《2018版高中物理 第6章 力與運(yùn)動(dòng) 第4節(jié) 超重與失重課件 魯科版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018版高中物理 第6章 力與運(yùn)動(dòng) 第4節(jié) 超重與失重課件 魯科版必修1.ppt（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第4節(jié)超重與失重,教師備課參考,|核心素養(yǎng)養(yǎng)成目標(biāo)|,物理觀念 1.認(rèn)識(shí)超重、失重現(xiàn)象,知道產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的原因,理解超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì). 2.學(xué)會(huì)用超重、失重的觀點(diǎn)解決相關(guān)問(wèn)題. 科學(xué)思維與科學(xué)探究 1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件. 2.從牛頓第二定律應(yīng)用的角度理解超重和失重的動(dòng)力學(xué)特征. 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 通過(guò)超重與失重的學(xué)習(xí),體會(huì)物理規(guī)律與生活的聯(lián)系.,|教學(xué)重難點(diǎn)|,教學(xué)重點(diǎn) 超重、失重現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件. 教學(xué)難點(diǎn) 掌握分析、解決超重和失重問(wèn)題的方法.,感悟解題規(guī)律,探尋基本知識(shí),測(cè)評(píng)學(xué)習(xí)效果,探尋基本知識(shí)樹(shù)立物理觀念,知識(shí)點(diǎn)一,超重現(xiàn)象,【情境導(dǎo)學(xué)】 一個(gè)質(zhì)量

2、為m=70 kg的人站在電梯中的測(cè)力計(jì)上, (1)當(dāng)電梯靜止時(shí),測(cè)力計(jì)讀數(shù)為多少? (2)當(dāng)電梯以a=g的加速度向下做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),測(cè)力計(jì)上的讀數(shù)為多少? 答案:(1)當(dāng)電梯靜止時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為mg,所以此時(shí)測(cè)力計(jì)讀數(shù)為F1=700 N. (2)當(dāng)電梯以a=g的加速度勻減速下降時(shí),對(duì)人根據(jù)牛頓第二定律得F2-mg=ma 得F2=m(g+a)=70(10+10)N=1 400 N. 由牛頓第三定律得知,人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力大小為 F2=F2=1 400 N. 故此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為1 400 N.,(3)當(dāng)電梯以a=g的加速度向上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),測(cè)力計(jì)上的讀數(shù)為多少? (4)在第(2),(3)兩問(wèn)中加速度方

3、向有什么異同?(g=10 m/s2) 答案:(3)當(dāng)電梯以a=g的加速度向上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)人根據(jù)牛頓第二定律,得 F3-mg=ma 得F3=m(g+a)=70(10+10)N=1 400 N. 由牛頓第三定律得知,人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力大小為 F2=F2=1 400 N. 故此時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為1 400 N. (4)加速度方向都豎直向上.,【知識(shí)梳理】 1.定義:物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫? 物體所受重力的現(xiàn)象. 2.超重的條件:物體具有豎直 的加速度. 【思考判斷】 1.物體處于超重狀態(tài)時(shí),一定向上運(yùn)動(dòng).( ) 2.物體處于超重狀態(tài)時(shí),可能向下運(yùn)動(dòng).( ) 3.物體處于超重狀態(tài)時(shí),

4、是指物體的重力增大了.( ),大于,向上,,,,知識(shí)點(diǎn)二,失重現(xiàn)象,【情境導(dǎo)學(xué)】 找一個(gè)用過(guò)的易拉罐(或金屬罐頭盒、塑料瓶),在靠近底部的側(cè)面打一個(gè)孔,用手指按住孔,在里面裝上水,如圖(甲),移開(kāi)手指,會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如果讓罐子自由下落,如圖(乙),在下落過(guò)程中,上述現(xiàn)象有變化嗎?這是為什么呢? 答案:(甲)圖中,水會(huì)從小孔流出;(乙)圖中水不再流出,因?yàn)樽杂上侣溥^(guò)程中水處于完全失重狀態(tài),對(duì)易拉罐底部沒(méi)有壓力.,【知識(shí)梳理】 1.定義:物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫? 物體所受重力的現(xiàn)象. 2.失重的條件:物體具有豎直 的加速度. 3.完全失重:當(dāng)物體以加速度g加速下降時(shí),物體對(duì)支持

