2024-2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系6超重和失重学案新人教版必修1

PAGE8-第6节超重和失重学习目标1.驾驭超重、失重现象及其实质。2.能够运用牛顿其次定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。3.体验试验视察、实例探究、探讨沟通的过程,体会超重和失重现象。4.体验试验和理论探究过程,体会科学探究的方法,培育科学探究实力,领悟运用牛顿运动定律解决实际问题的方法。5.了解一些我国航天技术的成就,领悟科学与技术的联系。自主预习一、失重(1)物体对支持物的或对悬挂物的小于物体所受的现象,叫作失重现象。

(2)物体处于失重时,具有竖直的加速度。

二、超重(1)物体对支持物的或对悬挂物的大于物体所受的现象,叫作超重现象。

(2)物体处于超重时,具有竖直的加速度。

课堂探究一、相识超重和失重【自主探究】试验器材:弹簧测力计、钩码。①如何测量物体的重力?测量物体的重力时有何要求?②用弹簧测力计测钩码重力时,弹簧测力计的示数是哪个力的大小?③让弹簧测力计和钩码一起上下运动,弹簧测力计示数是否改变?结论1:超重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)物体所受重力的现象;失重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)物体所受重力的现象。

二、超重和失重的特点【思索与探讨】什么运动状况下会出现超重或失重现象?【科学探究】让弹簧测力计和钩码分别处于①向上运动(包括突然上升和上升突然停止两个状态)②向下运动(包括突然下降和下降突然停止两个状态)此时物体运动状态(速度和加速度)如何?分别处于超重状态还是失重状态?小组试验结果:运动状态速度方向加速度方向超失重状态加速上升减速上升加速下降减速下降【思索与探讨】超重或失重状态与物体的速度方向有关吗?与加速度方向有关吗?结论2:超重或失重状态与物体的速度方向,与加速度方向。

【思索与探讨】为什么上面四种状况对应不同的超重和失重状况?我们学习了牛顿其次定律,知道假如已知物体的运动状况,就可以来求解物体的受力状况,请大家结合牛顿其次定律来分析超重和失重的缘由。结论3:超重和失重的力学特点超重:物体具有的加速度,合力向,表达式F-G=ma,Fmg;

失重:物体具有的加速度,合力向,表达式G-F=ma,Fmg。

结论4:超重和失重的本质重力,物体对悬挂物的拉力或对支持物的压力。

三、完全失重现象【思索与探讨】什么运动状况下会出现完全失重现象?【科学探究】用弹簧测力计挂着物体,突然松手,视察弹簧测力计示数。结论5:完全失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于的现象。

【思索与探讨】完全失重时的加速度如何?结论6:完全失重的条件:加速度a=。

【拓展思索】①完全失重会引发哪些现象?②大家能想出哪些完全失重状况的例子?四、例题展示【例题1】在体重计上做下蹲的动作时,体重计的示数怎样改变?【变式训练】在升降机中用弹簧测力计测一物体的重力,由弹簧测力计示数的改变可以判定系统的运动状态,下面说法正确的是()A.示数大于物重,则升降机可能是向上做加速运动B.示数小于物重,则升降机肯定是向下做加速运动C.示数等于物重,则升降机肯定是做匀速直线运动D.示数时大时小,则升降机肯定是做上下往复运动【例题2】一个质量为40kg的人乘坐电梯。(g取10m/s2)(1)若电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升,他对电梯的压力是多大?(2)若电梯以0.25m/s2的加速度匀加速下降,他对电梯的压力是多大?若电梯自由下落,他对电梯的压力又是多大?课堂练习1.(多选)在太空工作站完全失重的环境中,下列仪器可以正常运用的是()A.水银温度计 B.体重计C.打点计时器 D.天平2.如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力),下列说法正确的是()A.在上升和下降过程中A物体对B物体的压力肯定为零B.上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力3.(多选)一物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a,如图所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法正确的是()A.当θ肯定时,a越大,斜面对物体的支持力越小B.当θ肯定时,a越大,斜面对物体的摩擦力越大C.当a肯定时,θ越大,斜面对物体的支持力越小D.当a肯定时,θ越大,斜面对物体的摩擦力越小4.某人在一个以2.5m/s2的加速度匀加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体,在地面上最多能举起多少千克的物体?若此人在匀加速上升的电梯里最多能举起40kg的物体,则此电梯上升的加速度是多大?(g取10m/s2)核心素养专练1.(多选)放置于固定光滑斜面上的物块,在平行于斜面对上的拉力F作用下,沿斜面对上做直线运动。拉力F和物块速度v随时间t改变的图像如图所示,g取10m/s2,则()A.第1s内物块受到的合外力为5.5NB.物块的质量为1kgC.斜面倾角为30°D.若第3s末撤去拉力F,物块的加速度大小变为5m/s22.(多选)某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处,滑轮的质量和摩擦不计,货物获得的加速度a与绳子对货物的竖直向上的拉力FT之间的函数关系如图所示,下列说法正确的是()A.图线与纵轴交点M的值aM=-gB.图线与横轴交点N的值FTN=mgC.图线的斜率等于物体的质量mD.图线的斜率等于物体质量的倒数13.一质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从t=0时刻由静止起先上升,在0到6s内体重计示数F的改变如图所示。求这段时间内电梯上升的高度是多少?(g取10m/s2)4.竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一只弹簧测力计,如图所示。弹簧测力计的挂钩上悬挂一个质量m=4kg的物体,试求下列各种状况下电梯的加速度大小。(g取10m/s2,弹簧均处于伸长状态)(1)弹簧测力计的示数FT1=40N,且保持不变。(2)弹簧测力计的示数FT2=32N,且保持不变。(3)弹簧测力计的示数FT3=44N,且保持不变。参考答案自主预习一、(1)压力拉力重力(2)向下二、(1)压力拉力重力(2)向上课堂探究结论1:大于小于结论2:无关有关结论3:向上上>向下下<结论4:不变改变结论5:零结论6:g【例题1】例题分析:由静止起先向下运动,速度增加,具有向下的加速度(失重);下蹲最终速度变为零,故还有一个向下减速的过程,加速度向上(超重)。例题解答:示数先变小,后变大【变式训练1】A【例题2】例题分析:匀加速上升时,速度向上,加速度与速度方向一样也向上,处于超重状态,依据牛顿其次定律,支持力大于重力,合力方向向上。匀加速下降时,速度向下,加速度与速度方向一样也向下,处于失重状态,依据牛顿其次定律,支持力小于重力,合力方向向下。自由下落时,速度向下,加速度与速度方向一样也向下,大小为重力加速度g。例题解答:(1)人向上做匀加速直线运动,加速度方向向上,依据牛顿其次定律得F1-mg=ma1F1=410N依据牛顿第三定律,人对地板的压力大小也等于410N。(2)人向下做匀加速直线运动,加速度方向向下,依据牛顿其次定律