“超重和失重”现象的实验

“超重和失重”现象的实验
“超重和失重”现象的实验

“超重和失重”现象的实验

湖北省宜都市中学周运琼

【教学内容】

高一《物理》册第三章第七节“超重和失重”。

学生通过“力”“直线运动”和“牛顿运动定律”的学习,具有了一定的知识基础,为本节内容的实验和研究性学习打下了知识基础,创造了一些可利用的条件。

【教学流程】【研究提示】

.预习教材“超重和失重”内容,弄清下面几个问题:

①什么是超重和失重?

②超重和失重是不是指物体增加和减少了重力?

③产生超重和失重的条件是什么?

.课外探究完成下列任务

①观察、体验、调查、收集生活中出现的超重和失重现象。

②自行设计一个演示超重和失重现象的实验,完成实验报告。

【教学准备】

学生完成自主探究任务,教师检查他们的研究成果。

【教学过程】

一、导入新

师:同学们在课前按老师要求对超重和失重现象进行了一些探索研究,这节课我们将各自的研究成果进行展示和交流,让我们对超重和失重现象的认识和理解更丰富一些。

二、进行新

.体验交流,分析特点

师:有没有同学亲身体验过超重和失重状态?先请这些同学介绍他们的体验经历。

生1:

生2:

生3:

师:前三位同学结合体验和调查,给我们分析了几例超重和失重的现象,让我们进一步明确了这两种现象的特点,下面我们一起概括一下:

超重──物体对支持物的压力大于物体所受的重力的情况,叫超重

失重──物体对支持物的压力小于物体所受的重力的情况,叫失重

师:从定义上看,我们能不能说超重和失重就是某一物体增加了重力和减少了重力?为什么?

生:不能,因为重力大小由物体质量和重力加速度的乘积决定,与物体做什么运动无关。

.实验展示,挖掘条

师:这次研究性学习过程中,有不少同学找到了用实验显示超重和失重现象的方法,下面由他们来为我们进行实验演示,并展示他们的实验报告。

生4:实验装置如图1所示。

①在钩码静止时,按图示方向粘贴纸条AB、cD;

②当手提细绳竖直向上加速运动时,纸条AB断裂;

③当手提细绳竖直向下加速运动时,纸条cD断裂。

生5:演示实验装置如图2所示。

①手握木条的一端,另一端加挂钩码,悬停空中;

②增挂钩码个数,至木条折断;

③手握另一相同木条一端,另一端挂好钩码,悬停空中;

④手举木条加速上移,木条折断。

生6:演示实验装置如图3所示。

①饮料瓶静悬空中和匀速上下移动时,均有水从小孔流出;

②饮料瓶从高处自由落下,无水流出;

③饮料瓶竖直上抛,无水流出。

生7:演示实验装置如图4所示。

①手握玻璃瓶静止或匀速上下移动,看到平常所见的火焰;

②手托玻璃瓶竖直加速下落时看到火焰变成椭圆形。

生8:演示实验如图5所示。

①一只手将纸条一端紧按在桌面上,纸条另一端压在重物与吊盘间,另一只手提着盘的吊绳缓慢下降,纸条拉紧后断裂。

②一只手将另一条相同纸条紧按在桌面上,纸条另一端压在重物与吊盘间,松开吊绳,重物与吊盘自由下落,纸条完好无损。

师:我们观看了以上几位同学的演示和实验报告,令人激动与佩服,真是“八仙过海,各显神通”。他们用不同的装置、不同状态的物质为我们显示出超重和失重的各种现象,并由物体运动状态分析出产生超重和失重的条件,我们一起归纳一下:

当物体向下的加速度a=g时处于完全失重的状态。

.教师演示,激发情趣

师:看了同学们的研究过程,让老师在高兴之中产生了一种表演的欲望,下面由老师来给大家演示超重和失重的现象,大家说好不好?

生:好!

教师演示。

图6

①介绍实验装置;

②当箱体向上加速或向下减速时左灯亮;

③当箱体向上减速或向下加速时右灯亮。

师:观看了老师的实验,同学们从中可看出超重和失重现象能被我们加以利用。实际上各种物理现象均具有它的实用性,在生产技术和科学研究中,超重与失重早已被关注和利用,尤其是失重。如修建桥梁,为了减小车辆对桥梁的压力,将桥修成拱型,使车辆过桥时,处于失重状态。在宇宙的开发中,科学家利用航天器在进入轨道后处于失重状态的条件来实现在地面上难以实现的研究。将来建立了空间工厂,我们将会拥有泡沫金属,很长很细的玻璃丝,绝对圆的滚珠等一系列高质量、高标准产品,愿同学们能在那时大显身手。

通过对超重与失重的实验探究,使我们对超重和失重现象有了深刻的认识,但我们的研究还可进一步,因此老师最后再给大家留下一个研究问题,希望你们有兴趣继续研究:当物体有斜向上或斜向下的加速度时,是否产生超重或失重现象。

