教科版物理高中必修超重与失重导学案
6.超重与失重导学案
第7节牛顿第二定律应用：超重与失重
学习目标：
1能正确理解超重与失重的物理含义
2、能分析计算具体问题的超、失重
活动方案：
问题1如图，人的质量为m,当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力是多少?
如电梯以加速度a减速上升时，人对地板的压力是多少?
结论：我们把__________________________________________________________ 称为超重把___________________________________________________________ 称为失重
讨论：如N>mg为超重，加速度a方向向_________ ，包含
如N<mg为失重，加速度a方向向________ ，包含
女口N=0，称为完全失重，加速度a= ______ ，此时物体只受 ________ ，例如__________ 即时反馈：
问题2 :物体放在一个台秤上，台秤读数读的是什么？是否一定等于物体的重力？见课本
P88页图4.7-3，人站在台秤上，人随电梯向上加速、减速，向下加速、减速，这四种情况台秤读数相比人重力分别是何情况？
总结：1.台秤读数我们称之为_______________
2 •不论超重还是失重，物体重力本身______________ ，变化的仅仅是____________
即时反馈：
见课本P89 页图4.7-4，人最初静止站立在体重计上，然后下蹲，最后蹲在体重计上静止。
试问整个过程体重计的读数如何变化？。
超重与失重(导学案)
4.7用牛顿运动定律解决问题（二）(导学案)编写人：丁士亮 审核人：姜万和班级 姓名一、超重与失重【学习目标】1、理解超重与失重概念；2、知道怎样判断物体是处于超重或失重状态；3、理解视重概念，知道物体处于超重或失重状态时，物体的实际重量不变。
【自主学习】做一做：体会什么是超重与失重如图，用手掌托着一叠较重的书，先让手缓缓上下移动，体会一下书对手掌的压力，跟静止时是否相同?然后手突然竖直向上或竖直向下，再体会一下，手掌受到的压力与静止时有什么不同？实验探究：观察测力计示数的变化如图，在测力计下端挂一钩码，仔细观察测力计静止时、缓慢上升和缓慢下降时、突然上升和突然下降时测力计示数的变化。
分析论证：从理论的角度分析测力计突然上升和突然下降时示数的变化 提示：设物体的质量为m ，重力加速度为g ，突然上升和突然下降时的加速度大小为a ，求出这两种情况下的弹簧弹力F ，并将其与重力比较。
总结：如图，电梯里放着一个台秤，一个人站在台秤上，按照以下思路，填写空白处内容。
一、超重与失重1、视重：指物体对台秤的压力或台秤对物体的支持力大小。
（1）匀速上升或下降 mg N = 视重mg N N =='=a mgN（2）加速上升或减速下降 ma mg N =- )(a g m N += 视重mg N N >=' （3）减速上升或加速下降 ma N mg =- ()N m g a =-视重mg N N <=' 。
当g a =，视重为0。
2、概念（1）超重： （2）失重： 3、判断方法（1）加速度方向 (填“竖直向上”或“竖直向下”），物体处于超重状态； （2）加速度方向 (填“竖直向上”或“竖直向下”），物体处于失重状态； （3）加速度方向竖直向下，g a =，物体处于完全失重状态。
4、注意（1）物体处于超重或失重状态与物体的速度方向 (填“有关”或“无关”）； （2）物体处于超重或失重状态时，物体的实际重力 (填“不变”或“变化”）； 例1、如图所示，电梯与水平面的夹角为037θ=，电梯向上做加速运动，加速度大小为21/a m s =。
高中物理《超重与失重》导学案 教科版必修1
高中物理《超重与失重》导学案教科版必修1【学习目标】1、知道什么是超重和失重现象，知道产生超重和失重现象的条件。
2、知道完全失重现象及其产生条件。
3、能够应用牛顿第二定律分析处理超重和失重问题。
【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。
【使用说明及学法指导】1、细读教材P88—89，根据预习案的提示先自学然后通过小组合作完成导学案。
2、本学案实际上是牛顿运动定律的综合应用，建议安排1课时的自主学习课，第二课时主要以学生的合作探究及展示点评解决有关知识。
【课前预习案】【知识回顾】1、牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的合外力成___正比_______，跟物体的质量成___反比_____，加速度的方向跟合外力的方向___相同________。
公式写成：____F合=ma___。
2、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是____大小相等______、______方向相反____，作用线在______一条直线_____上。
【实验探究】问题1：物体放在盘秤上（或挂在弹簧秤上）处于静止状态，物体的重力G和物体对测力计的压力N（或对弹簧秤的拉力F）有怎样的关系？答：_______________________________________________。
实重：由于地球对物体的吸引而产生的力即重力，即物体的实际重力为G。
视重：测力计的读数，即物体对支持物的压力N（或对悬挂物的拉力F）。
结论1：测力计测量物体重力的原理：当物体在竖直方向处于静止或匀速直线运动状态时，视重＝实重物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体对盘秤的压力（或对弹簧秤的拉力）等于物体的重力，即视重等于实重。
问题2：升降机以0、8m/s2的加速度匀加速上升，站在升降机里的某位同学质量为45kg，他对升降机地板的压力多大？如果他站在体重计上随电梯一块向上运动，体重计的示数多大？思考一：体重计的读数指的是哪个力的值的大小？答：_________体重计的读数指的是人对体重计的压力__________________________________。
