《2018版高中物理 第6章 力與運動 第4節(jié) 超重與失重課件 魯科版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018版高中物理 第6章 力與運動 第4節(jié) 超重與失重課件 魯科版必修1.ppt（30頁珍藏版）》請在裝配圖網(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|,物理觀念 1.認識超重、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)象的實質(zhì). 2.學會用超重、失重的觀點解決相關問題. 科學思維與科學探究 1.通過實驗認識超重和失重現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件. 2.從牛頓第二定律應用的角度理解超重和失重的動力學特征. 科學態(tài)度與責任 通過超重與失重的學習,體會物理規(guī)律與生活的聯(lián)系.,|教學重難點|,教學重點 超重、失重現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件. 教學難點 掌握分析、解決超重和失重問題的方法.,感悟解題規(guī)律,探尋基本知識,測評學習效果,探尋基本知識樹立物理觀念,知識點一,超重現(xiàn)象,【情境導學】 一個質(zhì)量

2、為m=70 kg的人站在電梯中的測力計上, (1)當電梯靜止時,測力計讀數(shù)為多少? (2)當電梯以a=g的加速度向下做減速運動時,測力計上的讀數(shù)為多少? 答案:(1)當電梯靜止時測力計示數(shù)為mg,所以此時測力計讀數(shù)為F1=700 N. (2)當電梯以a=g的加速度勻減速下降時,對人根據(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,人對測力計的壓力大小為 F2=F2=1 400 N. 故此時測力計的讀數(shù)為1 400 N.,(3)當電梯以a=g的加速度向上做加速運動時,測力計上的讀數(shù)為多少? (4)在第(2),(3)兩問中加速度方

3、向有什么異同?(g=10 m/s2) 答案:(3)當電梯以a=g的加速度向上做加速運動時,對人根據(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,人對測力計的壓力大小為 F2=F2=1 400 N. 故此時測力計的讀數(shù)為1 400 N. (4)加速度方向都豎直向上.,【知識梳理】 1.定義:物體對懸掛物的拉力(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,一定向上運動.( ) 2.物體處于超重狀態(tài)時,可能向下運動.( ) 3.物體處于超重狀態(tài)時,

4、是指物體的重力增大了.( ),大于,向上,,,,知識點二,失重現(xiàn)象,【情境導學】 找一個用過的易拉罐(或金屬罐頭盒、塑料瓶),在靠近底部的側面打一個孔,用手指按住孔,在里面裝上水,如圖(甲),移開手指,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如果讓罐子自由下落,如圖(乙),在下落過程中,上述現(xiàn)象有變化嗎?這是為什么呢? 答案:(甲)圖中,水會從小孔流出;(乙)圖中水不再流出,因為自由下落過程中水處于完全失重狀態(tài),對易拉罐底部沒有壓力.,【知識梳理】 1.定義:物體對懸掛物的拉力(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:當物體以加速度g加速下降時,物體對支持

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.只要物體向下運動,就會引起失重現(xiàn)象.( ) 2.物體在完全失重的條件下,對支持它的支撐面壓力為零.( ) 3.物體完全失重時,不受重力作用.( ),小于,向下,不變,,,,零,要點一,感悟解題規(guī)律培養(yǎng)科學思維,對超重現(xiàn)象的理解,1.實重與視重 (1)實重:物體實際所受重力.物體所受重力不會因為物體運動狀態(tài)的改變而變化. (2)視重:用彈簧測力計或臺秤來測量物體重力時,彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫做物體的視重.當物體與彈簧測力計保持靜止或者勻速運動時,視重等于實重;

6、當存在豎直方向的加速度時,視重不再等于實重.,,2.超重現(xiàn)象 (1)超重的動力學分析:當物體具有豎直向上的加速度a時,支持物對物體的支持力(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),假設飛船以加速度8.6 m/s2豎直加速上升. (1)此時航天員對座椅的壓力多大?,,解析:(1)對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,航天員對座椅的壓力和座椅對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:見解析,(2)航天員訓練時承受的壓力可達到8G,這表示什么意思? (3)當飛船返回地面,減速下降時,航天員應該有什么樣的感覺?,,解析:(2)表示航天員可承受大小為自身重力8倍的壓力. (3)當飛船減速下降時,飛船的加速度豎直向上,處于超重狀態(tài),航天員應有超重的感覺.,答案:見解析,(1)物體處于超重狀態(tài)時,實重(即所受重力)并不變,只是視重變了,視重比實重增加了ma; (2)決定物體超重的因素是物體具有向上的加速

8、度,與速度無關,即物體可以向上加速運動,也可以向下減速運動.,規(guī)律方法,超重問題的分析,,(教師備用)例1-1:2013年6月11日,我國“神舟十號”飛船成功發(fā)射,設近地加速時,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的科研設備對飛船底部的壓力為( )A.6mg B.5mg C.4mgD.mg,,解析:飛船加速上升時,科研設備處于超重狀態(tài),則科研設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,科研設備對飛船底部的壓力大小為6mg.,A,針對訓練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,電梯靜止時,某同學站在體重計上,