超重与失重教学设计

《超重和失重》教学设计 参赛学校:湖南省宜章县第一中学参赛教师:黄周喜 一、教学内容分析 本节是学生学完牛顿运动定律后,知识的迁移和应用部分,因此本节是本章的一个比较重要的、典型的应用型知识点。表现其一:超重和失重产生原因的分析,要用到牛顿第二、第三定律,这不仅有利于学生巩固对定律的内容理解,也有助于培养学生分析问题的能力.其二,这是一个贴近日常生活的实际问题,学生熟悉,能亲身感受,而且充满惊奇和趣味,能激发学生的学习兴趣和探究热情,这对于培养学生主动学习有着极其重要的引导作用,是一个很好的学习资源。其三,超重和失重现象与航天技术紧密联系,让学生了解我国前沿科学,对于培养学生的想象力和创新思想具有重要作用。 二、教学对象分析 1.学生对牛顿第二定律,牛顿第三定律的运用还不是很熟练,可能将超重、失重现象与牛顿运动定律割裂,教学中要注意引导学生,将新知识纳入旧知识结构,让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。 2.学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响,容易把生活中说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈,把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”;容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法,自主学习与小组合作学习的方式,让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。激发了学生的学习兴趣,提高动手与合作能力,养成透过现象看本质的物理意识。 三、教学目标 1.知识与技能 (1)认识超重和失重现象; (2)知道产生超重、失重现象的条件; (3)能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象; (4)知道超重、失重的实质。 2.过程与方法 (1)经历实验观察、实例探究讨论交流的过程,体验超重和失重现象。 (2)经历实验和理论探究过程,体会科学探究的方法,领略运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。 3.情感、态度与价值观 (1)通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验,让学生学会观察生活,

超重和失重的典型例题

超重和失重 问题 超重和失重是两个很重要的物理现象。当物体的加速度向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫做超重;当物体的加速度向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这种现象叫做失重;当物体向下的加速度为g 时,物体对支持物的压力为零,这种现象叫做完全失重。下面通过举例说明超重和失重的有关问题。 【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤,如图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10m/s 2): (1)当弹簧秤的示数T 1=40N ,且保持不变. (2)当弹簧秤的示数T 2=32N ,且保持不变. (3)当弹簧秤的示数T 3=44N ,且保持不变. 解析:选取物体为研究对象,它受到重力mg 和竖直向上的拉力T 的 作用.规定竖直向上方向为正方向. 当T 1=40N 时,根据牛顿第二定律有T 1-mg =ma 1,则 0/410440211=?-=-=s m m mg T a 由此可见电梯处于静止或匀速直线运动状态. (2)当T 2=32N 时,根据牛顿第二定律有T 2-mg =ma 2,则 2 222/2/44032s m s m m mg T a -=-=-= 式中的负号示物体的加速度方向与所选定的正方向相反,即电梯的加速度方向竖直向下.电梯加速下降或减速上升. (3)当T 3=44N 时,根据牛顿第二定律有T 3-mg =ma 3,则 2 233/1/44044s m s m m mg T a =-=-= 加速度为正值表示电梯的加速度方向与所选的正方向相同,即电梯的加速度方向竖直向上.电梯加速上升或减速下降. 小结:当物体加速下降或减速上升时,亦即具有竖直向下的加速度时,物体处于失重状态;当物体加速上升或减速下降时,亦即具有竖直向上的加速度时,物体处于超重状态. 【例2】举重运动员在地面上能举起120kg 的重物,而在运动着的升降机中却只能举起100kg 的重物,求升降机运动的加速度.若在以2.5m/s 2的加速度加速下降的升降机中,此运动员能举起质量多大的重物?(g 取10m/s 2) 解析:运动员在地面上能举起120kg 的重物,则运动员能发挥的向上的最大支撑力F =m 1g =120×10N =1200N , (1)在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物,可见该重物超重了,升 降机应具有向上的加速度 对于重物:F -m 2g=m 2 a 1,则 2 2221/2/10010001200s m s m m g m F a =-=-= (2)当升降机以a 2=2.5m/s 2的加速度加速下降时,重物失重.对于重物, F mg 图1

超重与失重现象

考点一超重与失重现象 1. 2.情景拓展(如图所示) [诊断小练] (1)超重就是物体的重力增加,失重就是物体的重力减小.() (2)物体超重时,加速度向上,速度也一定向上.() (3)减速下降的物体处于失重状态.() (4)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态.() (5)站在台秤上的人下蹲过程,台秤示数减小.() 【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)× 命题点1非竖直方向超重、失重的判断 1.(2018·广东华南师大附中高三上学期综合)如图所示的装置中,重4 N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上,整个装置保持静止,斜面的倾角为30°,被固定在测力计上,如果物块与斜面间无摩擦,装置稳定以后,当细线被烧断物块下滑时,与稳定时比较,测力计的读数(g=10 m/s2)()

A.增加4 N B.增加3 N C.减少1 N D.不变 【解析】对物块和斜面体整体受力分析,受总重力和支持力,平衡时,有 N-(M+m)g=0① 加速下滑时,再次对物块和斜面体整体受力分析,受总重力、支持力和静摩擦力,根据牛顿第二定律,有 竖直方向:(M+m)g-N′=ma sin 30°② 对物块受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有 mg sin 30°=ma③ 由①②③解得: N-N′=ma sin30°=mg(sin 30°)2=0.4×10×0.25 N=1 N. 【答案】 C 1.尽管物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量即a y≠0,物体就会出现超重或失重状态.当a y方向竖直向上时,物体处于超重状态;当a y方向竖直向下时,物体处于失重状态. 2.尽管整体没有竖直方向的加速度,但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度,整体也会出现超重或失重状态. 命题点2超重、失重法的灵活应用 2.一木箱静止在地面上,木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M,有一质量为m的环套在杆上,给环一初速度,使其沿杆向上减速运动,试求环向上运动的加速度多大时,才使箱子对地面的压力为零? 【解析】解法一:如图所示,以小环为研究对象,设其与杆间作用力为f,加速度大小为a,则:mg+f=ma 再对箱子分析受力列平衡方程: F N+f′=Mg

