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2018-2019高中物理 第5章 研究力和運動的關系 5.5 超重與失重課件 滬科版必修1.ppt

上傳人:jun****875 文檔編號:13686773 上傳時間:2020-06-24 格式:PPT 頁數(shù):31 大?。?.07MB
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1、5.5 超重與失重,第5章 研究力和運動的關系,[目標定位],1.認識超重和失重現(xiàn)象,理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質(zhì). 2.能應用牛頓運動定律處理超重、失重問題. 3.會利用超重、失重知識解釋一些現(xiàn)象.,內(nèi)容索引,,知識探究 新知探究 點點落實,達標檢測 當堂檢測 鞏固反饋,知識探究,小星家住十八樓,每天上學放學均要乘垂直升降電梯上下樓.上學時,在電梯里,開始他總覺得有種“飄飄然”的感覺,背的書包也感覺變“輕”了.快到樓底時,他總覺得自己有種“腳踏實地”的感覺,背的書包也似乎變“重”了.這是什么原因呢?為了研究超重、失,一、什么是超重和失重,[問題設計],圖1,重現(xiàn)象,小星在電梯里放了一臺

2、臺秤如圖1所示.設小星的質(zhì)量為50 kg,g取10 m/s2.,答案 沒變;超重時臺秤的示數(shù)比小星的重力大,失重時臺秤的示數(shù)比小星的重力小.,當小星感覺“飄飄然”時,他發(fā)現(xiàn)臺秤的示數(shù)為400 N;當他感覺“腳踏實地”時,他發(fā)現(xiàn)臺秤的示數(shù)為600 N;當電梯門打開時,他發(fā)現(xiàn)臺秤的示數(shù)為500 N. 以上三種情況下小星的重力變化了嗎?超重、失重時臺秤的示數(shù)如何變化?,答案,1.實重與視重 (1)實重:物體實際所受的重力.物體所受重力不會因物體運動狀態(tài)的改變而變化. (2)視重:當物體對彈簧測力計的拉力或?qū)ε_秤的壓力不等于物體的重力時,彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫做物體的視重.,[要點提煉],2.超重與

3、失重 (1)超重:物體對懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫? 物體重力的現(xiàn)象. (2)失重:物體對懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫? 物體重力的現(xiàn)象. (3)完全失重:物體對懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?等于零的狀態(tài).,大于,小于,為了進一步進行超重、失重的研究,小星繼續(xù)做實驗.求下列情況中臺秤的示數(shù)(如圖1,已知小星的質(zhì)量為50 kg) (1)當電梯以a=2 m/s2的加速度勻加速上升; (2)當電梯以a=2 m/s2的加速度勻減速上升; (3)當電梯以a=2 m/s2的加速度勻加速下降; (4)當電梯以a=2 m/s2的加速度勻減速下降; 從以上例子中歸納總結(jié):什么情況下會發(fā)生超重現(xiàn)象

4、,什么情況下會發(fā)生失重現(xiàn)象?,二、超重與失重的產(chǎn)生條件,[問題設計],答案,答案 勻加速上升時,以人為研究對象,受力情況、加速度方向、速度方向如圖甲所示. 選向上為正方向.根據(jù)牛頓第二定律有 N1-mg=ma 得:N1=mg+ma=50(10+2) N=600 N,甲,(2)勻減速上升時,以人為研究對象,人的受力情況、加速度方向、速度方向如圖乙所示. 選向下為正方向 根據(jù)牛頓第二定律有mg-N2=ma 得:N2=mg-ma=50(10-2) N=400 N,乙,(3)勻加速下降時,以人為研究對象,人的受力情況、加速度方向、速度方向如圖丙所示, 選向下為正方向,根據(jù)牛頓第二定律 有mg-N

5、3=ma 得:N3=mg-ma=50(10-2) N=400 N,丙,(4)勻減速下降時,以人為研究對象,人的受力情況、加速度方向、速度方向如圖丁所示,選向上為正方向, 根據(jù)牛頓第二定律有N4-mg=ma 得:N4=mg+ma=50(10+2) N=600 N 歸納總結(jié):(1)、(4)中,物體具有向上的加速度時,會發(fā)生超重現(xiàn)象; (2)、(3)中,物體具有向下的加速度時,會發(fā)生失重現(xiàn)象.,丁,判斷超重、失重狀態(tài)的方法 1.從受力的角度判斷 超重:物體所受向上的拉力(或支持力) 重力. 失重:物體所受向上的拉力(或支持力) 重力. 完全失重:物體所受向上的拉力(或支持力) . 2

6、.從加速度的角度判斷 超重:物體具有豎直 的加速度. 失重:物體具有豎直 的加速度. 完全失重:物體具有豎直 的加速度,且加速度大小等于 .,[要點提煉],大于,小于,等于零,向上,向下,向下,g,3.注意 (1)物體處于超重還是失重狀態(tài),只取決于加速度的方向,與物體的運動方向無關. (2)發(fā)生超重、失重或完全失重時,物體所受的重力并沒有變化. (3)發(fā)生完全失重現(xiàn)象時,與重力有關的一切現(xiàn)象都將消失.比如物體對支持物無壓力、擺鐘將停止擺動……,靠重力使用的儀器也不再能使用(如天平). (4)只受重力作用的一切拋體運動,如我們學過的自由落體運動和豎直上拋運動等,物體在空中只受重力的