高中物理第3章第6节《超重和失重》导学案教科版必修1
讲课年级课程导学目标课程导学建议课前准备程序设计新课导入第一层级第二层级小组议论小组展现增补怀疑教师评论高一课题课时超重和失重课程种类新讲课目标解读1.认识超重和失重现象。
2 .能依据加快度的方向, 鉴别物体的超重和失重现象。
3 .运用牛顿第二定律,解说实质中的超重和失重现象。
4 .认识失重现象在现代科学技术中的应用学法指导超重和失重是一种现象，也是一种感觉，重要的是牛顿第二定律的理性剖析。
重点难点用牛顿运动定律剖析超重和失重现象及其产生条件。
教课建议本节内容需要安排 1 个课时教课 , 若自主学习安排在课外, 建议用 15~20 分钟 , 安排在课内则只要 15 分钟左右。
经过对教材中“活动”的议论、剖析 , 让学生认识物体所受拉力与重力的大小和加快度的关系, 进而引出超重与失重的观点。
建议在教课过程中 , 经过实例剖析让学生清楚地认识到不论超重仍是失重, 物体的重力都是没有发生变化的 , 进而理解超重与失重的含义。
研读教材，预计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点，在导教案的基础上依据本班学生学习状况进行二次备课，准备讲堂演示的实验器械或视频资料。
导学过程设计学习内容教师行为学生行为媒体运用创建情境物体的重力在同一个地址能否发生变化?我们乘坐电梯从底楼图片展现到 10 楼时会有这样的感觉, 启动时感觉自己忽然“变重”,快到 10楼时又感觉自己“变轻”了。
这是为何呢?下边经过这节课的讨论、学习我们就能解说这个问题。
研读教材指导学生学会使用双色笔，确通读教材，作必需的标明，梳理出PPT课件保每一位学生处于预习状态。
本节内容的大概知识系统。
体现学习达成教案巡视学生自主学习的进展和学尽可能多得独立达成教案内容，至目标生填写教案的状况。
少达成第一层级的内容。
结对沟通指导、聆听部分学生的沟通，就教案中基础学习沟通的内容与结初步得出学生预习的成效对学习的同学沟通。
主题 1：(1) 在大型商场或医院乘电梯口头表述向上运转时 , 以下两种状况提着物超重现象超重就是视重要于实重，品的手分别有如何的感觉?但其实不是重力增大了。
教科版高一物理必修1 3.6 超重和失重 导学案(无答案)
教科版高一物理必修1 3.6 超重和失重导学案（无答案）画川高中高一物理备课活页纸课题： 3.6 超重与失重课型：新授课课时： 1 备课时间：授课班级：高一（）班授课时间：〖知识目标〗1、用牛顿定律解释生活中的有关问题2、认识超重和失重现象，知道超重和失重的概念及其产生条件，并用牛顿定律解决相关问题。
〖重点〗知道超重和失重的概念及其产生条件，并用牛顿定律解决相关问题。
〖难点〗知道超重和失重的概念及其产生条件，并用牛顿定律解决相关问题。
授课过程【课前预习】1、超重：物体对支持物的压力（或悬挂物的拉力）物体所受的重力情况，当物体具有的加速度时（包括上升或下降）呈现超重现象。
2、失重：物体对支持物的压力（或悬挂物的拉力）物体所受的重力情况，当物体具有的加速度时（包括上升或下降）呈现失重现象，当物体向下的加速度大小为g时，物体呈现现象。
注意：（1）物体处于“超重”或“失重”状态，地球作用于物体的重力变化（填“发生”、“不发生”）（2）发生“超重”或“失重”现象与物体方向无关，只决定于物体的方向；（3）在完全失重状态，平常一切由重力产生的物理现象完全消失。
如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。
超重和失重问题的解决思路分析超重和失重类问题，是以牛顿第二定律为依据的。
其分析思路是：（1）确定研究对象，受力分析，并画出受力的示意图。
（2）分析物体的运动状态得到物体运动的加速度的方向，选取正方向（一般．．以．a．的．方向为．．．正．）,再根据牛顿第二定律列方程。
（3）解方程，得到物体受到的悬挂物的拉力或支持面的支持力。
（4）由牛顿第三定律，判定物体对悬挂物的拉力或对支持面的压力，从而判定物体处于超重还是失重状态。
【例题引入】例1：如图所示，升降机内质量为m的小球用轻弹簧系住，悬在升降机内，当升降机以a= g/3加速度减速上升时，弹簧秤的系数为（）A、2mg/3B、mg/3C、4mg/3D、mg拓展1：若以a=g加速下降时，则弹簧秤示数为多少？拓展2：若以a=g/3加速上升时，则弹簧秤示数为多少？小结：【典型例题分析】例2：一个质量为40千克的人站在升降机地板上的台秤上，当升降机运动时，发现台秤的读数为500N，g取10 m/s2,由此可判断升降机的运动可能为：（）A 以2 m/s2的加速度加速上升B 以2 m/s2的加速度加速下降C 以 2.5 m/s2加速度减速下降D 以2.5 m/s2加速度减速下降小结：课堂巩固P90 T2例3：如图所示，电梯与水平面夹角为，一人站在电梯上随电梯加速向上运动，其加速度大小为4m/s2，已知人的质量50 kg，求人所受的支持力和摩擦力.解：例4：人站在电梯中随电梯下降，电梯向下的速度——时间图象如图所示。
物理教科版高中必修1超失重导学案
3.6超失重导学案教学目标：1、知道什么是超重与失重现象2、理解产生超重与失重的条件3、了解实际生活中超重与失重的例子4、运用牛顿第二定律，解释实际中的超重和失重现象。
导入：讨论交流：1、在重物上下运动的过程中，其重力是否变化？2、测力计的示数是由哪一个力的大小决定的？3、在哪些情况下弹簧测力计的示数等于物体所受的重力？在哪些情况下弹簧测力计的示数不等于物体的重力？一、实重与视重实重： 指物体 所受重力，不会因为物体的运动状态变化而 视重： 用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时，弹簧测力计或台秤的 叫做物体的视重（读数的大小与物体受到 力或 力的大小相等）观察实验二，对比实验一，并填写下图：讨论交流：根据牛顿运动定律推导重物的加速度为a时弹簧测力计示数的表达式1、加速度向上2、加速度向下二、超重和失重现象1、超重：（1）概念：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现象。