超重和失重演示实验设计方案

超重和失重演示实验设计方案 实验题目:超重和失重演示实验 实验目的: 知识与技能: 通过实验认识超重和失重现象,理解产生超重、失重现象的条件和实质. 过程与方法: 引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质. 情感态度与价值观: 培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神. 实验器材:弹簧秤2,长约2米的细线,铁架台,钩码6,纸带2,重物 操作步骤: 图4-7 演示1:如图4-7所示,将两个定滑轮固定在天花板上,用近2 m的细线与弹簧秤相连,弹簧秤上各挂3个钩码,调节两边平衡,使两边弹簧秤静止不动,观察弹簧秤的示数,这时弹簧秤的示数等于三个钩码的重力之和。当左边再挂上一个钩码时,这时左端钩码加速下降,右端钩码加速上升。观察右侧弹簧秤的示数,发现右侧弹簧秤的示数增大。 再恢复两边挂三个钩码时的情况,这次将左侧的钩码摘掉一个,这时左侧的钩码加速上升,右侧的钩码加速下降,观察右侧弹簧秤的示数,发现右侧弹簧秤的示数小于其下的钩码的重力之和。

图4-8 演示2:如图4-8所示,在一个平板C上放一个较重(不小于500 g)的重物P图4-8,把一张薄纸条A的一端压在重物和平板之间,纸条尽量薄并不结实,一只手把纸条的一端按牢在桌子B上,另一只手托住平板C,第一次用手托平板和重物慢慢下降,纸条被拉紧,接着就断裂。第二次,同样的纸条,仍像第一次那样,纸条的一端用手压牢在桌子上,另一端压在重物P下,手突然放开,使平板和重物同时自由下落,可以看到,纸条完好如初,这是因为自由落下的重物不受平板的支持力,重物对平板的压力也为0,所以纸条受到的摩擦力也为0了,因此纸条可以顺利抽出。 注意事项: 1.演示1至少需两名学生来完成这个实验,一是保证读数的准确性,二是保证实验器材的安全。 2.演示2让学生来操作,至少需一名学生来接住重物,以防损坏或伤人。

人教版高中物理《超重和失重》教学案例

《超重和失重》教学案例 【教材分析】 超重和失重是牛顿定律解决实际问题的典型问题,因此本节课要帮助学生正确理解超重和失重现象,并且运用超重和失重现象来解决一些实际问题。【学生分析】 学生通过“力”“直线运动”和“牛顿运动定律”的学习,具有了一定的知识基础,为本节内容的实验和研究性学习打下了知识基础,创造了一些可利用的条件。 【教学目标】 1.知识与技能 运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。 培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力。 2.过程与方法 通过实验法和类比法,总结归纳超重和失重的现象和本质。 3.情感、态度与价值观 渗透“学以致用”的思想,激发学生的学习热情。 【重点难点】 1.超重和失重的实质。 2.利用牛顿第二定律计算有关超重和失重问题 【设计思想】 通过实验体会,激发学生兴趣,理解超重和失重的实质。 【教学过程】 场景1真实体会分析特点

观看录像片《神州六号上的超重和失重现象》,展示了神州六号航天飞船在 起飞中产生了超重现象,在太空中又产生了失重现象。给出了超重和失重现象现象的基本特点。请同学根据自己的体验经历,谈谈自身体验过超重和失重状态。 学生1:经过教师提示,介绍了他乘升降机上、下楼,在升降机开始启动和停止前一小段时间的感受,并说明了原因。 学生2:受生1的启发,介绍他寒期游玩时,在凤凰山公园玩过山车过程中,当过山车在圆形轨道上运行时,此运动过程中感到了超重。 学生3:介绍他从电视看到现在很流行的一项运动蹦极,当人跳下来做自由落体运动过程中,有失重的感受。 这是三位同学在生活中的真实体会,给我们分析了几例超重和失重的现象,让我们进一步明确了这两种现象的特点,下面我们一起概括一下: 超重──物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的现象失重──物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的现象现在,我们可以在教室里,再体会一把超重和失重的感受,我拿出准备好的电子体重计,请一位同学上来做“模特”,让他站在体重计上,让大家记录下他的体重,然后让他在体重计上做下蹲动作,请一位同学来观察体重计的示数变化(变小),发生失重现象,然后再让他在体重计上做站起的动作,观察体重计的 示数变化(变大),发生超重现象。给学生真实的体会。 教师:从定义上看,我们能不能说超重和失重就是某一物体增加了重力和减少了重力?为什么? 学生:(教师提示)不能,因为重力大小由物体质量和重力加速度的乘积决定,与物体做什么运动无关。 【教学总结1】 经过教师的引导和学生生活实例的真实体会,对超重和失重有了体会和初步认识,而且体会很深刻,特别是学生上台体会,班级气氛相当活跃,而且过程中

