2019-2020年滬科版必修一5.4《超重和失重》WORD教案02.doc

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2019-2020年滬科版必修一5.4《超重和失重》WORD教案02 [懸礎問題分類解析] 什么是超重和失重 【例1】 某人站在一臺稱上，當他猛地下蹲的過程中，臺秤讀數(shù)(不考慮臺秤的慣 性) ( )． A．先變大后變小，最后等于他的重力 B．變大，最后等于他的重力 C．先變小后變大，最后等于他的重力 D．變小，最后等于他的重力 解析：人在臺秤上猛地往下蹲的過程中，以人的重心為研究對象，先往下做加速運動， 后往下做減速運動直至速度減為零，即人的加速度方向是先向下后向上，所以先失重后超重，臺稱的示數(shù)先減小后增大，最后穩(wěn)定時等于人的重力． 答案：C 點撥：分析出物體運動過程中加速度的方向，是判定超重、失重現(xiàn)象的依據(jù)，此題易忽 視減速過程而出錯. 【例2】 我國于2003年10月15日成功發(fā)射了“神舟”五號載人飛船，并環(huán)繞地球14 周后于次日成功返回．當它繞地球飛行時，在艙內(nèi)不能完成的實驗是 ( )． A．用刻度尺測量物體的長度 B．用彈簧測力計測量物體重力 C．用天平測物體的質(zhì)量 D．用水銀氣壓計測艙內(nèi)大氣壓 解析：飛船繞地球飛行時，飛船以及艙內(nèi)的物體都處于完全失重狀態(tài)，所以用彈簧測力 計不能測重力；天平的原理是等臂杠桿，不能在艙中測質(zhì)量；水銀氣壓計也不能測艙內(nèi)的氣壓：但可以用刻度尺測量長度，所以應選B、C、D項． 答案：BCD 點撥：飛船繞地球飛行時，飛船以及艙內(nèi)的物體都處于完全失重狀 態(tài)，因此只要是利用物體的重力來做的實驗和測量工具都不能完成和應用. 【例3】 “蹦極”是一項非常有刺激性的體育活動，某人系彈性 繩自高空P點自由下落，如圖5-4-2所示，a點是彈性繩的原長位置，b 點是人靜止時懸吊著的平衡位置，c點是人所到達的最低點，普通人超 重達到重力3倍時，便會感到呼吸困難．不計空氣阻力，已知彈性繩的 勁度系數(shù)k=600 N／m(彈性繩的彈力F與其形變量x的關(guān)系遵從胡克定律F=kx)，設人重為 600 N，人從P點下落到最低點c的過程中： (1)分析人在運動過程中的超重、失重情況； (2)ac的最大長度不得超過多少? 解答：(1)判斷人處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，只要看人的加速度方向(圖5-4-2)：在Pa 段人做自由落體運動，加速度是重力加速度g，人處于完全失重狀態(tài)，從a到b過程中，人所受的重力總大于彈性繩的彈力，合力方向向下，加速度方向向下，但小于g，人處于失重狀態(tài)，在b點，人所受重力大小等于彈性繩彈力，加速度為零，從b到c，人所受重力小于彈力，合力方向向上，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)． (2)當彈性繩伸長至c點，伸長量為x，物體處于最大超重狀態(tài)，由題意得彈力不得超過 3倍的重力，即kx=3mg，故ac的最大長度為： 點撥：判斷超重和失重狀態(tài)，確定加速度方向是關(guān)鍵. 【例4】 某人在一以2.5 m／s2的加速度勻加速下降的電梯里最多能舉起80 kg的物體， 那么此人在地面上最多能舉起多少千克的物體?若此人在一豎直運動的電梯里最多能舉起40 kg的物體，則此電梯運動的加速度是多少?(g取10 m／s2，提示：人在任何情況下最大的舉力是一定的) 解析：以被舉起的m1=80 kg的物體為研究對象，有m1g-F=m1a1． 則人的最大舉力F=m1g-m1a1=80(10-2．5)N=600 N． 在地面上被舉物體的重量 若此人只能舉起m3=40 kg的物體，則有F-m3g=m3a2． 得電梯運動的加速度，方向豎直向上． 即若最多能舉起40 kg的物體，則此電梯加速度大小為5 m／s2，方向豎直向上． 答案：60 kg 5 m／s2，方向豎直向上 點撥：對于超重與失重問題，關(guān)鍵是根據(jù)牛頓第二定律求出其加速度. 高考題型參考 【例5】 (xx海南)游樂園中，游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 ( )． 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) 解析：當升降機加速上升或減速下降時，其加速度方向豎直向上，游客處于超重狀態(tài)； 當升降機加速下降或減速上升時，其加速度方向豎直向下，游客處于失重狀態(tài).故選B、C． 答案：BC 點撥：當物體有豎直向上的加速度時．其所受合外力方向向上，物體處于超重狀態(tài)；當 物體有豎直向下的加速度時，其所受合外力方向向下，物體處于失重狀態(tài). 【例6】(xx全國Ⅰ)一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為，g 為重力加速度．人對電梯底部的壓力為 ( )． A．mg B．2mg C．mg D.mg 解析：此人處于超重狀態(tài)，分析此人受力，由牛頓第二定律N-mg=ma，N=m(g+n)=mg， 再根據(jù)牛頓第三定律，人對底部壓力的大小為mg． 答案：D 點撥：當物體加速度方向向上時，物體處于超重狀態(tài)，且物體所受合外力方向向上；當 物體加速度方向向下時，物體處于失重狀態(tài)，且物體所受合外力方向向下.