视重 实重（2）条件：2、失重：（1）概念：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现象。
视重 实重（2）条件：思考：若竖直向下的加速度为g时，视重（测力计示数）会有什么情况？看视频33、完全失重：物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）等于 的现象称为完全失重看视频4 ，观察---水杯的下落！思考：最初水为什么喷出来了？下落过程中为什么没有水喷出来？是因为没有重力了吗？看视频5，完全失重会怎么样？哪些仪器不能在太空舱中使用？弹簧测力计 天平 体重计 温度计 沙漏计时器 摆钟。
课堂训练：1、关于超重和失重，下列说法中正确的是（）A、超重就是在某种情况下，物体的重力变大了B、物体向上运动一定处于超重状态C、物体向下减速运动，处于超重状态D、物体做自由落体运动时处于完全失重状态2、体重500N的人站在电梯内，电梯上升时v-t图像如图所示。
在下列几段时间内，人对电梯地板的压力分别为多大?(g=10m／s2)（1）l～2s内，N1=___ ____N（2）5～8s内，N2=__ ____N（3）10～12s内，N3=____ __N3、质量是60Kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做各种运动时，求出体重计的读数：(g=10m／s2)（1）升降机匀速上升；（2）升降机以4m/s2的加速度加速上升；（3）升降机以5m/s2的加速度加速下降；课堂小结：一、超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重现象。
《4.6第6节 超重和失重》导学案
《第6节超重和失重》导学案学习目标1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象．(重点)2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动．3．掌握传送带问题和滑块—滑板模型问题的解题技巧．(难点)核心素养形成脉络一、重力的测量1．一种方法是，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，利用牛顿第二定律可得：G＝mg．2．另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量．二、超重和失重1．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：物体具有竖直向上的加速度．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：物体具有竖直向下的加速度．(3)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．思维辨析(1)物体向上运动时一定处于超重状态．( )(2)物体减速向下运动时处于失重状态．( )(3)物体处于失重状态时重力减小了．( )(4)物体处于完全失重状态时就不受重力了．( )(5)不论物体超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力都是不变的．( )提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√基础理解(1)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是( )A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度提示：选D.手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；重物和手有共同的速度和加速度时，二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体加速度等于重力加速度，但手的加速度大于重力加速度，并且方向竖直向下，选项D正确．(2)关于超重和失重的下列说法中，正确的是( )A．物体向上运动时处于超重状态，物体向下运动时处于失重状态B．处于完全失重状态的物体一定是向下运动C．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了D．物体做自由落体运动时处于完全失重状态提示：选D.根据牛顿第二定律，物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态．物体向上运动或向下运动，加速度可能向上也可能向下，不能够判断它是处于超重还是失重状态，故A、B错误；超重并非物体所受的重力增大了，而是弹力(视重)比重力大；失重也并非物体所受的重力减小了，而是弹力(视重)比重力小，故C错误；物体做自由落体运动时，加速度等于重力加速度，方向向下，物体处于完全失重状态，故D正确．超重和失重问题问题导引文博同学每天放学都要乘垂直电梯上、下楼，在电梯下楼时，开始他觉得背的书包变轻了，快到楼底时他觉得书包又似乎变重了．这是为什么？要点提示开始时电梯从静止做加速运动，使文博同学和电梯一起处于失重状态；快到楼底时，电梯一定有一个减速过程，则该过程中使电梯处于超重状态，就会出现上述现象．【核心深化】1．实重与视重实重：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．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，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．