4、
二、注意
1． 超重和失重的實質：物體超重和失重并不是物體的實際重力變大或變小，物體所受重力G=mg始終存在，且大小方向不隨運動狀態(tài)變化。只是因為由于物體在豎直方向有加速度，從而使物體的視重變大變小。
2． 物體由于處于地球上不同地理位置而使重力G值略有不同的現(xiàn)象不屬于超重和失重現(xiàn)象。
3． 判斷超重和失重現(xiàn)象的關鍵，是分析物體的加速度。要靈活運用整體法和隔離法，根據(jù)牛頓運動定律解決超重、失重的實際問題。
問題：1、手提彈簧秤突然上升一段距離的過程中，有無超重和失重現(xiàn)象
2．人突然站立、下蹲的過程中有無、失重現(xiàn)象?
3．已調平衡的天平，在豎直方向變速運動的電
5、梯中平衡會否被破壞?
4．容器中裝有水，在水中有一只木球，用一根橡皮筋將木球系在容器底部。在失重的條件下，木球將要上浮一些還是要下沉一些?
5．兩個木塊疊放在一起，豎直向上拋出以后的飛行過程中， 若不計空氣阻力，它們之間是否存在相互作用的彈力?為什么?
6．在超重、失重和完全失重的情況下，天平、桿秤、彈簧秤、水銀氣壓計、水銀溫度計能否正常工作?
7．完全失重時，能否用彈簧秤測量力的大小?
圖3-4-1
【例一】輕質彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小物塊，電梯中有質量50kg的乘客，如圖3-4-1所示，在電梯運行時乘客發(fā)現(xiàn)輕質彈簧
6、的伸長量是電梯靜止時輕質彈簧伸長量的一半，這一現(xiàn)象表明（g=10m/s2） （ ）
A．電梯此時可能正以1m/s2大小的加速度加速上升，也可能是以1m/s2大小的加速度減速下降
B．電梯此時不可能以1m/s2大小的加速度減速上升，只能是以5m/s2大小的加速度加速下降
C．電梯此時正以5m/s2大小的加速度加速上升，也可能是以5m/s2大小的加速度減速下降
D．無論電梯此時是上升還是下降，也不論電梯是加速還是減速，乘客對電梯地板的壓力大小一定是250N
【解析】乘客發(fā)現(xiàn)輕質彈簧的伸長量是電梯靜止時輕質彈簧伸長量的一半，說明此時彈簧的拉力為物塊重力的一半，系統(tǒng)處于失重狀態(tài)，
7、有向下的加速度a，由牛頓第二定律得：mg-F=ma，解得a=5m/s2，電梯此時可能以5m/s2大小的加速度加速下降，也可能是以5m/s2大小的加速度減速上升，故A、B、C錯；對乘客而言，由牛頓第二定律：mg-FN=ma，則F= mg-ma=250N，故D選項正確.
【答案】D
【點撥】超重和失重現(xiàn)象只是一種表面現(xiàn)象，它是指支持物對物體的支持力（或懸掛物對物體的拉力）大于或小于物體的重力，并非物體的所受的重力增大或減小，其實質是物體具有向上或向下的加速度，因此，先根據(jù)題目所給的表面現(xiàn)象得出物體的加速度，再用牛頓第二定律求解即可.
圖3-4-2
l 拓展
如圖3-4-2所示，小球的
8、密度小于杯中水的密度，彈簧兩端分別固定在杯底和小球上．靜止時彈簧伸長△x．若全套裝置自由下落，則在下落過程中彈簧的伸長量將 （ ）
A.仍為△x
B.大于△x
C.小于△x，大于零
D.等于零
【解析】當全套裝置自由下落時，系統(tǒng)處于完全失重狀態(tài)，彈簧與連接物之間無相互作用力，即彈簧恢復到原長，故D選項正確.
【答案】D
課堂訓練：
1．升降機中站著一個人，在升降機減速上升過程中，以下說法正確的是( BD )
A．人對地板壓力將增大。 B．地板對人的支持力將減小。
C．人所受的重力將會減小。 D．人所受的重力保持不變。
9、
2．豎直向上射出的子彈，到達最高點后又豎直落下，如果子彈所受的空氣阻力與子彈的速率大小成正比，則( AB )
A．子彈剛射出時的加速度值最大。 B．子彈在最高點時的加速度值最大。
C．子彈落地時的加速度值最小。 D．子彈在最高點時的加速度值最小。
3.如圖3-4-10所示，某同學找了一個用過的“易拉罐”在靠近底部的側面打了一個洞，用手指按住洞，向罐中裝滿水，然后將易拉罐豎直向上拋出，空氣阻力不計，則下列說法正確的是 （D）
圖3-4-10
A．易拉罐上升的過程中，洞中射出的水的速度越來越快
B．易拉罐下降的過程中，洞中射出
10、的水的速度越來越快
C．易拉罐上升、下降的過程中，洞中射出的水的速度都不變
D．易拉罐上升、下降的過程中，水不會從洞中射出
【解析】不論上升還是下降，易拉罐均處于完全失重狀態(tài)，水都不會從洞中射出，故A、B、C都錯；D選項正確.
