病的人来说是很危险的。
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物理总复习:超重和失重【考纲要求】1、理解牛顿第二定律,并会解决应用问题;2、理解超重和失重的概念,会分析超重和失重现象,并能解决具体超重和失重。
【考点梳理】考点:超重、失重、完全失重1、超重当物体具有竖直向上的加速度时(包括向上加速或向下减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。
2、失重物体具有竖直向下的加速度时(包括向下加速或向上减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。
3、完全失重物体以加速度a=g向下竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时以及忽略空气阻力的各种抛体运动),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。
在完全失重的状态下,由重力产生的一切物理现象都会消失。
如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等,但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的,因为弹簧测力计是根据F=kx制成的,而不是根据重力制成的。
要点诠释:(1)当系统的加速度竖直向上时(向上加速运动或向下减速运动)发生超重现象,当系统的加速度竖直向下时(向上减速运动或向下加速运动)发生失重现象;当竖直向下的加速度正好等于g时(自由落体运动或处在绕地球做匀速圆周运动的飞船里面)发生完全失重现象。
(2)超重、失重、完全失重产生仅与物体的加速度有关,而与物体的速度大小和方向无关。
“超重”不能理解成物体的重力增加了;“失重”也不能理解为物体的重力减小了;“完全失重”不能理解成物体的重力消失了,物体超重、失重以及完全失重时重力是不变的。
(3)人们通常用竖直悬挂的弹簧秤或水平放置的台秤来测量物体的重力大小,用这种方法测得的重力大小常称为“视重”,其实质是弹簧秤拉物体的力或台秤对物体的支持力。
例、在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。
传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象,则下列图象中可能正确的是 ( )【答案】D【解析】 人从静止→加速向下→最大速度→减速向下→静止,可见从静止到最大下蹲速度,人处于失重状态,台秤读数变小;从最大的下蹲速度到静止,人处于超重状态,台秤读数变大,最后其读数等于人的重力。
正确答案为D 。
举一反三【变式】姚明在台湾新竹参加交流活动时,引起台湾同胞广大球迷的尊敬和爱戴,让更多 的台湾同胞喜爱上篮球这一运动。
若姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下 落四个过程,下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力)( )A .两过程中姚明都处于超重状态B .两过程中姚明都处于失重状态C .前过程超重,后过程不超重也不失重D .前过程超重,后过程完全失重【答案】D【解析】蹬地时具有向上的加速度,因此为超重,离地上升的过程中具有向下的重力加速度,因此为完全失重状态。
【典型例题】类型一、升降机里的超重和失重现象【高清课堂:超重和失重例1】 例1、在升降机中有一个小球系于弹簧下端,升降机静止时,弹簧伸长4cm ,升降机运动时,弹簧伸长2cm ,这时升降机的运动状况可能是( )A. 以21/m s 的加速度加速下降 B .以24.9/m s 的加速度减速上升 C. 以21/m s 的加速度加速上升 D. 以24.9/m s 的加速度加速下降【答案】BD【解析】静止时重力等于弹力,1mg kx =(1);升降机运动时,弹簧伸长2cm ,弹簧伸长变短了,说明小球处于失重状态,加速度向下,2mg kx ma -=(2)AB C D解得 21 4.9/2a g m s ==。
升降机可能的运动状态是:加速下降或减速上升。
故选BD 。
【总结升华】根据弹簧伸长的长短变化判断出是超重还是失重,即判断出加速度方向,再根据牛顿第二定律列出方程求解。
加速度向上是超重,加速度向下是失重。
一个加速度对应的有两种运动。
举一反三【变式1】如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动。
下列各种情况中,体 重计的示数最大的是( )A .电梯匀减速上升,加速度的大小为 1.0 2/m sB .电梯匀加速上升,加速度的大小为 1.0 2/m sC .电梯匀减速下降,加速度的大小为 0.5 2/m sD .电梯匀加速下降,加速度的大小为 0.5 2/m s【答案】B【解析】题目要求体重计示数最大的,就是要求超重的,匀加速上升或匀减速下降的,A 、D 错,只能从B 、C 两个选项中选,再根据 N mg ma -= N mg ma =+ 可知,加速度大的,体重计的示数大,所以B 正确。
【变式2】(2015 江苏卷)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a 随时间t 变化的图线如图所示,以竖直向上为a 的正方向,则人对地板的压力A .t =2s 时最大B .t =2s 时最小C .t =8.5s 时最大D .t =8.5s 时最小【答案】AD【解析】0~4s ,加速度向上,人超重,设地板对人支持力为F N ,则F N –mg = ma ,当t =2s 时,加速度最大,支持力就最大,根据牛顿第三定律,人对地板压力也最大;7~10s ,加速度向下,人失重,设地板对人支持力为F N ,则mg –F N =ma , F N = mg –ma ;当t =8.5s 时,加速度最大,支持力就最小,根据牛顿第三定律,人对地板压力也最小。
故选AD 。
例2、几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中。