“超上失下”巧记超重与失重现象

“超上失下”巧记超重与失重现象 “超重与失重”现象是牛顿运动定律的具体应用。在解决实际问题时,有的同学对超重到底是加速度向上还是向下经常模糊。为便于记忆,向大家介绍四字诀“超上失下”来帮助记忆。即:当物体处于超重状态时物体具有向上的加速度或向上的加速度分量,当物体处于失重状态时物体具有向下的加速度或向下的加速度分量。为了帮助同学们更好的理解超重与失重,现具体展开如下: 1概念理解 理解超重与失重之前,我们先要知道两个概念:实重和视重。 实重:指物体实际受到的重力,它不受物体运动状态的改变而改变,但随地理位置的变化而变化。在同一地方物体的重力G = mg (g是当地的重力加速度)。 视重:指物体对实际支持物的压力(或对悬挂它的物体的拉力),它随物体运动状态的改变而改变。 当物体的视重大于实重时,我们说物体处于超重状态,比如说加速上升的电梯里的物体处于超重状态;当物体的视重小于实重时,我们说物体处于失重状态,比如说加速下降的电梯里的物体处于超重状态;当物体的视重等于零时,物体处于完全失重状态。所以说超重与失重,并不是物体的实际重力改变了,而只是物体的视重发生改变,物体的重力始终存在,大小也没有变化,因为万有引力并没有改变。

2产生条件 超重产生的条件:物体存在竖直向上的加速度或向上的加速度分量。如:物体在升降机中向上的加速度为a ,则该物体的视重大小为F = m( g + a) > mg ,产生超重现象。 失重产生的条件:物体存在向下的加速度或向下的加速度分量。如:物体在升降机中向下的加速度为a ,则该物体的视重大小为F = m( g - a) < mg ,产生失重现象;此时,若a = g ,则F = 0,出现完全失重的现象。 3记忆口诀 由以上分析可知,发生超重或失重现象与物体的速度大小及方向无关,只决定于加速度的方向及大小。当物体处于超重状态时物体具有向上的加速度或向上的加速度分量,当物体处于失重状态时物体具有向下的加速度或向下的加速度分量。浓缩为四个字即“超上失下”。解答超重与失重问题时,首先要对系统进行受力分析,确定物体在竖直方向上的加速度,从而确定物体是超重还是失重。 4实例分析 【例】有一个装有水的容器放在弹簧台秤上,容器内有一只木球被容器底部的细线拉住浸没在水中处于静止,当细线突然断开,小球上升的过程中,弹簧秤的示数与小球静止时相比较有() A 增大 B 不变 C 减小 D 无法确定 【解析】选C。根据“超上失下”,当细线断后小球加速上升时处于超重状态,而

趣味物理实验8

纸亮还是镜子亮 在一间黑屋子里,用手电筒照射一面镜子和一张白纸。你想,是镜子亮还是白纸亮?你也许立即回答:“是镜子亮”。不要忙着下结论,还是先来观察一下吧! 左图表示了这个实验的结果:镜子看起来成了黑的。如果 在同样条件下,白纸反而比镜子亮一些。这是什么缘故呢? 原来,光滑的镜而只能规则地反射光线,一束光线遇到镜 面以后,虽然改变了前进的方 向,但是它们在新的运动方向上仍然是整齐前进的。如果你 的眼睛不在这个方向上,镜子的反射光就一点也不会进入你 的眼里,所以镜面看上去是黑的。只有把镜面转到某一个角 度,使它反射的光正好进入你的眼睛的时候,你才能看到耀 眼的光芒(图A中表示了镜面对光线的单向反射)。 从图B中可以看出:一束光线照在白纸上,虽然对于每 一条光线来说,光的反射定律都是适用的,但是由于纸的表 面凹凸不平,光束就被反射到许多不同的方向去,这就叫漫 反射。 正是借助漫反射光 线,我们才能在任何方 向上看见被照亮的物体,观察到它们的颜色和细节, 并且把这些物体和周围其它物体区别开来。 古时候,人们不了解眼睛的构造和作用。有人认为,人的眼睛能看见东西,是因为眼晴能伸出两条看不见的触角,触角碰到物体的时候,物体就被看见了。古代的科学家欧几里德、托勒玫等都是这样想的。现在在我们使用的语言中,还留有这种观点的痕迹,例如“目击”这个词,它的字面意思是“目光触及”,好象是说,眼睛可以伸出一条光线去触及物体。 现在看来,这种看法自然是不科学的。实际上眼睛一点光线也发不出来,我们看到东西完全是因为眼睛感受了从物体射来的光。

称空气的重量 空气看起来根本没有重量,但是你如果把一些空气放在天平上,就能表明事实上空气是有些重量的。 1.用尺子量出木片的中间位置,并在上面画一条线。 2.对着线在木片两侧按上图钉。 3.用细绳系住橡皮盘的中部,做成两个环。 4.将橡皮筋的两个环套在两个图钉上,这样木片就可以平衡了。如果木片不平衡,用橡皮泥加重(轻的一端)。 5.用胶带把一只气球粘在木片的一端。 6.把第二只气球粘在木片的另一端。气球重量一样,所以它们应当是平衡的。

“超重和失重”现象的实验.doc

“超重和失重”现象的实验 湖北省宜都市第一中学周运琼【教学内容】 高一《物理》第一册第三章第七节“超重和失重”。 学生通过“力”“直线运动”和“牛顿运动定律”的学习,具有了一定的知识基础,为本节内容的实验和研究性学习打下了知识基础,创造了一些可利用的条件。 【教学流程】 【研究提示】 1.预习教材“超重和失重”内容,弄清下面几个问题: ①什么是超重和失重? ②超重和失重是不是指物体增加和减少了重力? ③产生超重和失重的条件是什么? 2.课外探究完成下列任务 ①观察、体验、调查、收集生活中出现的超重和失重现象。 ②自行设计一个演示超重和失重现象的实验,完成实验报告。【教学准备】 学生完成自主探究任务,教师检查他们的研究成果。 【教学过程】 一、导入新课 师:同学们在课前按老师要求对超重和失重现象进行了一些探索研究,这节课我们将各自的研究成果进行展示和交流,让我们对超重和

