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1、5.5 超重與失重,第5章 研究力和運(yùn)動的關(guān)系,[目標(biāo)定位],1.認(rèn)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(yīng)用牛頓運(yùn)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(dá)標(biāo)檢測 當(dāng)堂檢測 鞏固反饋,知識探究,小星家住十八樓，每天上學(xué)放學(xué)均要乘垂直升降電梯上下樓.上學(xué)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(shè)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(shè)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(dāng)小星感覺“飄飄然”時，他發(fā)現(xiàn)臺秤的示數(shù)為400 N；當(dāng)他感覺“腳踏實地”時，他發(fā)現(xiàn)臺秤的示數(shù)為600 N；當(dāng)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(yùn)動狀態(tài)的改變而變化. (2)視重：當(dāng)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(jìn)一步進(jìn)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(dāng)電梯以a＝2 m/s2的加速度勻加速上升； (2)當(dāng)電梯以a＝2 m/s2的加速度勻減速上升； (3)當(dāng)電梯以a＝2 m/s2的加速度勻加速下降； (4)當(dāng)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(shè)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(yùn)動方向無關(guān). (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(guān)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(yùn)動，如我們學(xué)過的自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動等，物體在空中只受重力的
7、運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(dāng)加速度方向豎直向
8、下時，物體處于失重狀態(tài)；當(dāng)加速度方向豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)，蹦床運(yùn)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(yùn)動員均為平衡狀態(tài)，F(xiàn)＝mg，既不超重也不失重.,二、關(guān)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(dāng)電梯運(yùn)行時，傳感器示數(shù)大小隨時間變化的關(guān)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?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)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(yùn)動或減速向下運(yùn)動；t2～t3時間內(nèi)，F(xiàn)＝mg，電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)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(guān)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(yùn)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(dá)標(biāo)檢測,1.(對超
11、重和失重的理解)(多選)四位同學(xué)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(yùn)動員從10 m跳臺騰空躍起，先向上運(yùn)動一段距離達(dá)到最高點后，再自由下落進(jìn)入水池，不計空氣阻力，關(guān)于運(yùn)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(yùn)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(xué)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(jī)相連，經(jīng)計算機(jī)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(guān)于超重和失重的計算)一個質(zhì)量為50 kg的人站在升降機(jī)的地板上，升降機(jī)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(dāng)升降機(jī)向上運(yùn)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.,
2018-2019高中物理 第5章 研究力和運(yùn)動的關(guān)系 5.5 超重與失重課件 滬科版必修1.ppt
