沪科版必修1 5.5 超重与失重 课件（30张）.pptx

第5章 学案6超重与失重 目标定位1 认识超重和失重现象 理解产生超重 失重现象的条件和实质 2 能应用牛顿运动定律处理超重 失重问题 3 会利用超重 失重知识解释一些现象 内容索引 达标检测 知识探究 知识探究 一 什么是超重和失重 小星家住十八楼 每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼 上学时 在电梯里 开始他总觉得有种 飘飘然 的感觉 背的书包也感觉变 轻 了 快到楼底时 他总觉得自己有种 脚踏实地 的感觉 背的书包也似乎变 重 了 这是什么原因呢 为了研究超重 失重现象 小星在电梯里放了一台台秤如图1所示 设小星的质量为50kg g取10m s2 图1 当小星感觉 飘飘然 时 他发现台秤的示数为400n 当他感觉 脚踏实地 时 他发现台秤的示数为600n 当电梯门打开时 他发现台秤的示数为500n 以上三种情况下小星的重力变化了吗 超重 失重时台秤的示数如何变化 答案 答案没变 超重时台秤的示数比小星的重力大 失重时台秤的示数比小星的重力小 1 实重与视重 1 实重 物体实际所受的重力 物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化 2 视重 当物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力时 弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重 2 超重与失重 1 超重 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 物体重力的现象 2 失重 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 物体重力的现象 3 完全失重 物体对悬挂物的拉力 或对支持物的压力 等于零的状态 大于 小于 二 超重与失重的产生条件 为了进一步进行超重 失重的研究 小星继续做实验 求下列情况中台秤的示数 如图1 已知小星的质量为50kg 1 当电梯以a 2m s2的加速度匀加速上升 2 当电梯以a 2m s2的加速度匀减速上升 3 当电梯以a 2m s2的加速度匀加速下降 4 当电梯以a 2m s2的加速度匀减速下降 从以上例子中归纳总结 什么情况下会发生超重现象 什么情况下会发生失重现象 答案 答案 1 匀加速上升时 以人为研究对象 受力情况 加速度方向 速度方向如图甲所示 选向上为正方向 根据牛顿第二定律有n1 mg ma得 n1 mg ma 50 10 2 n 600n 甲 2 匀减速上升时 以人为研究对象 人的受力情况 加速度方向 速度方向如图乙所示 选向下为正方向根据牛顿第二定律有mg n2 ma得 n2 mg ma 50 10 2 n 400n 乙 3 匀加速下降时 以人为研究对象 人的受力情况 加速度方向 速度方向如图丙所示 选向下为正方向 根据牛顿第二定律有mg n3 ma得 n3 mg ma 50 10 2 n 400n 丙 4 匀减速下降时 以人为研究对象 人的受力情况 加速度方向 速度方向如图丁所示 选向上为正方向 根据牛顿第二定律有n4 mg ma得 n4 mg ma 50 10 2 n 600n 丁 归纳总结 1 4 中 物体具有向上的加速度时 会发生超重现象 2 3 中 物体具有向下的加速度时 会发生失重现象 判断超重 失重状态的方法1 从受力的角度判断超重 物体所受向上的拉力 或支持力 重力 失重 物体所受向上的拉力 或支持力 重力 完全失重 物体所受向上的拉力 或支持力 2 从加速度的角度判断超重 物体具有竖直的加速度 失重 物体具有竖直的加速度 完全失重 物体具有竖直的加速度 且加速度大小等于 大于 等于零 小于 向上 向下 向下 g 3 注意 1 物体处于超重还是失重状态 只取决于加速度的方向 与物体的运动方向无关 2 发生超重 失重或完全失重时 物体所受的重力并没有变化 3 发生完全失重现象时 与重力有关的一切现象都将消失 比如物体对支持物无压力 摆钟将停止摆动 靠重力使用的仪器也不再能使用 如天平 4 只受重力作用的一切抛体运动 如我们学过的自由落体运动和竖直上抛运动等 物体在空中只受重力的运动 其加速度等于g 物体都处于完全失重现象 有人说 物体超重时重力变大了 失重时重力变小了 完全失重时重力消失了 