失重现象的认识和理解更丰富一些。 二、进行新课 1.体验交流,分析特点 师:有没有同学亲身体验过超重和失重状态?先请这些同学介绍他们的体验经历。 生1:(介绍他暑期旅游时,在香港海洋公园玩“极速之旅”游戏的经历,并讲解“极速之旅”过程为自由落体运动,此运动过程中感到了失重。) 生2:(受生1的启发,介绍了他乘升降机上、下楼,在升降机开始启动和停止前一小段时间的感受,并说明了原因。) 生3:(通过向家长调查,他介绍了农民挑重担时,为了减轻对肩部的压力,让担子上下振动,并说明这样做的道理,即利用了失重。)师:前三位同学结合体验和调查,给我们分析了几例超重和失重的现象,让我们进一步明确了这两种现象的特点,下面我们一起概括一下: 超重──物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况,叫超重 失重──物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况,叫失重 师:从定义上看,我们能不能说超重和失重就是某一物体增加了重力和减少了重力?为什么? 生:不能,因为重力大小由物体质量和重力加速度的乘积决定,与

《超重与失重》教案教案

《超重与失重》教案 【教学目标】 1.知识与技能 (1)认识超重失重现象的本质,理解产生超重失重现象的原因; (2)掌握根据加速度方向,判断物体的超重与失重现象; (3)知道完全失重状态的特征和条件。 (4)能运用牛顿运动定律分析超重和失重现象,理解生活中的超重和失重现象,并能运用所学知识分析解决相关问题 2.过程与方法 (1) 通过活动探究的学习方式,探究产生超重和失重现象的过程,学习科学 探究的方法。 (2)经历观看实验、分组讨论、合作交流的过程,观察并体验超重和失重现象,完成物理知识的构建。 3.情感、态度与价值观 (1)在探究过程中,领略物理思维方法在探究、分析推理过程中的作用; (2)养成尊重事实,严谨的实验态度。 (3)通过合作实验探究的方式,使学生养成相互交流的学习习惯和合作的精神。 【教学重点】 产生超重和失重的条件和原因。 【教学难点】 理解产生超重和失重的原因,运用牛顿运动定律解释超重和失重的现象。

【教学资源】 若干弹簧测力计和砝码,纸带,; 学生学习单、多媒体课件。 【教学设计思想】 整个教学过程始终强调在教师指导下的学生自主探究与合作学习,把学生放在主体地位,积极营造学生动手实践、自主探究、合作交流的学习情景。挖掘“超重和失重”知识载体所蕴藏的物理学思想和方法,为了实现三维教学目标,设计了四个活动,将本节课的教学目标落实在课堂活动上,让学生通过观察现象、感知现象,来发现问题、提出问题,再通过师生共同讨论、交流探索获得超重和失重的知识。 本设计的基本思路是:通过电梯实验,从表格中分析得出产生超重和失重的条件,并用牛顿运动定律解释超重和失重现象,以此来突出教学重点,突破教学难点。 【教学流程】 1.教学流程图

巧用矿泉水瓶做物理实验

巧用矿泉水瓶做物理实验 江苏省徐州市睢宁县双沟镇第二中学宋晓楼 物理实验是学习、研究物理学最主要、最基本的方法,通过实验既可以帮助学生建立感性认识,又能激发学生的学习兴趣。生活中能用来做物理实验的材料很多,下面介绍几例巧用矿泉水瓶做的物理小实验。 一、演示“惯性现象” 取一只空矿泉水瓶,截去上半部分并装入适量的水,然后盖上一块硬纸板,将鸡蛋放在硬纸板上(如图1所示),用手指突然弹击硬纸板,可以观察到鸡蛋并没有随硬纸板一起飞去,而是安然的落入瓶中。鸡蛋正是由于自身惯性还保持原来的静止状态而落在正下方。 二、演示“影响压力作用效果的因素” ①取一只空矿泉水瓶,向瓶中装入少量的水放在一块海绵上,立刻看到海绵凹陷一些;将矿泉水瓶装满水再放到海绵上,会发现海绵凹陷得更深了,如图2所示。可以得出压力的作用效果与压力大小有关; ②取一只空矿泉水瓶,向瓶中装满水盖上瓶盖,放在一块海绵上,观察海面的凹陷程度,然后将瓶子倒置过来再放在海面上,观察海面的凹陷程度,比较两次凹陷程度,可以得出压力的作用效果与接触面积大小有关。 三、演示“大气压强”的存在 ①取一只空矿泉水瓶装满水,将矿泉水瓶浸没于水中如图3甲所示;若抓住瓶底向上提,会发现在瓶口未离开水面之前,瓶里始终充满水,如图3乙所示;若在瓶底钻一小孔,重做上面的实验,会发现瓶中水面与瓶外水面始终相平,如图3丙所示。可以证明大气压的存在。