5、物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于 的現(xiàn)象,就是處于完全失重狀態(tài). 4.不論超重還是失重,物體本身所受的重力大小 . 【思考判斷】 1.只要物體向下運(yùn)動(dòng),就會(huì)引起失重現(xiàn)象.( ) 2.物體在完全失重的條件下,對(duì)支持它的支撐面壓力為零.( ) 3.物體完全失重時(shí),不受重力作用.( ),小于,向下,不變,,,,零,要點(diǎn)一,感悟解題規(guī)律培養(yǎng)科學(xué)思維,對(duì)超重現(xiàn)象的理解,1.實(shí)重與視重 (1)實(shí)重:物體實(shí)際所受重力.物體所受重力不會(huì)因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而變化. (2)視重:用彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤來(lái)測(cè)量物體重力時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)叫做物體的視重.當(dāng)物體與彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止或者勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),視重等于實(shí)重;

6、當(dāng)存在豎直方向的加速度時(shí),視重不再等于實(shí)重.,,2.超重現(xiàn)象 (1)超重的動(dòng)力學(xué)分析:當(dāng)物體具有豎直向上的加速度a時(shí),支持物對(duì)物體的支持力(或懸繩的拉力)為F.由牛頓第二定律可得F-mg=ma.所以F=m(g+a) mg.由牛頓第三定律知,物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)Fmg. (2)產(chǎn)生超重的原因 超重 加速度方向向上(或有向上的分量),,【典例1】某航天員的質(zhì)量為63 kg(裝備質(zhì)量不計(jì)),假設(shè)飛船以加速度8.6 m/s2豎直加速上升. (1)此時(shí)航天員對(duì)座椅的壓力多大?,,解析:(1)對(duì)航天員受力分析如圖所示. 由牛頓第二定律F=ma,得N-mg=ma, 即N=mg+ma=m(

7、g+a) =63(9.8+8.6) N=1 159.2 N, 由牛頓第三定律知,航天員對(duì)座椅的壓力和座椅對(duì)航天員的支持力互為作用力與反作用力, 則N=N=1 159.2 N.,答案:見(jiàn)解析,(2)航天員訓(xùn)練時(shí)承受的壓力可達(dá)到8G,這表示什么意思? (3)當(dāng)飛船返回地面,減速下降時(shí),航天員應(yīng)該有什么樣的感覺(jué)?,,解析:(2)表示航天員可承受大小為自身重力8倍的壓力. (3)當(dāng)飛船減速下降時(shí),飛船的加速度豎直向上,處于超重狀態(tài),航天員應(yīng)有超重的感覺(jué).,答案:見(jiàn)解析,(1)物體處于超重狀態(tài)時(shí),實(shí)重(即所受重力)并不變,只是視重變了,視重比實(shí)重增加了ma; (2)決定物體超重的因素是物體具有向上的加速

8、度,與速度無(wú)關(guān),即物體可以向上加速運(yùn)動(dòng),也可以向下減速運(yùn)動(dòng).,規(guī)律方法,超重問(wèn)題的分析,,(教師備用)例1-1:2013年6月11日,我國(guó)“神舟十號(hào)”飛船成功發(fā)射,設(shè)近地加速時(shí),飛船以5g的加速度勻加速上升,g為重力加速度,則質(zhì)量為m的科研設(shè)備對(duì)飛船底部的壓力為( )A.6mg B.5mg C.4mgD.mg,,解析:飛船加速上升時(shí),科研設(shè)備處于超重狀態(tài),則科研設(shè)備所受飛船底部的支持力為F=m(g+a)=6mg.由牛頓第三定律可知,科研設(shè)備對(duì)飛船底部的壓力大小為6mg.,A,針對(duì)訓(xùn)練1-1 (2017福建四校高一期末聯(lián)考)在升降的電梯內(nèi)的水 平地面上放一體重計(jì),電梯靜止時(shí),某同學(xué)站在體重計(jì)上,

9、體重計(jì)的示數(shù) 為60 kg,電梯運(yùn)動(dòng)時(shí),某一段時(shí)間此同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)的示數(shù)為72 kg,在 這段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法正確的是( ) A.此同學(xué)所受的重力變大了 B.此同學(xué)對(duì)體重計(jì)的壓力大于體重計(jì)對(duì)他的支持力 C.電梯的加速度大小為 g,方向一定豎直向上 D.電梯的運(yùn)動(dòng)方向一定豎直向上,,C,,,要點(diǎn)二,對(duì)失重現(xiàn)象的理解,1.失重現(xiàn)象 (1)失重的動(dòng)力學(xué)分析:以站在電梯中的體重計(jì)上的人為研究對(duì)象,當(dāng)電梯加速下降時(shí),人的受力如圖所示,則mg-N=ma,所以支持力N=mg-ma.由牛頓第三定律得人對(duì)體重計(jì)的壓力大小N=N=mg-ma,人對(duì)體重計(jì)的壓力減小了ma. (2)產(chǎn)生失重的原因 失重 加速度方向向