9、體重計的示數(shù) 為60 kg,電梯運動時,某一段時間此同學發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)為72 kg,在 這段時間內(nèi)下列說法正確的是( ) A.此同學所受的重力變大了 B.此同學對體重計的壓力大于體重計對他的支持力 C.電梯的加速度大小為 g,方向一定豎直向上 D.電梯的運動方向一定豎直向上,,C,,,要點二,對失重現(xiàn)象的理解,1.失重現(xiàn)象 (1)失重的動力學分析:以站在電梯中的體重計上的人為研究對象,當電梯加速下降時,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體重計的壓力大小N=N=mg-ma,人對體重計的壓力減小了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行的航天器中的物體. (2)完全失重對儀器的影響: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、水銀氣壓計、擺鐘等)均無法正常使用.但是與重力無關的儀器仍可使用,如彈簧測力計測拉力(但測重力失效)、溫度計等.,【典例2】 質(zhì)量為60 kg的人,站在升降機中的測力計上,升降機做下列各種運動時,測力計的示數(shù)是多少?(g取10 m/s2) (1)升降機勻速上升;,,解析: 測力計的示數(shù)即人對測力計壓力的大小,因而分析人的受力情況,求出測力計對人的支持力N,

11、然后再由牛頓第三定律,即可得出測力計的示數(shù),人站在升降機中的測力計上受力情況如圖所示. (1)當升降機勻速上升時,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,人對測力計的壓力,即測力計的示數(shù)為600 N.,答案:(1)600 N,(2)升降機以4 m/s2的加速度加速上升; (3)升降機以5 m/s2的加速度加速下降.,,解析:(2)當升降機以4 m/s2的加速度加速上升時,有 N-mg=ma,所以N=m(g+a)=60(10+4) N=840 N. 由牛頓第三定律,人對測力計的壓力,即測力計的示數(shù)為840 N.(超重 狀態(tài)) (3)當升降機以5 m

12、/s2的加速度加速下降時,此時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,人對測力計的壓力, 即測力計的示數(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動,但只要其加速度在豎直方向上有分量,即ay0,則當ay的方向豎直向上時,物體處于超重狀態(tài);當ay的方向豎直向下時,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”是一項非

13、常刺激的體育運動.某人身系彈性繩自高空P點自由下落,如圖中a點是彈性繩的原長位置,c是人所到達的最低點,b是人靜止懸吊著時的平衡位置.人從P點落下到最低點c的過程中( ) A.人在Pa段做自由落體運動,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,人的速度為零,其加速度為也零,AB,,,,解析:在Pa段繩還沒有被拉長,人做自由落體運動,所以處于完全失重狀態(tài),所以選項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C錯誤;在c點,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D錯誤.,,針對訓練2-1 (2017南充高一檢測)如圖所示,質(zhì)量為m1=2 kg的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(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,不計定滑輪的質(zhì)量和一切阻力,在箱子加速下落的過程中,取g=10 m/s2,下列說法正確的是( ) 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),對箱子的壓力大小為5 N D.輕繩對定滑輪的作

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A,B錯誤;隔離C有m2g-N=m2a,即N=5 N,選項C正確;隔離A有T-m1g=m1a,即T=30 N,所以輕繩對定滑輪的作用力大小為2T=60 N,選項D錯誤.,測評學習效果演練當堂技法,1.(2017貴陽高一期末)下列關于超重和失重的說法中,正確的是( ) 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,其慣性比處于靜止時增加或減小了 D.物體處于超重或失重狀態(tài)時,其重力都沒有變化,

16、,D,解析:超重是物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力,物體的重力并沒有增加,故選項A錯誤;物體處于完全失重時,重力全部用來提供加速度,對支持它的支持面壓力為零,重力并沒有消失,故選項B錯誤;慣性的大小與物體的運動狀態(tài)無關,故選項C錯誤;物體處于超重或失重狀態(tài)時,其重力都沒有變化,故選項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間變化的圖象如圖(甲)所示,已知t=0時刻物體處于靜止狀態(tài).根據(jù)圖象判斷下列說法正確的是( ) A.圖中t1時刻所示的狀態(tài)是超重狀態(tài) B.圖中t2時刻所示的狀態(tài)是超重狀態(tài) C.圖中

17、t3時刻所示的狀態(tài)是失重狀態(tài) D.圖中t4時刻所示的狀態(tài)是失重狀態(tài),AD,,解析:t=0時刻物體處于靜止狀態(tài).t1時刻、t3時刻拉力大于重力,有向上的加速度,是超重狀態(tài),故A正確,C錯誤;t2時刻、t4時刻拉力小于重力,有向下的加速度,是失重狀態(tài),故B錯誤,D正確.,3.(2017宜春高一期末)游樂園中,游客乘坐能加速或減速上升的升降機,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,機內(nèi)游客是處在失重狀態(tài) B.當升降機減速下降時,機內(nèi)游客是處在失重狀態(tài) C.當升降機減速上升時,機內(nèi)游客是處在失重狀態(tài) D.當升降機加速下降時,機內(nèi)游客是處在超重狀態(tài),C,,解析:當升降

18、機加速上升時,游客受到重力和支持力,加速度向上,機內(nèi)游客是處在超重狀態(tài),當升降機減速下降時,加速度向上,機內(nèi)游客是處在超重狀態(tài),故選項A,B錯誤;當升降機減速上升或當升降機加速下降時,加速度向下,機內(nèi)游客是處在失重狀態(tài),故選項C正確,D錯誤.,4.(2017廣東省廣州市高一期末)(多選)完整的撐桿跳高過程可以簡化成三個階段,持桿助跑、撐桿起跳上升、越桿下落(下落時人桿分離),最后落在軟墊上到速度減為零,不計空氣的阻力,則( ) A.起跳時桿對運動員的彈力大于他的重力 B.起跳上升時運動員先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài) C.越桿下落過程中運動員處于超重狀態(tài) D.越桿下落過程中運動員處于失重狀態(tài),ABD,,解析:起跳時運動員向上做加速運動,則桿對運動員的彈力大于他的重力,選項A正確;起跳上升時運動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B正確;越桿下落過程中運動員加速度向下,故處于失重狀態(tài),選項D正確,C錯誤.,謝謝觀賞！,