超重与失重不是重力本身变了，而是物体对悬挂物的拉力或对水平支持物的压力发生了变化，即“视重”变化了．若弹力大于重力是超重，反之则是失重．2．超重、失重的比较特征状态加速度压力(拉力)运动情况受力示意图平衡a＝0F＝mg 静止或匀速直线运动超重向上F＝m(g＋a)＞mg向上加速或向下减速失重向下F＝m(g－a)＜mg向上减速或向下加速完全失重a＝g F＝0自由落体，抛体，正常运行的卫星等超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时仍应抓住加速度这个关键量．具体方法是：(1)分析物体运动的加速度方向；(2)判断物体处于超重(或失重)状态；(3)利用牛顿第二定律分析和求解．关键能力1 对超、失重状态的判断某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是( )A．该同学处于超重状态B．该同学处于失重状态C．体重计示数先减小后增大D．体重计示数先增大后减小[解析] 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；故体重计示数先增大后减小，故D正确，A、B、C错误．[答案] D关键能力2 超、失重现象中的计算(多选)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确是( )A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2B．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2[思路点拨] 小明的体重有50 kg，而他看到体重计的示数为45 kg，可知他处于失重，则电梯有向上的加速度，由此来分析各个选项．[解析] 小明的体重只有50 kg，体重计的示数为45 kg，说明电梯有向下的加速度，失重，运动情况可能为：向上减速或向下加速；小明受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为：a＝mg－Nm＝50×10－45×1050m/s2＝1 m/s2，故B、C正确，A、D错误．[答案] BC关键能力3 超、失重现象中的图象分析某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是( )A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止[思路点拨] (1)拉力大于重力处于超重状态，拉力小于重力处于失重状态．(2)超重时电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动．(3)失重时，电梯可能向下加速运动，也可能向上减速运动．[解析] 题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况.0～t1，钩码受力平衡；t1～t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2～t3，钩码受力平衡；t3～t4，拉力大于10 N，钩码处于超重状态．由以上分析可知，D项错误．[答案] D关键能力4 完全失重现象的判断某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是( )A．易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快B．易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快C．易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变D．易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出[解析] 将易拉罐竖直向上抛出后，由于空气阻力不计，易拉罐及水的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，易拉罐中各层水之间没有压力，在整体过程中，水都不会从洞中射出．[答案]D判断超重、失重状态的方法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g时处于完全失重状态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【达标练习】1．超重与失重是宇航员生活和工作中的两大难题．实际上，在我们的生活中也充满了超重和失重．假如某同学家住10楼，那么，他从一楼开始坐电梯回家的过程中，体验到的将是( )A．先超重，后等重，再失重B．先失重，后等重，再超重C．一直超重D．一直失重解析：选A.上楼时，先向上加速，加速度方向向上，处于超重状态，再匀速，最后向上减速，加速度方向向下，处于失重状态，故A正确，B、C、D错误．2.如图所示为游乐场中的一种大型游乐设施跳楼机，它可以使人体验超重和失重．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由升降机从静止开始经历加速、匀速、减速过程，将座椅提升到一定高度处，然后由静止释放，落到一定位置时，制动系统启动，座椅做减速运动，到达某一高度时停下．在上述过程中，关于座椅中的人所处的状态，下列判断正确的是( ) A．座椅在整个上升的过程中人都处于超重状态B．座椅在减速上升的过程中人处于超重状态C．座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态D．座椅在减速下降的过程中人处于超重状态解析：选D.座椅在加速上升的过程中人都处于超重状态，在减速上升的过程中人的加速度的方向向下，处于失重状态，故A、B错误；在减速下降的过程中人所受重力小于座位对人向上的支持力，所以加速度向上，人处于超重状态，故C错误，D正确．