一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。
并用照相机进行了相关记录,如图所示。
他们根据记录,进行了以下推断分析,其中正确的是 ( )A .根据图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度B .根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C .根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D .根据图4和图5可估测出电梯向下起动时的加速度【答案】C【解析】 图中箭头表示电梯的运动方向。
以分析B 为例,图1表示静止状态,由图可知人的实际体重G 0。
图2示数(即视重G ,等于人受到的支持力N )大于人的重力,故人处于超重状态,即加速度方向向上;同时,图中箭头显示电梯的运动方向也向上,故此时电梯处于向上启动状态,而不是向上制动,故B 错,其加速度可由00N G G G ma -=-= 求得。
同理,A 错、C 对。
D 选项中,可根据图4和图1估测出电梯向下起动时的加速度。
【总结升华】此类题首先读出示数的大小,示数最大的是超重,最小的是失重,中间的是物体的重力(既不是超重,也不是失重)。
再确定运动状态,超重是加速度向上,对应的有两个运动状态,加速上升或减速下降;失重是加速度向下,对应的有两个运动状态,加速下降或减速上升。
最后根据牛顿第二定律计算出加速度。
举一反三【变式1】某同学将一台载有重物的电子台秤置于直升式电梯内,从底楼直升到达10楼下梯,该过程经历了匀加速、匀速、匀减速三个不同运动阶段,据此可以判断( )A. 甲图应为电梯匀加速时所拍摄B. 丙图应为电梯匀加速时所拍摄C. 乙图表明了电梯处于超重状态D. 从照片可以判定加速时加速度大小小于减速时的加速度大小【答案】AD【解析】电梯运动过程经历了匀加速、匀速、匀减速三个不同运动阶段,从台秤显示的数据看:甲超重,乙是匀速运动既不超重也不失重,等于物体重力,丙失重。
甲超重,加速度向上,做匀加速上升或匀减速下降,由题意知电梯匀加速上升,A 正确,C 错。
丙失重,加速度向下,做匀加速下降或匀减速上升,由题意知电梯匀减速上升,B 错。
D 选项:匀加速上升时,视重为13g, 自重为11g, 质量为11,由甲、乙两图应用牛顿第二定律 11N mg ma -= 代入数据 1131111g g a -= 1211g a = 匀减速上升时,视重为8g, 自重为11g, 质量为11,由乙、丙两图应用牛顿第二定律 22mg N ma -= 代入数据 211811g g a -= 21311g a a =>,D 正确。
【变式2】在电梯上有一个质量为100kg 的物体放在地板上,它对地板的压力随时间的变化曲线如图所示,电梯从静止开始运动,在头两秒内的加速度的大小为________,在6s 内上升的高度为________。
【答案】 22/m s 34.5m类型二、其它超重和失重问题例3、(2015 重庆卷)若货物随升降机运动的v t -图像如题图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图像可能是【答案】B【解析】由v-t 图可知:过程①为向下匀加速直线运动(加速度向下,失重,F <mg );过程②为向下匀速直线运动(平衡,F =mg );过程③为向下匀减速直线运动(加速度向上,超重,F >mg );过程④为向上匀加速直线运动(加速度向上,超重,F >mg );过程⑤为向上匀速直线运动(平衡,F =mg );过程⑥为向上匀减速直线运动(加速度向下,失重,F <mg );综合各过程可知B 正确。
【思路点拨】本题考查v-t 图图像、超重与失重、牛顿第二定律。
举一反三【高清课堂:超重和失重例3】【变式】如图,一个盛水的容器底部有一小孔。
静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动,且忽略空气阻力,则( )A .容器自由下落时,小孔向下漏水B .将容器水平抛出,容器在运动中小孔向下漏水C .将容器竖直向上抛出,容器向上运动时,小孔向下漏水;容器向下运动时, 小孔不向下漏水D .将容器斜向上抛出,容器在运动中小孔不向下漏水【答案】D【解析】容器抛出后,容器及其中的水做加速度为g 的匀变速运动,容器中的水处于完全失重状态,水对容器的压强为零,无论如何抛出,水都不会流出,故D 正确。
【高清课堂:超重和失重例7】例4、如图所示,质量M =10kg 的木楔ABC 静置于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数μ=0.02。
在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m =1.0kg 的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s =1.4m 时,其速度v =1.4m/s ,在这过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力和支持力。
(g =10m/s 2)【答案】0.61N ,水平向左 109.65N N =【解析】m 加速下滑,有一个竖直向下的加速度分量,处于失重状态。
m 和M 组成的系统B M CA mθ也处于失重状态。
对于系统的一部分具有向上(或向下)的加速度时,系统就处于超重(或失重)状态,这种情况也是超重和失重延伸的应用。
结果应有 ()N M m g <+对于m :由运动学公式 22v as = 求得 220.7/2v a m s s == 应用牛顿第二定律 沿斜面方向:1sin mg f ma θ-=垂直于斜面方向:1cos 0mg N θ-=解得 1sin 4.3f mg ma N θ=-= 1cos 53N mg N θ==对于M 进行受力分析,竖直方向:11()cos sin ()sin 109.65N M m g N f M m g ma N θθθ=+++=+-=设摩擦力方向水平向右, 水平方向:11sin cos f N f θθ+=11cos sin 0.61f f N N θθ=-=- 所以,摩擦力方向向左。