7、運動,其加速度等于g,物體都處于完全失重現(xiàn)象.,答案 不對.超重是物體對懸掛物的拉力(或支持物的壓力)大于物體所受重力的現(xiàn)象,物體本身的重力并沒有變化.同理,失重和完全失重時重力也沒有變化.,有人說:“物體超重時重力變大了,失重時重力變小了,完全失重時重力消失了.”對嗎?為什么?,答案,[延伸思考],一、超重與失重的判斷 例1 下列說法中正確的是 A.體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài) B.蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài) C.舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài) D.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài),答案,√,解析,解析 當加速度方向豎直向

8、下時,物體處于失重狀態(tài);當加速度方向豎直向上時,物體處于超重狀態(tài),蹦床運動員在空中上升和下降的過程中加速度方向均豎直向下,且a=g,為完全失重狀態(tài),所以B正確. 而A、C、D中運動員均為平衡狀態(tài),F(xiàn)=mg,既不超重也不失重.,二、關于超重與失重的計算 例2 (多選)在一電梯的地板上有一壓力傳感器,其上放一物塊,如圖2甲所示,當電梯運行時,傳感器示數(shù)大小隨時間變化的關系圖像如圖乙所示,根據(jù)圖像分析得出的結(jié)論中正確的是 A.從t1時刻到t2時刻,物塊處于失重狀態(tài) B.從t3時刻到t4時刻,物塊處于失重狀態(tài) C.電梯可能開始停在低樓層,先加速向上, 接著勻速向上,再減速向上,最后停在高樓層 D.電梯

9、可能開始停在高樓層,先加速向下,接著勻速向下,再減速向下, 最后停在低樓層,答案,√,解析,√,圖2,解析 從F-t圖像可以看出,0~t1時間內(nèi),F(xiàn)=mg,電梯處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài);t1~t2時間內(nèi),F(xiàn)>mg,電梯具有向上的加速度,物塊處于超重狀態(tài),可能加速向上運動或減速向下運動;t2~t3時間內(nèi),F(xiàn)=mg,電梯處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài);t3~t4時間內(nèi),F(xiàn)

10、動時,傳感器的熒屏上顯示出其受的壓力與時間的關系圖像如,答案,解析,圖3,圖3所示.試由此圖回答問題:(g取10 m/s2) (1)該物體的重力是多少?電梯在超重和失重時物體的重力是否變化?,答案 30 N 不變,解析 根據(jù)題意4 s到18 s物體隨電梯一起勻速運動, 由共點力平衡的條件知:壓力和重力相等,即G=30 N; 根據(jù)超重和失重的本質(zhì)得:物體的重力不變,(2)算出電梯在超重和失重時的最大加速度分別是多大?,解析 超重時:支持力最大為50 N,,失重時:支持力最小為10 N,,答案,答案 6.67 m/s2 6.67 m/s2,解析,,課堂要點小結(jié),超重和失重分析,達標檢測,1.(對超

11、重和失重的理解)(多選)四位同學對超重、失重現(xiàn)象作了如下總結(jié),其中正確的是 A.超重就是物體重力增加了,失重就是物體重力減小了 B.物體加速度向上屬于超重,物體加速度向下屬于失重 C.不論超重、失重、還是完全失重物體所受重力不變 D.超重就是物體對豎直懸掛物的拉力(或?qū)λ街С治锏膲毫?大于重力 的現(xiàn)象,失重則是小于重力的現(xiàn)象,答案,√,1,2,3,4,√,√,2.(超重和失重的判斷)跳水運動員從10 m跳臺騰空躍起,先向上運動一段距離達到最高點后,再自由下落進入水池,不計空氣阻力,關于運動員在空中上升過程和下落過程以下說法正確的有 A.上升過程處于超重狀態(tài),下落過程處于失重狀態(tài) B.上升過程

12、處于失重狀態(tài),下落過程處于超重狀態(tài) C.上升過程和下落過程均處于超重狀態(tài) D.上升過程和下落過程均處于完全失重狀態(tài),答案,1,2,3,4,√,解析 跳水運動員在空中時無論上升還是下落,加速度方向均向下,由于不計空氣阻力,故均為完全失重狀態(tài),故選D.,解析,1,2,3,4,3.(超重和失重的判斷)在探究超重和失重規(guī)律時,某體重為G的同學站在一壓力傳感器上完成一次下蹲和起立的動作.傳感器和計算機相連,經(jīng)計算機處理后得到壓力隨時間t變化的圖像,則下列圖像中可能正確的是,答案,√,1,2,3,4,4.(關于超重和失重的計算)一個質(zhì)量為50 kg的人站在升降機的地板上,升降機的頂部懸掛了一只彈簧測力計,彈簧測力計下面掛著一個質(zhì)量為mA=5 kg 的物體A,當升降機向上運動時,人看到彈簧測力計的示數(shù)為40 N,如圖4所示,g取10 m/s2,求此時人對地板的壓力.(g取10 m/s2),解析,圖4,答案,答案 400 N 豎直向下,解析 以A為研究對象,受力分析如圖甲所示:,1,2,3,4,甲,由牛頓第二定律得mAg-F=mAa,乙,人的受力如圖乙所示. 由牛頓第二定律得Mg-N=Ma, 所以N=Mg-Ma=400 N 由牛頓第三定律可得,人對地板的壓力為400 N,方向豎直向下.,

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