3．质量为60 kg的人在电梯里站在体重计上与电梯一起匀加速上升，电梯的加速度为5 m/s2，则体重计的读数应为(g＝10 m/s2)( )A．60 kg B．90 kgC ．65 kgD ．30 kg解析：选B.当电梯静止时体重计示数为mg ，所以此时体重计读数为：F 1＝60×10 N ＝600 N.当电梯以5 m/s 2的加速度向上做匀加速运动时，对人根据牛顿第二定律，得：F 2－mg ＝ma ，得：F 2＝m (g ＋a )＝60×(5＋10) N ＝900 N ．由牛顿第三定律得知，人对体重计的压力大小为F ′2＝F 2＝900 N ．则显示人的质量为：m ＝90010 kg ＝90 kg. 4．一质量为m ＝40 kg 的小孩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0～6 s 内体重示数F 的变化如图所示．取重力加速度g ＝10 m/s 2，求：在这段时间内电梯上升的高度是多少．解析：在0～2 s 内，电梯做匀加速运动，根据牛顿第二定律得： a 1＝F －mg m ＝600－40×1040 m/s 2＝5 m/s 2，电梯上升的高度 h 1＝12a 1t 21＝12×5×22 m ＝10 m ；2 s 末速度为v ＝a 1t 1＝5×2 m/s ＝10 m/s ；中间t 2＝3 s 时间内，电梯做匀速运动，电梯上升的高度 h 2＝vt 2＝10×3 m＝30 m ；最后1 s 内做匀减速运动，加速度大小 a 2＝mg －F 2m ＝40×10－32040m/s 2＝2 m/s 2，在这段时间内电梯上升的高度h 3＝vt 3－12a 2t 23＝⎝ ⎛⎭⎪⎫10×1－12×2×12 m ＝9 m ；则电梯上升的总高度h ＝h 1＋h 2＋h 3＝49 m.答案：49 m传送带模型【核心深化】1．水平传送带(匀速运动)情景 结果 物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送带的速度该物体一直做匀加速直线运动 物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带相同物体先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动2.倾斜传送带 (1)一个关键点：对于倾斜传送带，分析物体受到的最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键．(2)两种情况①如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力，传送带只能下传物体，两者共速前的加速度大于共速后的加速度，方向沿传送带向下．②如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力，不论上传还是下传物体，物体都是先做匀加速直线运动，共速后做匀速直线运动．关键能力1 水平传送带问题如图所示，传送带保持以1 m/s 的速度顺时针转动．现将一质量m ＝0.5 kg 的物体从离传送带很近的a 点轻轻地放上去，设物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.1，a 、b 间的距离L ＝2.5 m ，则物体从a 点运动到b 点所经历的时间为多少？(g 取10 m/s 2)[思路点拨] (1)物体的速度小于1 m/s 时，所受摩擦力的方向水平向右，物体做匀加速直线运动．(2)物体速度等于1 m/s 后，物体不再受摩擦力．物体做匀速直线运动．(3)判断物体速度能否达到1 m/s.[解析] 对物体，根据题意容易得：a ＝μmg m＝μg ＝1 m/s 2，当速度达到1 m/s 时，所用的时间t 1＝v －v 0a ＝1－01 s ＝1 s ，通过的位移x 1＝v 2－v 202a＝0.5 m ＜2.5 m ．在剩余位移x 2＝L －x 1＝2.5 m －0.5 m ＝2 m 中，因为物体与传送带间无摩擦力，所以物体以1 m/s 的速度随传送带做匀速运动，所用时间t 2＝x 2v＝2 s ．因此共需时间t ＝t 1＋t 2＝3 s.[答案] 3 s关键能力2 倾斜传送带问题某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A、B的距离L＝10 m，传送带以v＝5 m/s的恒定速度匀速向上运动．在传送带底端A轻放上一质量m＝5 kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝32.求货物从A端运送到B端所需的时间．(g取10 m/s2)[思路点拨] (1)货物放到传送带后，受到滑动摩擦力大小为μmg cos 30°，方向为沿斜面向上．受到的合力为μmg cos 30°－mg sin 30°，加速度为μg cos 30°－g sin 30°.(2)若物体能加速到5 m/s，之后做匀速直线运动．该过程受到摩擦力为零．若物体不能加速到5 m/s，物体沿传送带一直做匀加速直线运动．[解析] 以货物为研究对象，由牛顿第二定律得μmg cos 30°－mg sin 30°＝ma，解得a＝2.5 m/s2货物匀加速运动时间t1＝va＝2 s货物匀加速运动位移x1＝12at21＝5 m然后货物做匀速运动，运动位移x2＝L－x1＝5 m匀速运动时间t2＝x2v＝1 s货物从A到B所需的时间t＝t1＋t2＝3 s.[答案] 3 s在解决传送带问题中的注意点在确定研究对象并进行受力分析之后，首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点，给运动分段．传送带传送的物体所受摩擦力，不论是其大小的突变，还是其方向的突变，都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻．物体在传送带上运动时的极值问题，不论是极大值，还是极小值，也都发生在物体速度与传送带速度相等的时刻．v 物与v 传相同的时刻是运动分段的关键点，也是解题的突破口．【达标练习】1．如图所示，长为L ＝4 m 的水平传送带以v 0＝2 m/s 的速度逆时针转动，一个质量为m ＝1 kg 的小木块以一定的初速度从传送带左侧水平向右滑上传送带．已知小木块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g 取10 m/s 2，不计传送带转动轮大小．(1)若小木块初速度v 1＝5 m/s ，求小木块经多长时间离开传送带； (2)若小木块初速度v 2＝3 m/s ，求小木块离开传送带时的速度．解析：(1)小木块在传送带上相对传送带运动的加速度为a ，由牛顿第二定律得：μmg ＝ma ，解得：a ＝2 m/s 2；设经时间t 小木块离开传送带，则：L ＝v 1t －12at 2，解得：t 1＝1 s 或t 2＝4 s(舍去)． (2)设小木块减速至零的位移为x ，由位移速度的关系式得：x ＝v 222a ＝2.25 m＜4 m ，小木块会反向加速，由运动对称性知，加速至与传送带共速时，向左运动的距离为x 1，则x 1＝v 202a ＝1 m ＜2.25 m ；所以小木块以2 m/s 的速度匀速运动到从传送带左端离开．答案：(1)1 s (2)2 m/s2．某企业的生产车间在楼上，为了将工件方便快捷地运送到地面，专门安装了传送带设备，如图所示．已知传送带与水平面的夹角θ＝37°，正常的运行速度是v ＝10 m/s.现在传送带的A 端轻轻放上一个小物体(可视为质点)，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，A 、B 间距离s ＝16 m ．试分析计算：(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2)(1)如果传送带停止运行，小物体从A 端运动到B 端的时间；(2)如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A 端运动到B 端的时间；(3)如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A 端运动到B 端的时间．解析：(1)(2)对放在传送带上的小物体进行受力分析：小物体沿传送带向下滑动时，无论传送带是静止还是沿顺时针方向正常转动，小物体的受力情况完全一样，都是在垂直传送带的方向受力平衡，受到沿传送带向上的滑动摩擦力；如图甲所示，根据牛顿第二定律，小物体沿传送带下滑的加速度为：a 1＝mg sin θ－μmg cos θm ＝g (sin θ－μcos θ)＝10×(0.6－0.5×0.8)m/s 2＝2m/s 2，小物体从A 端运动到B 端做初速度为零的匀加速直线运动，设需要的时间为t ，则s ＝12a 1t 2，t ＝2sa 1＝2×162s ＝4 s.(3)当传送带沿逆时针方向正常转动时，开始时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向下，小物体下滑的加速度a 2＝g (sin θ＋μcos θ)＝10 m/s 2，小物体加速到与传送带运行速度相同是需要的时间为t 1＝v a 2＝1010s ＝1 s ，在这段时间内，小物体沿传送带下滑的距离为s 1＝12at 2＝12×10×1 m ＝5 m ；由于μ＜tan θ，此后，小物体沿传送带继续加速下滑时，它相对于传送带的运动的方向向下，因此传送带对小物体的摩擦力方向改为沿传送带向上，如图乙所示，其加速度变为a 1＝g (sin θ－μcos θ)＝10×(0.6－0.5×0.8)m/s 2＝2 m/s 2，小物体从该位置起运动到B 端的位移为s －s 1＝16 m －5 m ＝11 m ，小物体做初速度为v ＝10 m/s 、加速度为a 1的匀加速直线运动，由s －s 1＝vt 2＋12a 1t 22，代入数据，解得t2＝1 s(t2＝－11 s舍去)；所以，小物体从A端运动到B端的时间为t＝t1＋t2＝2 s.答案：(1)4 s (2)4 s (3)2 s1．下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是( )A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态解析：选B.电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故A错误；电梯正在加速下降，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故B正确；举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于平衡状态，故C错误；列车在水平轨道上加速行驶，车上的人的加速度方向为水平方向，故人不超重也不失重，故D错误．2．如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F－t图象能反映体重计示数随时间变化的是( )解析：选C.对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故A、B、D错误，C正确．3．(多选)如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )A．物体一直受到摩擦力作用，大小为μmgB．物体最终的速度为v1C．开始阶段物体做匀加速直线运动D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右解析：选BC.当把物体无初速度地轻放在传送带的左端时，物体相对传送带向左运动，故物体所受到的滑动摩擦力大小为F f＝μmg，方向水平向右；所以物体将向右做匀加速运动，由于传送带足够长，物体将加速到v1，之后与传送带保持相对静止，不再受到摩擦力的作用，故选项A、D错，B、C对．