10、下(或有向下的分量),,2.完全失重現(xiàn)象 (1)完全失重有兩種常見(jiàn)情況:在地球表面上忽略空氣阻力自由下落的物體;在太空軌道上正常運(yùn)行的航天器中的物體. (2)完全失重對(duì)儀器的影響:在完全失重的環(huán)境中,一切由重力原理制作的儀器(如天平、密度計(jì)、水銀氣壓計(jì)、擺鐘等)均無(wú)法正常使用.但是與重力無(wú)關(guān)的儀器仍可使用,如彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力(但測(cè)重力失效)、溫度計(jì)等.,【典例2】 質(zhì)量為60 kg的人,站在升降機(jī)中的測(cè)力計(jì)上,升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)是多少?(g取10 m/s2) (1)升降機(jī)勻速上升;,,解析: 測(cè)力計(jì)的示數(shù)即人對(duì)測(cè)力計(jì)壓力的大小,因而分析人的受力情況,求出測(cè)力計(jì)對(duì)人的支持力N,

11、然后再由牛頓第三定律,即可得出測(cè)力計(jì)的示數(shù),人站在升降機(jī)中的測(cè)力計(jì)上受力情況如圖所示. (1)當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí),a=0. 由牛頓第二定律知,N-mg=0. 所以N=mg=600 N. 由牛頓第三定律,人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力,即測(cè)力計(jì)的示數(shù)為600 N.,答案:(1)600 N,(2)升降機(jī)以4 m/s2的加速度加速上升; (3)升降機(jī)以5 m/s2的加速度加速下降.,,解析:(2)當(dāng)升降機(jī)以4 m/s2的加速度加速上升時(shí),有 N-mg=ma,所以N=m(g+a)=60(10+4) N=840 N. 由牛頓第三定律,人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力,即測(cè)力計(jì)的示數(shù)為840 N.(超重 狀態(tài)) (3)當(dāng)升降機(jī)以5 m

12、/s2的加速度加速下降時(shí),此時(shí)a的方向向下,有mg-N=ma. 所以N=m(g-a)=60(10-5) N=300 N. 由牛頓第三定律,人對(duì)測(cè)力計(jì)的壓力, 即測(cè)力計(jì)的示數(shù)為300 N.(失重狀態(tài)) 答案:(2)840 N(3)300 N,規(guī)律方法 (1)處于完全失重狀態(tài)的物體,并不是所受重力消失了,重力并不變,只是物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?等于零.(2)若物體不在豎直方向運(yùn)動(dòng),但只要其加速度在豎直方向上有分量,即ay0,則當(dāng)ay的方向豎直向上時(shí),物體處于超重狀態(tài);當(dāng)ay的方向豎直向下時(shí),物體處于失重狀態(tài).,(教師備用) 例2-1: (2016唐山高一期末)(多選)“蹦極”是一項(xiàng)非

13、常刺激的體育運(yùn)動(dòng).某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落,如圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長(zhǎng)位置,c是人所到達(dá)的最低點(diǎn),b是人靜止懸吊著時(shí)的平衡位置.人從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)c的過(guò)程中( ) A.人在Pa段做自由落體運(yùn)動(dòng),處于完全失重狀態(tài) B.在ab段繩的拉力小于人的重力,人處于失重狀態(tài) C.在bc段繩的拉力小于人的重力,人處于失重狀態(tài) D.在c點(diǎn),人的速度為零,其加速度為也零,AB,,,,解析:在Pa段繩還沒(méi)有被拉長(zhǎng),人做自由落體運(yùn)動(dòng),所以處于完全失重狀態(tài),所以選項(xiàng)A正確;在ab段繩的拉力小于人的重力,人受到的合力向下,有向下的加速度,處于失重狀態(tài),所以選項(xiàng)B正確;在bc段繩的拉力大于人的重力,人受到的合力向上

14、,有向上的加速度,處于超重狀態(tài),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在c點(diǎn),繩的形變量最大,繩的拉力最大,人受到的合力向上,有向上的加速度,處于超重狀態(tài),所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,,針對(duì)訓(xùn)練2-1 (2017南充高一檢測(cè))如圖所示,質(zhì)量為m1=2 kg的物體A經(jīng)跨過(guò)定滑輪的輕繩與質(zhì)量為M=5 kg的箱子B相連,箱子底板上放一質(zhì)量為m2=1 kg的物體C,不計(jì)定滑輪的質(zhì)量和一切阻力,在箱子加速下落的過(guò)程中,取g=10 m/s2,下列說(shuō)法正確的是( ) A.物體A處于失重狀態(tài),加速度大小為10 m/s2 B.物體A處于超重狀態(tài),加速度大小為20 m/s2 C.物體C處于失重狀態(tài),對(duì)箱子的壓力大小為5 N D.輕繩對(duì)定滑輪的作