②取一只空矿泉水瓶,向瓶内注入少量的热水,摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖,过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷,可以证明大气压强的存在。 四、演示“液体内部压强与深度有关” 如图4所示。取一矿泉水瓶,在其侧壁钻三个上下位置不同的小孔,用橡皮塞塞住,给瓶里充满水,将瓶放在足够高的桌面上,然后把橡皮塞同时拔出,通过实验探究可发现,从不同的孔向外喷水的水平射程不同,从而演示了“液体内部压强与深度有关”。 五、演示“液体内部向各个方向都有压强” 取一矿泉水瓶,若在矿泉水瓶体的不同方向上,用小铁钉钻很多小孔,然后向瓶内装满水,盖上瓶盖,两手用力挤压瓶体,可看到水从不同的小孔中向各个方向喷出,这可以证明了“液体内部向各个方向都有压强”。 六、演示“浮力产生的原因” 取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮,原因是“乒乓球只有上表面受到水向下的压力,而下表面基本没有受到水向上的压力”,因而乒乓球不上浮(如图5甲所示);接着用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图5乙、丙所示),其原因是此时“乒乓球上、下表面均受到水的压力,且下表面所受的压力大于上表面所受的压力”。可以演示“浮力产生的原因”,即“液体对物体上、下表面的压力差所引起的”。

超重与失重的实验 教具报告

河北zzzzz学院2013—2014学年度第 1 学期物理系物理专业技能训练(Ⅱ) 班级: 姓名: zzzzz 学号:

一、教具研究的项目 小球超重与失重的实验研究 二、研究目的及要求 1:了解超重与失重的现象。 2:知道怎样的情况下小球是处于超重与失重的状态。 3:理解并研究产生超重与失重的条件。 4:实践生活中超重与失重的应用。 三、实验所需仪器 小铁球、改造后的台称、弹簧、电源、木板等。 四、实验观察的现象 1、开始前,台秤上未放任何东西,表盘指针指在720克的位置 2.、将小球挂于弹簧下端时,处于平衡位置,表盘指针处于980克的位置、 3、接通电源,将小球和托盘天平接触(由于托盘天平经过改造通电后可以吸引铁性物质)。此时表盘指针处于中间位置约980克处。 3、断开电源,小球与台秤的底座脱离,开始上下振动。。 4、当小球刚刚释放,小球处于最下端是表盘指针指向大约1120克。竖直向上运动,到达平衡位置前,表盘指针读数比980克偏大。超过平衡位置后,到达顶端前读数都比980克偏小。到达最顶端时指针读数为约840克 5、竖直向下运动,顶端到平衡位置过程,表盘读数都比980克偏小。从平衡位置到低端,表盘读数比980克偏大。到达最低端读数约为1120克。

五实验分析 1、当小球挂在弹簧下时,弹簧静止,处于平衡状态,此时指针读数为小球的重量值。 图1 2、当小球刚刚被释放时,处于最下端,开始竖直向上运动,此时小球受到两个力的作用,重力与弹簧拉力,方向相反。未达到平衡位置时,指针数值也大于小球重力的数值,即弹簧拉力F大于重力G。那么小球处于超重状态。物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况,叫超重。 图2 3、小球向上运动未达到平衡状态时,由于拉力大于重力,所以小球有竖直向上的加速度此时的小球处于超重状态。所以我们说,当物体有竖直向上的加速度或有竖直向上的加速度分量时,物体超重,这就是超重的条件。 4、当小球竖直向上运动,刚刚超过平衡状态时,小球受到两个力的作用,竖直向上的弹簧力F和竖直向下的重力G。表盘指针读数偏小,即弹簧力F下于重力G,那么小球处于失重状态。物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况,叫失重。、 图3 5、小球超过平衡状态但弹簧仍处于拉伸状态时,拉力小于重力,此时小球有向下的加速度,小球失重。我们说,当物体有竖直向下的加速度或有竖直向下的加速度分量时,

超重和失重现象

A B C D 第8题图 第9节 超重和失重现象 1.2011年理综天津卷 9.(1)某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态,他在地面上用测力计测量砝码的重力,示数是G ,他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力,发现测力计的示数小于G ,由此判断此时电梯的运动状态可能是 。 【解析】物体处于失重状态,加速度方向向下,故而可能是减速上升或加速下降。 2.2015年江苏卷6. 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 ( AD ) (A)t = 2 s 时最大 (B)t = 2 s 时最小 (C)t = 8.5 s 时最大 (D)t = 8.5 s 时最小 解析:由题意知在上升过程中F-mg=ma ,所以向上的加速度越大,人对电梯的压力就越大,故选项B 错A 正确;由图知,7s 后加速度向下,由mg-F=ma 知,向下的加速度越大,人对电梯的压力就越小,所以选项C 错D 正确。 3.2018年浙江卷(4月选考)8.如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作。下列F-t 图像能反映体重计示数随时间变化的是( C ) 解析:下蹲时先加速下降,后减速下降,故先失重,后超重,F 先小于重力,后大于重力,C 正确。 4.2012年理综山东卷 16.将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v-t 图像如图所示。以下判断正确的是( ) A .前3s 内货物处于超重状态 B .最后2s 内货物只受重力作用 C .前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同 D .第3s 末至第5s 末的过程中,货物的机械能守恒 答:AC -1