4.如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，将一小物块轻轻地放在正在以速度v＝10 m/s匀速逆时针转动的传送带的上端，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小)，传送带两皮带轮轴心间的距离为L＝29 m，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)将物块从顶部传送到传送带底部所需的时间；(2)若物块与传送带之间的动摩擦因数为μ′＝0.8，物块从顶部传送到传送带底部所需的时间．解析：(1)物块放到传送带上后，沿斜面向下做加速直线运动，开始时物块相对于传动带向后运动，受到的摩擦力沿斜面向下(物块受力如图甲所示)，则a1＝g sin θ＋μg cos θ＝10m/s2当物块加速到与传送带同速时，所用时间为：t1＝va1＝1 s，运动的位移为x1＝v22a1＝1022×10m＝5 m，物块加速到与传送带同速后，由于mg sin θ＞μmg cos θ，所以物块相对于传送带向下运动，摩擦力变为沿斜面向上(物块的受力情况如图乙所示)，所以此时的加速度为a2＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s2由x2＝L－x1＝vt2＋12a2t22解得t2＝2 s因此所需的时间为t＝t1＋t2＝3 s.(2)若μ′＝0.8 ，开始时(即物块与传送带同速前)物块的加速度为a′＝g(sin θ＋μ′cos θ)＝10×(0.6＋0.8×0.8)m/s2＝12.4 m/s2物体加速到与传送带同速时所用的时间t′1＝va′＝1012.4s≈0.81 s位移x′1＝v22a′≈4.03 m由于mg sin θ＜μ′mg cos θ，故物块与传送带同速后将与传送带一起做匀速运动，则t′2＝L－x′1v≈2.50 s，因此所需的时间为：t′＝t′1＋t′2＝3.31 s.答案：(1)3 s (2)3.31 s一、单项选择题1．下列关于超重和失重的说法中，正确的是( )A．物体处于超重状态时，其重力增加了B．物体处于完全失重状态时，其重力为零C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比处于静止时增加或减小了D．物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化解析：选D.超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力，物体的重力并没有增加，故A错误；物体处于完全失重时，重力全部用来提供加速度，对支持它的支持面压力为零，重力并没有消失，故B错误；惯性的大小与物体的运动状态无关，物体处于超重或失重状态时，其惯性与处于静止时相等，故C 错误；物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化，故D正确．2． 2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动．下列说法正确的是( )A．探测器在加速过程中惯性变大B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力解析：选B.惯性的大小只与质量有关，与运动状态无关，所以不论加速还是减速惯性大小一样，故A错误；发射升空过程中，先做加速运动后做减速运动：向上加速过程加速度向上，则为超重，向上减速加速度向下，为失重，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律火箭对探测器作用力等于探测器对火箭的作用力，故D错误．3.如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是( )A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力C．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态D．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力解析：选D.火箭加速上升时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，A 错误；火箭上升的加速度逐渐减小时，由于加速度方向向上，宇航员仍处于超重状态，对座椅的压力大于其重力，B错误；飞船加速下落时，加速度方向向下，处于失重状态，宇航员对座椅的压力小于其重力，C错误；飞船在落地前减速，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，D正确．4．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图所示，则电梯运行的v－t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )。
高中物理超重和失重教案
高中物理超重和失重教案教学目标：1. 理解超重和失重的概念；2. 掌握超重和失重的几种情况和原因；3. 理解超重和失重对物体的影响。
教学重点：1. 超重和失重的定义；2. 超重和失重的不同情况；3. 超重和失重的原因。
教学难点：1. 理解超重和失重的物理原理；2. 区分超重和失重的不同情况。
教学过程：一、导入（5分钟）教师通过展示图片或视频引导学生思考：如果把物体放在地球上会有什么现象？如果放在太空中会有什么现象？二、讲解超重和失重的概念（10分钟）1. 超重的定义：物体受到的重力大于重力加速度；2. 失重的定义：物体受到的重力小于重力加速度。
