高中物理力与运动4.6超重和失重课件粤教版.pptx

第六节 超重和失重 目标导航预习导引 目标导航预习导引 一、超重和失重 1.超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体 所受的重力的情况. 2.失重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体 所受的重力的情况. 二、超重和失重的解释 1.当物体具有竖直向上的加速度时,则FN-G=ma,FN=G+ma ,物 体 超重了. 2.当物体具有竖直向下的加速度时,则G-FN=ma,FN=G-ma ,物 体 失重了. 目标导航预习导引 2015年11月23日,在美国休斯敦举行的举重世锦赛上,中国选手 谌利军以挺举183公斤,总成绩333公斤打破男子62公斤级挺举、 总成绩两项世界纪录并夺冠.小宝宝看了后,跃跃欲试,也要“超世界 纪录”.你认为有可能吗? 提示:在一定的失重状态下小宝宝可以“超世界纪录”. 知识精要思考探究迁移应用一二典题例解 一、对超重和失重的理解 物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化. 1.视重:当物体在竖直方向有加速度时(即ay0),物体对弹簧测 力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计 的示数叫物体的视重. 知识精要思考探究迁移应用一二典题例解 2.超重、失重的分析 一二知识精要思考探究迁移应用典题例解 在家用测体重的台秤上做超重与失重的实验.先站着不动,读出台秤 的示数;接着突然下蹲,观察开始下蹲时台秤的示数变化;再观察下蹲 结束时台秤的示数变化.说明为什么会出现这种情况.台秤的示数变化 是因为你的重力发生变化了吗? 提示:经过观察我们会发现,在开始下蹲时,台秤的示数会突然变小; 而在下蹲将要结束前,台秤的示数又会突然变大.台秤的示数变小或变 大,并不是因为我们自身的重力发生变化,而是由于我们在下蹲过程中 具有向上或向下的加速度,使人对台秤的压力小于或大于自己的重力. 一二知识精要思考探究迁移应用典题例解 【例1】 下面关于超重与失重的判断正确的是( ) A.物体做变速运动时,必处于超重或失重状态 B.物体向下运动时,必处于失重状态 C.做竖直上抛运动的物体,处于失重状态 D.物体向上做匀加速直线运动,处于失重状态 思路分析: 解析:判断一个物体处于超重状态还是失重状态,观察的不是物 体的运动方向或运动状态,而是物体运动的加速度方向.物体有竖 直向上的加速度时,处于超重状态,有竖直向下的加速度时,处于失 重状态. 答案:C 一二知识精要思考探究迁移应用典题例解 一二知识精要思考探究迁移应用典题例解 为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯.无人乘行时,扶 梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转.一顾 客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示.那么下列说法正 确的是( ) A.顾客始终受到三个力的作用 B.顾客始终处于超重状态 C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下 D.顾客对扶梯作用的方向先指向右下方,再竖直向下 答案:C 一二知识精要思考探究迁移应用典题例解 解析:顾客在匀速运动阶段,加速度为零,合力为零,顾客只受重力 和支持力两个力作用,故A错误;加速运动阶段,顾客的加速度沿电 梯斜向上,有竖直向上的分加速度,根据牛顿第二定律,电梯对他的 支持力大于其重力,处于超重状态,而匀速运动阶段支持力等于其 重力,故B错误;匀加速运动阶段,电梯对顾客的支持力竖直向上,静 摩擦力水平向右,两者合力斜向右上方.匀速运动阶段,电梯对顾客 的支持力竖直向上,根据牛顿第三定律,顾客对电梯作用力的方向 先指向左下方,后竖直向下,故C正确、D错误. 一二知识精要典题例解迁移应用思考探究 二、解决超重、失重问题 的方法 1.判定超重和失重的方法 (1)物体处于超重状态时,物体不一定是竖直向上做加速运动,也 可能是竖直向下做减速运动,即只要物体的加速度方向是竖直向 上,物体都处于超重状态. 同样,物体处于失重状态时,物体的加速度竖直向下,物体既可以 是向下做加速运动,也可以是向上做减速运动. (2)物体不在竖直方向运动,只要其加速度在竖直方向有分量,即 ay0,则当ay方向竖直向上时,物体处于超重状态,当ay方向竖直向 下时,物体处于失重状态. 一二知识精要典题例解迁移应用思考探究 2.解答超重、失重问题的一般方法 (1)明确研究对象. (2)对研究对象进行受力分析和运动情况分析. (3)确定加速度方向. (4)根据牛顿第二定律列方程求解. 一二知识精要典题例解迁移应用思考探究 据中国航天科技集团新闻发言人透露,2016年我国将发射载人宇 宙飞船神舟十一号.宇航员在太空中处于完全失重状态,是不是说 宇航员在太空中就不受重力的作用了呢? 提示:宇航员在太空中处于完全失重状态,但是他们仍然受重力 的作用. 一二知识精要典题例解迁移应用思考探究 【例2】 有一根钢丝的最大拉力为100 N,在一个运动的电梯中,这 根钢丝下悬挂了12 kg的物体恰好没有断,电梯可能做怎样的运动 ?(g取10 m/s2) 思路分析:对物体受力分析求合力由a= 求出a由a与v方向 关系判断运动性质 解析:钢丝的拉力恰为100 N,小于物体的实重120 N,物体一定处 于失重状态,所以电梯具有向下的加速度.对物体由牛顿第二定律 得mg-F=ma 解得a=1.67 m/s2. 电梯的运动情况有两种可能,一是以1.67 m/s2的加速度向下匀加 速运动,二是以1.67 m/s2的加速度向上匀减速运动. 答案:向下加速或向上减速,加速度都是1.67 m/s2,方向向下 一二知识精要典题例解迁移应用思考探究 一二知识精要典题例解迁移应用思考探究 太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境,人类可以利用这样 的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体,生产出能承受强大拉力 的细如蚕丝的金属丝.假如未来的某天你乘坐飞机进行“微重力的 体验”行动,飞机由6 000 m的高空静止下落,可以获得持续的25 s之 久的失重状态,你在这段时间里可以进行关于微重力的实验.已知 下