15、用力大小為80 N,C,解析:取A,B,C為整體,由牛頓第二定律得(M+m2)g-m1g=(M+m1+m2)a,則加速度為a=5 m/s2,選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;隔離C有m2g-N=m2a,即N=5 N,選項(xiàng)C正確;隔離A有T-m1g=m1a,即T=30 N,所以輕繩對(duì)定滑輪的作用力大小為2T=60 N,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,測(cè)評(píng)學(xué)習(xí)效果演練當(dāng)堂技法,1.(2017貴陽(yáng)高一期末)下列關(guān)于超重和失重的說(shuō)法中,正確的是( ) A.物體處于超重狀態(tài)時(shí),其重力增加了 B.物體處于完全失重狀態(tài)時(shí),其重力為零 C.物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí),其慣性比處于靜止時(shí)增加或減小了 D.物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí),其重力都沒(méi)有變化,

16、,D,解析:超重是物體對(duì)接觸面的壓力大于物體的真實(shí)重力,物體的重力并沒(méi)有增加,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體處于完全失重時(shí),重力全部用來(lái)提供加速度,對(duì)支持它的支持面壓力為零,重力并沒(méi)有消失,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;慣性的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí),其重力都沒(méi)有變化,故選項(xiàng)D正確.,2.(2017陜西省西安市高一期末)(多選)圖(甲)是傳感器連接專用軟件采集的圖象,裝置如圖(乙)所示,電腦顯示的拉力隨時(shí)間變化的圖象如圖(甲)所示,已知t=0時(shí)刻物體處于靜止?fàn)顟B(tài).根據(jù)圖象判斷下列說(shuō)法正確的是( ) A.圖中t1時(shí)刻所示的狀態(tài)是超重狀態(tài) B.圖中t2時(shí)刻所示的狀態(tài)是超重狀態(tài) C.圖中

17、t3時(shí)刻所示的狀態(tài)是失重狀態(tài) D.圖中t4時(shí)刻所示的狀態(tài)是失重狀態(tài),AD,,解析:t=0時(shí)刻物體處于靜止?fàn)顟B(tài).t1時(shí)刻、t3時(shí)刻拉力大于重力,有向上的加速度,是超重狀態(tài),故A正確,C錯(cuò)誤;t2時(shí)刻、t4時(shí)刻拉力小于重力,有向下的加速度,是失重狀態(tài),故B錯(cuò)誤,D正確.,3.(2017宜春高一期末)游樂(lè)園中,游客乘坐能加速或減速上升的升降機(jī),可以體會(huì)超重或失重的感覺(jué).下列描述正確的是( ) A.當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí),機(jī)內(nèi)游客是處在失重狀態(tài) B.當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí),機(jī)內(nèi)游客是處在失重狀態(tài) C.當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí),機(jī)內(nèi)游客是處在失重狀態(tài) D.當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí),機(jī)內(nèi)游客是處在超重狀態(tài),C,,解析:當(dāng)升降

18、機(jī)加速上升時(shí),游客受到重力和支持力,加速度向上,機(jī)內(nèi)游客是處在超重狀態(tài),當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí),加速度向上,機(jī)內(nèi)游客是處在超重狀態(tài),故選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;當(dāng)升降機(jī)減速上升或當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí),加速度向下,機(jī)內(nèi)游客是處在失重狀態(tài),故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.,4.(2017廣東省廣州市高一期末)(多選)完整的撐桿跳高過(guò)程可以簡(jiǎn)化成三個(gè)階段,持桿助跑、撐桿起跳上升、越桿下落(下落時(shí)人桿分離),最后落在軟墊上到速度減為零,不計(jì)空氣的阻力,則( ) A.起跳時(shí)桿對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力大于他的重力 B.起跳上升時(shí)運(yùn)動(dòng)員先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài) C.越桿下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài) D.越桿下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài),ABD,,解析:起跳時(shí)運(yùn)動(dòng)員向上做加速運(yùn)動(dòng),則桿對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力大于他的重力,選項(xiàng)A正確;起跳上升時(shí)運(yùn)動(dòng)員先加速上升后減速上升,即加速度先向上后向下,先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài),選項(xiàng)B正確;越桿下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員加速度向下,故處于失重狀態(tài),選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤.,謝謝觀賞！,