三、探究超重和失重的情况和原因（15分钟）1. 地面受力情况：已知地球重力加速度为9.8m/s²，某物体在地球上受力为10N，求超重或失重情况；2. 空间受力情况：已知宇宙中重力加速度为0，某物体在太空中受力为5N，求超重或失重情况；3. 探究超重和失重的原因。
四、讨论超重和失重对物体的影响（10分钟）1. 超重对人体有什么影响？2. 失重对空间飞行员有什么影响？五、总结与拓展（5分钟）教师对本课内容进行总结，并引导学生思考：超重和失重在日常生活中有哪些应用和意义？教学反馈：教师可以通过课堂小测验或讨论来检查学生对超重和失重的理解程度，并及时对学生的问题进行解答和指导。
拓展延伸：1. 给学生留作业，让他们通过查阅资料了解更多关于超重和失重的知识；2. 组织学生进行实验，观察不同环境下物体的超重和失重情况；3. 探究宇宙飞船中航天员的超重和失重问题。
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3.6 超重和失重
学习目标
1．了解超重和失重现象
2．运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。
3．培养学生分析和解决问题的能力。
学习目标完成过程
一例题导入
在升降机的地板上有一台台秤，台秤上面站了一个人，人的质量是50 kg，
（1）如果升降机是静止的台秤对人的支持力是多大？台秤的读数是多少？
（2）如果升降机以0.5 m/s2的加速度匀加速上升，台秤对人的支持力是多大？台秤的读数是多少？
（3）如果升降机以0.5 m/s2的加速度匀减速下降，台秤对人的支持力是多大？台秤的读数是多少？
（4）如果升降机以0.5 m/s2的加速度匀加速下降，台秤对人的支持力是多大？台秤的读数是多少？
（5）如果升降机以0.5m/s2的加速度匀减速上升，台秤对人的支持力是多大？台秤的读数是多少？
（6）如果升降机以g的加速度匀加速下降，台秤对人的支持力是多大？台秤的读数是多少？
二提升总结
____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ 三．课堂测试
1．在完全失重的状态下，下列物理仪器还能使用的是：( )
A．天平 B．水银气压计 C．电流表D．秒表
2.下列现象中，哪些物体属于超重状态（）
A．物体处于加速上升的状态 B．物体处于加速下降的状态
C．物体处于减速上升的状态 D．物体处于减速下降的状态
3.下面关于超重与失重的判断正确的是（）
A．物体做变速运动时，必处于超重或失重状态 B．物体向下运动，必处于失重状态
C．做竖直上抛运动的物体，处于完全失重状态 D．物体斜向上做匀减速运动，处于失重状态
4.四位同学对超重、失重现象作了如下总结，其中不正确的是（）
A．超重就是物体重力增加了，失重就是物体重力减小了
B．物体加速向上运动属于超重，物体加速向下运动属于失重
C．不论超重、失重、还是完全失重，物体所受重力不变
D．超重就是物体对竖直悬挂物的拉力(或对水平支持物的压力)大于重力的现象，失重则是小于重力的现象5.某同学放学回家时，需乘坐电梯从l楼到20楼，若已知电梯在运行过程中分加速、匀速和减速三个阶段，关于这三个运行阶段下列说法正确的是（）
A．加速阶段，人处于超重状态 B．减速阶段，由于仍向上运动，故仍处于超重状态
C．匀速阶段，既不超重，也不失重 D．不论处于哪个阶段均处于超重
6.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点
是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，人在
从P点落下到最低点c的过程中（）
A．人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态
B．在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C．在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D．在c点，人的速度为零，其加速度为零
7．一个人站在体重计的测盘上，在人蹲下的过程中，指针示数变化应是（）
A．先减小，后还原 B．先增加，后还原 C．始终不变 D．先减小，后增加，再还原
8．如图1所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气
阻力)，则：( )
A ．A 的加速度小于g
B ．B 的加速度大于g
C ．A 、B 的加速度均为g
D ．A 、B 间的弹力为零
9．如图2所示，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，假设容器在下述运动过程中始终保持竖直，且忽略空气阻力，则：( ) A ．容器自由下落时，小孔向下漏水
B ．将容器竖直抛出，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
C ．将容器水平抛出，容器在运动过程中小孔向下漏水
D ．将容器斜向上抛出，容器在运动过程中小孔不会向下漏水
10.质量为m 的物体用弹簧秤悬在升降机的顶棚上，在下列哪种情况下，弹簧秤读数最小： A ．升降机匀速上升； B ．升降机匀加速上升，且a ＝
g 2
1
C ．升降机匀减速上升，且a ＝g
21
D ．升降机匀加速下降，且a ＝g
31
11.如图所示，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)
13.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)
14.一质量为40m kg =的小孩站在电梯内的体重计上。
电梯从0t =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2
10g m s =
100
320
400440
1
2
345
6s
t N
F。