对吗 为什么 答案 答案不对 超重是物体对悬挂物的拉力 或支持物的压力 大于物体所受重力的现象 物体本身的重力并没有变化 同理 失重和完全失重时重力也没有变化 一 超重与失重的判断 典例精析 例1下列说法中正确的是a 体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态b 蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态c 举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态d 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 答案 解析 解析当加速度方向竖直向下时 物体处于失重状态 当加速度方向竖直向上时 物体处于超重状态 蹦床运动员在空中上升和下降的过程中加速度方向均竖直向下 且a g 为完全失重状态 所以b正确 而a c d中运动员均为平衡状态 f mg 既不超重也不失重 二 关于超重与失重的计算 例2 多选 在一电梯的地板上有一压力传感器 其上放一物块 如图2甲所示 当电梯运行时 传感器示数大小随时间变化的关系图像如图乙所示 根据图像分析得出的结论中正确的是a 从t1时刻到t2时刻 物块处于失重状态b 从t3时刻到t4时刻 物块处于失重状态c 电梯可能开始停在低楼层 先加速向上 接着匀速向上 再减速向上 最后停在高楼层d 电梯可能开始停在高楼层 先加速向下 接着匀速向下 再减速向下 最后停在低楼层 图2 答案 解析 解析从f t图像可以看出 0 t1时间内 f mg 电梯处于静止状态或匀速直线运动状态 t1 t2时间内 f mg 电梯具有向上的加速度 物块处于超重状态 可能加速向上运动或减速向下运动 t2 t3时间内 f mg 电梯处于静止状态或匀速直线运动状态 t3 t4时间内 f mg 电梯具有向下的加速度 物块处于失重状态 可能加速向下运动或减速向上运动 综上分析可知 b c正确 答案 解析 例3在电梯中 把一重物置于台秤上 台秤与力的传感器相连 当电梯从静止起加速上升 然后又匀速运动一段时间 最后停止运动时 传感器的荧屏上显示出其受的压力与时间的关系图像如图3所示 试由此图回答问题 g取10m s2 1 该物体的重力是多少 电梯在超重和失重时物体的重力是否变化 图3 答案30n不变 解析根据题意4s到18s物体随电梯一起匀速运动 由共点力平衡的条件知 压力和重力相等 即g 30n 根据超重和失重的本质得 物体的重力不变 答案 解析 2 算出电梯在超重和失重时的最大加速度分别是多大 答案6 67m s26 67m s2 课堂要点小结 超重和失重分析 课堂要点小结 达标检测 1 对超重和失重的理解 多选 四位同学对超重 失重现象作了如下总结 其中正确的是a 超重就是物体重力增加了 失重就是物体重力减小了b 物体加速度向上属于超重 物体加速度向下属于失重c 不论超重 失重 还是完全失重物体所受重力不变d 超重就是物体对竖直悬挂物的拉力 或对水平支持物的压力 大于重力的现象 失重则是小于重力的现象 1 2 3 答案 4 2 超重和失重的判断 跳水运动员从10m跳台腾空跃起 先向上运动一段距离达到最高点后 再自由下落进入水池 不计空气阻力 关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有a 上升过程处于超重状态 下落过程处于失重状态b 上升过程处于失重状态 下落过程处于超重状态c 上升过程和下落过程均处于超重状态d 上升过程和下落过程均处于完全失重状态 解析 答案 1 2 3 4 解析跳水运动员在空中时无论上升还是下落 加速度方向均向下 由于不计空气阻力 故均为完全失重状态 故选d 3 超重和失重的判断 在探究超重和失重规律时 某体重为g的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲和起立的动作 传感器和计算机相连 经计算机处理后得到压力随时间t变化的图像 则下列图像中可能正确的是 1 2 3 4 答案 1 2 3 4 4 关于超重和失重的计算 一个质量为50kg的人站在升降机的地板上 升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计 弹簧测力计下面挂着一个质量为ma 5kg的物体a 当升降机向上运动时 人看到弹簧测力计的示数为40n 如图4