生活中的物理小实验

生活中的物理小实验 生活中的物理小实验由查字典历史网资料整理 请你用大塑料可乐瓶制成一种物理实验器材,并简述制作过程及用它所演示的物理现象。 解析:塑料可乐瓶具有透明、易开孔切割、瓶壁较薄等特点,虽软却很有弹性,同时又有较大容积。利用它可做以下实验: ①取一塑料可乐瓶,在瓶子的侧面距瓶底的不同高度上,用小铁钉钻几个小孔,然后往瓶内装满水。通过实验探究可发现,从不同的孔向外喷水的水平射程不同,从而演示了液体内部压强与深度有关的现象。若在可乐瓶体同一平面的不同方向上,用小铁钉钻很多小孔,然后往瓶内装满水,可看到水从不同的小孔向各个方向喷出,这证明了液体内部向各个方向都有压强。 ②往塑料可乐瓶内装半瓶水,在瓶底用铁钉钻一小孔,可看到水从孔中喷出。若这时让塑料瓶自由下落,可看到水不再向外喷出。这就验证了水的失重现象。 例2利用注射器,你能做哪些实验? 解析:注射器对于我们来说并不陌生,若能开动脑筋,利用它“活塞能拉动”、“封闭一部分气体”等特点也能做不少物理实验。 ①用手指堵住前端小孔,另一只手用力向外拉活塞,会感

到很费力。若停止用力,活塞就会退缩一段距离,这就验证了大气压的存在。 ②拿一支注射器,把活塞推到底部,用手指将前端小孔堵住,把活塞拉到注射器的中部。然后,把注射器浸人水中,移开手指,就会看到水进人注射器内部。这就验证了抽水机的原理—它是利用大气压来工作的。 例3 给你一张纸,适当添加一些辅助器材,你能做哪些实验? 解析:纸对同学们来说是再普通再平常不过的,然而利用它却能做许多物理实验,你想体验一下探究的乐趣吗? ①找一铁块,将它放在纸上,迅速地拉动纸片,可看到铁块保持静止,此实验可验证铁块具有惯性。若慢慢地拉动铁块,可使它由静止变为运动,因为铁块受到了摩擦力作用,可见力可以改变物体的运动状态。 ②用一张纸与装满水的杯子,可做水和纸不掉落的“覆杯”实验,从而验证了大气压的存在。

超重与失重(高考题及答案详解)

集备:管日权纪殿荣授课日期:2018年5月 超重与失重专题为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中,下列说法正确的是 A.箱内物体对箱子底部始终没有压力 教学目标:掌握超重失重规律及应用 预习案 1匀加速下降加速度方向() B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大 2匀减速下降加速度方向()C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 3匀加速上升加速度方向()3.(11四川19)如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为: 打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在 4匀减速上升加速度方向()火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则 A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小 5平抛运动物体()重B.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力 C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功 6竖直上抛物体()重D.返回舱在喷气过程中处于失重状态 4.(10浙江14)如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。 7人浮在水中不动()重下列说法正确的是 A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 A 探究案B.上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力 C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 v B D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力 5.(10海南8)如右图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块;木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上。若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为 A.加速下降B.加速上升 1.(09广东8)某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t0 C.减速上升D.减速下降 至t3时间段内,弹簧秤的示数如图5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) 2.(08山东19)直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示。设投放初速度

超重与失重教学案例

《超重与失重》教学案例 【教学目标】 一、知识与技能 1、认识超重和失重现象的本质,知道超重与失重现象中,地球对物体的作用力并没有变化; 2、能够根据加速度的方向,判别物体的超重和失重现象; 3、知道完全失重状态的特征和条件,知道人造卫星中的物体处于完全失重状态; 4、运用牛顿第二定律,解释实际中的超重和失重现象。 二、过程与方法 1、经历观看实验,分组实验、讨论交流的过程,观察并体验超重和失重现象; 2、经历探究产生超重和失重现象原因的过程,学习科学探究的方法,进一步学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。 三、情感态度与价值观 1、通过探究性学习活动,体会牛顿运动定律在认识和解释自然现象中的重要作用,产生探究的成就感; 2、通过运用超重与失重知识解释身边物理现象,激发学习的兴趣,认识到掌握物理规律是有价值的;

3、通过观看有关杨利伟在太空的视频片段,激发学生爱国、爱科学的热情。 页 1 第 【教学的重点与难点】 重点:把超重和失重现象与牛顿运动定律联系起来,探究现象本身和加速度的内在联系。 难点:设计问题梯度,筛选教学资源,设计典型实验,引导学生探究,控制讨论交流时间是本节的难点。 【教学策略】 演示、讨论、讲解、分组实验探究。 【教学用具】 每两位同学一个弹簧秤与一个砝码。 【教学过程】 情景引入:播放杨利伟在太空的工作的视频片段。 航天员杨利伟返回地面后,电视台记者在对他进行采访时,有一段很生动的对话: 记者:当你乘坐飞船升空时,你有什么感觉? 杨利伟:感到有载荷,就是感到胸部受到压力。 记者:压力很大?感到很难受吗? 杨利伟:还可以,不觉得很难受。我们平时训练时,这种压力可达到8个G,说得通俗一点,就等于有8个人压在你的身上。飞船加速上升时,压力没有这么大。

神十航天员太空授课 现场展示失重环境物理现象

神十航天员太空授课现场展示失重环境物理现象 朝向地球一侧为下 由教育部、中国载人航天办、中国科协共同主办的神舟十号航天员太空授课活动,于6月20日上午10:04至10:55举行。神十航天员进行在轨讲解和实验演示,并与地面师生进行双向互动交流。