【答案】D
課后作業(yè)：
1．下列關于超重和失重的說法中，正確的是 (D)
A．物體處于超重狀態(tài)時，其重力增加了
B．物體處于完全失重狀態(tài)時，其重力為零
C．物體處于超重或失重狀態(tài)時，其慣性比物體處于靜止狀態(tài)時增加或減小了
D．物體處于超重或失重狀態(tài)時，其質量及受到的重力都沒有變化
A
圖3-4-12
2.原來做勻速直線運動的升降機內，有一被伸長
11、的彈簧拉住的．具有一定質量的物體A靜止在地板上，如圖3-4-12所示.現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方，由此可判斷，此時升降機的運動可能是 ( BC )
A．加速上升
B．減速上升
C．加速下降
D．減速下降
3.一質量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為g/3，g為重力加速度.人對電梯底部的壓力為 (D)
A．mg/3 B．2 mg
C．mg D．4mg/3
4.xx年海南，10游樂園中，乘客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重或失重的感覺，下列描述正確的是
12、 （BC）
A．當升降機加速上升時，游客是處在失重狀態(tài)
B．當升降機減速下降時，游客是處在超重狀態(tài)
C．當升降機減速上升時，游客是處在失重狀態(tài)
D．當升降機加速下降時，游客是處在超重狀態(tài)
【考點】牛頓第二定律的應用、超重與失重
【解析】超重與失重并不是物體的重力發(fā)生了變化，而是物體對支持物的壓力比重力大或者比重力小的現(xiàn)象.加速度豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)，加速度豎直向下時，物體處于失重狀態(tài)，由此可知，B、C選項正確.
【答案】BC
【點撥】發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的運動方向、速度大小無關，只取決于加速度的方向
13、，引起超重或失重的有效加速度是實際加速度在豎直方向上的分量.
閱讀材料：人體生理的微重效應
人體在漫長的進化過程中，已經(jīng)適應了周圍的物理環(huán)境，例如地球表面的溫度、電磁場、重力場等。地球表面的重力場強度大約在9．8m／s2左右，作用于所有物體上，使它們受到指向地心的作用力。人體中的每一器官、組織，細胞以及生物分子都是在這樣的重力場中得以演化并賴以生存的。一旦失去了正常的重力場，生物體的器官和組織就將失去平衡，導致一系列的生理變化，甚至危及生命。超重和失重就是兩種偏離正常重力場的典型狀態(tài)。所謂微重力環(huán)境就是重力強度大大減少，十分微弱，其大小大約只有地球表面重力場強度的百萬分之一。宇航員乘坐宇宙
14、飛船在太空中飛行就是在這樣的微重環(huán)境下生活和工作的。
在太空中，宇航員可以毫不費力地漂浮在飛船中，他們用自己的內力去建立運動。在微重的空間里，方向性已經(jīng)無意義了，因為只有在地球上由于重力才有“上” “下”的方向概念。在地面上的人們是靠內耳的敏感器官傳遞信息給大腦，以保持身體的平衡。在太空的微重狀態(tài)下，與重力有關的振動發(fā)生了變化，把神經(jīng)系統(tǒng)搞亂了，結果內耳的傳感系統(tǒng)向大腦傳遞了模糊不清的信息，身體難以平衡。這種感覺在地球上也能體會到。例如，在海上旅行時，船體在波濤中起伏搖晃，不適應者感到頭昏目眩。這就是身體失去平衡產(chǎn)生的感覺，有時稱作“運動病”。為了使宇航員適應微重狀態(tài)，可讓他們在實驗室內作訓練。宇航員們坐在旋轉的椅子上或者旋轉的機艙內，以不同的速度旋轉，宇航員們就可感受到不同的重力條件，以體驗他們將要去的太空和星球的重力環(huán)境。
2022年高中物理 第四章4.7用牛頓定律解決問題（二）教學案 新人教版必修1
