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1、牛顿第二定律的应用超重失重问题学案超重和失重（1）超重和失重的定义超重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_物体所受重力的现象失重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_物体所受重力的现象完全失重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_物体所受重力的现象（2）发生超重或失重现象的条件发生超重现象的条件：具有向_的加速度如物体向上做_运动或向下做_运动发生失重现象的条件：具有向_的加速度如物体向上做_运动或向下做_运动【典型例题】例1.电梯内有一弹簧秤挂着一个重5N的物体。当电梯运动时，看到弹簧秤的读数为6N，则可能是（）A.电梯加速向上运动B.电梯减速向上运动C.电梯加速向下运动D.电梯减速
2、向下运动例2.在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，站在磅秤上，则此人称得自己的“重量”为（）A.maB.m(a+g)C.m(ga)D.mg例3.如图所示，一根细线一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木球浸没在水中，整个装置在台秤上，现将细线割断，在木球上浮的过程中（不计水的阻力），则台秤上的示数（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定例1.AD析：由于物体超重，故物体具有向上的加速度。mga例2.解析：首先应清楚，磅秤称得的“重量”实际上是人对磅秤的压力，也即磅秤对人的支持力FN。取人为研究对象，做力图如图所示，依牛顿第二定律有：FN人FNmgmaFNm（g+a）即磅秤此时称
3、得的人的“重量”大于人的实际重力，人处于超重状态，故选B。例3.解析：系统中球加速上升，相应体积的水加速下降，因为相应体积水的质量大于球的质量，整体效果相当于失重，所以台秤示数减小。故选B。针对训练：1. (单选)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物体处于超重或者失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了D物体处于超重或者失重状态时，其质量和受到的重力都没有发生变化2(单选)某同学站在体重计上，在他迅速下蹲的过程中体重计示数将()A始终变小 B始终变大C先变大，后变小，最后等于他的重力 D先变小，后变大，最
4、后等于他的重力3、（2012山东卷）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，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4、（2012广东卷）图4是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B是，下列表述正确的有A.N小于滑块重力B.N大于滑块重力C.N越大表明h越大D.N越大表明h越小5、(双选)(广东六校 2011 届高三联考)如
5、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大了，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下D乘客一定处在超重状态6、（2012北京高考卷） 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米电梯的简化模型如图1所示考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的，已知电梯在t=0时由静止开始上升，at图像如图2所示电梯总质量m=2.0103kg忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；（2）类比是一种常用的研究方法
6、对于直线运动，教科书中讲解了由t图像求位移的方法请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示at图像，求电梯在第1s内的速度改变量1和第2s末的速率2；（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P；再求在011s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W图1电梯拉力a/ms-1 1.0 0 -1.0 1 2 10 11 30 31 30 41 图2t/s 32 答案：1、D 2、D 3、AC答案：4、BC 5、BD6、（1）由牛顿第二定律，有 F-mg= ma 由at图像可知，F1和F2对应的加速度分别是a1=1.0m/s2，a2=-1.0m/s2 F1= m(g+a1)=2.0103(10+1.0)N=2.2104N F2= m(g+a2)=2.0103(10-1.0)N=1.8104N （2）类比可得，所求速度变化量等于第1s内at图线下的面积 1=0.50m/s 同理可得， 2=2-0=1.5m/s 0=0，第2s末的速率 2=1.5m/s（3）由at图像可知，11s30s内速率最大，其值等于011s内at图线下的面积，有 m=10m/s 此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg，所求功率 P=Fm=mgm=2.01031010W=2.0105W 由动能定理，总功