此次太空授课主讲人是神十女航天员王亚平。地面课堂活动的主持人是中国人民大学附属中学物理老师宓奇和北京市第101中学物理老师史艺。 在与地面课堂学生的互动中,王亚平在聂海胜的帮助下进行90度转身,为同学们演示在太空中人体对方向的感知。 王亚平说,在太空中我们自身的感觉,在方位上无所谓上和下的区别,无论头朝向哪个方向,我们自身的感觉都是一样的。不过在天宫里,为了便于工作和生活,我们也人为地定义了上和下,并且把朝向地球的一侧作为是下方,并铺设了地板。

太空“测重”:聂海胜74公斤 授课一开始,王亚平就给地面同学提出了第一个问题:“失重了,我们的身体质量是不是也没有了?要是能测量一下就好了。 在太空中我们航天员想要知道自己是胖了还是瘦了,该怎么办呢? 王亚平:不用担心,我们有专门测质量的装置——“质量测量仪”。同学们看,这就是我们的质量测量仪,这是一个人体支架,这是一个腹撑,用来固定待测航天员用。下面呢,就由我和指令长来给大家演示一下测质量的过程。同学们可以先目测一下我们指令长的质量有多少呢?好,现在我们开始演示,首先让指令长固定在质量测量仪上,然后我把连接

运动机构的钢丝绳拉到指定位置,准备开始,拉力使他回到了初始位置,这样就测出了他的质量。好,让我们的摄像师来个特写,我们来看看我们指令长的质量是多少呢?嗯,74千克。同学们,你们猜对了吗? 王亚平演示失重状况下水的流动状态 在授课过程中,王亚平为学生演示了失重状态下水的流动状态。 王亚平说,同学们看,这是一个我们在太空中喝水用的饮水袋,这里有一个止水架,现在我把它打开,如果在地面,此时水肯定是会流下来的。但是,在太空中失重环境下,水是不会自己流出来的。我想,如果

知识讲解超重和失重提高

超重和失重 编稿:周军审稿:吴楠楠 【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.

物理 知识讲解 超重和失重 提高篇

第1 页共29 页 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

高一物理超重和失重典型例题解析

超重和失重·典型例题解析 【例1】竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤,如图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10m/s 2): (1)当弹簧秤的示数T 1=40N ,且保持不变. (2)当弹簧秤的示数T 2=32N ,且保持不变. (3)当弹簧秤的示数T 3=44N ,且保持不变. 解析:选取物体为研究对象,它受到重力mg 和竖直向上的拉力T 的作用.规定竖直向上方向为正方向. (1)当T 1=40N 时,根据牛顿第二定律有T 1-mg =ma 1,解得这时 电梯的加速度=-=-×=,由此可见,电梯处于a 404104 m /s 012T mg m 1 静止或匀速直线运动状态. (2)当T 2=32N 时,根据牛顿第二定律有T 2-mg =ma 2,解得这 时电梯的加速度===-.式中的负号表a 2m /s 22T mg m m s 2232404 --/ 示物体的加速度方向与所选定的正方向相反,即电梯的加速度方向竖直向下.电梯加速下降或减速上升. (3)当T 3=44N 时,根据牛顿第二定律有T 3-mg =ma 3,解得这时 电梯的加速度==-=.为正值表示电梯a 44404 m /s 1m /s a 3223T mg m 3- 的加速度方向与所选的正方向相同,即电梯的加速度方向竖直向上.电梯加速上升或减速下降. 点拨:当物体加速下降或减速上升时,亦即具有竖直向下的加速度时,物

体处于失重状态;当物体加速上升或减速下降时,亦即具有竖直向上的加速度时,物体处于超重状态. 【例2】举重运动员在地面上能举起120kg 的重物,而在运动着的升降机中却只能举起100kg 的重物,求升降机运动的加速度.若在以2.5m/s 2的加速度加速下降的升降机中,此运动员能举起质量多大的重物?(g 取10m/s 2) 解析:运动员在地面上能举起120kg 的重物,则运动员能发挥的向上的最大支撑力F =m 1g =120×10N =1200N , 在运动着的升降机中只能举起100kg 的重物,可见该重物超重了,升降机应具有向上的加速度 对于重物,-=,所以==-×=; F m g m a a 120010010100m /s 2m /s 221122F m g m -22 当升降机以2.5m/s 2的加速度加速下降时,重物失重.对于重物, m g F m a m 120010 2.5 kg 160kg 3323-=,得==-=.F g a -2 点拨:题中的一个隐含条件是:该运动员能发挥的向上的最大支撑力(即举重时对重物的最大支持力)是一个恒量,它是由运动员本身的素质决定的,不随电梯运动状态的改变而改变. 【例3】如图24-2所示,是电梯上升的v ~t 图线,若电梯的质量为100kg ,则承受电梯的钢绳受到的拉力在0~2s 之间、2~6s 之间、6~9s 之间分别为多大?(g 取10m/s 2) 解析:从图中可以看出电梯的运动情况为先加速、后匀速、再减速,根据v -t 图线可以确定电梯的加速度,由牛顿运动定律可列式求解 对电梯的受力情况分析如图24-2所示: (1)由v -t 图线可知,0~2s 内电梯的速度从0均匀增加到6m/s ,其加速度a 1=(v t -v 0)/t =3m/s 2 由牛顿第二定律可得F 1-mg =ma 1

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