高一物理配套課件：第3章第6節(jié)《超重和失重》（教科版必修1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第六節(jié) 1 知道超重和失重現(xiàn)象 完全失重現(xiàn)象 2 會(huì)用牛頓定律解釋超重 失重現(xiàn)象 解決超重 失重問(wèn)題 一 乘電梯時(shí)的發(fā)現(xiàn) mg a 0 mg 向下 mg 向下 mg a 0 mg 向上 二 超重和失重現(xiàn)象1 超重 1 定義 物體對(duì)水平支持物的壓力 或?qū)ωQ直懸掛物的拉力 物體所受重力的現(xiàn)象 2 產(chǎn)生條件 物體有的加速度 大于 向上 2 失重 1 定義 物體對(duì)水平支持物的壓力 或?qū)ωQ直懸掛物的拉力 物體所受重力的現(xiàn)象 如坐電梯上樓時(shí) 電梯的停止過(guò)程 2 產(chǎn)生條件 物體有的加速度 3 完全失重 定義 物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?的狀態(tài) 如蘋果從樹上下落時(shí)的自由落體過(guò)程 產(chǎn)生條件 a g 方向 小于 向下 等于零 豎直向下 一 超重和失重的含義1 超重和失重在本質(zhì)上并不是物體受到的重力發(fā)生了變化 而是物體在豎直方向有加速度時(shí) 物體對(duì)支持物的壓力或拉力發(fā)生了變化 或者說(shuō)是物體的視重發(fā)生了變化 當(dāng)視重大于了真實(shí)重力 即為超重 當(dāng)視重小于了真實(shí)重力 即為失重 2 超重和失重只決定于物體在豎直方向上有無(wú)加速度以及加速度的方向 只要物體有向下的加速度就失重 有向上的加速度就超重 與物體速度的大小及方向無(wú)關(guān) 3 有關(guān)超重和失重的計(jì)算 仍是牛頓第二定律應(yīng)用的一個(gè)方面 并無(wú)特別之處 4 關(guān)于航天器中的超重和失重現(xiàn)象要有所了解 要知道航天器在發(fā)射時(shí)處于超重狀態(tài) 在軌道上運(yùn)行時(shí)處于完全失重狀態(tài) 二 利用超重 失重解決問(wèn)題1 根據(jù)超重和失重的概念進(jìn)行判斷 1 物體具有向上 或向下 的加速度時(shí) 物體處于超重 或失重 狀態(tài) 2 當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)局部的超 或失 重現(xiàn)象時(shí) 則系統(tǒng)處于超 或失 重狀態(tài) 3 當(dāng)支持力或拉力大于重力時(shí) 物體處于失重狀態(tài) 2 利用牛頓第二定律解答根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 結(jié)合物體的受力情況列出牛頓第二定律方程 解出物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?超重和失重的理解 懸掛在電梯天花板上的彈簧測(cè)力計(jì)的鉤子掛著質(zhì)量為m的物體 電梯靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G mg 下列說(shuō)法正確的是A 當(dāng)電梯勻速向上時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)增大 電梯勻速下降時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小B 只有電梯加速上升時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才會(huì)增大 也只有電梯加速下降時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才會(huì)減小 C 不管電梯向上或向下運(yùn)動(dòng) 只要加速度的方向豎直向上 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)一定增大D 不管電梯向上或向下運(yùn)動(dòng) 只要加速度的方向豎直向下 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)一定減小 解析 超重是加速度方向向上 視重大于重力 失重是加速度方向向下 視重小于重力 與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān) 因此選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 選項(xiàng)C D正確 答案 CD 針對(duì)訓(xùn)練 1 為了研究超重與失重現(xiàn)象 某同學(xué)把一體重計(jì)放在電梯的地板上 并將一物體放在體重計(jì)上隨電梯運(yùn)動(dòng) 觀察體重計(jì)示數(shù)的變化情況 下表記錄了幾個(gè)特定時(shí)刻體重計(jì)的示數(shù) 表內(nèi)時(shí)間不表示先后順序 若已知t0時(shí)刻電梯靜止 則 A t1和t2時(shí)刻電梯的加速度方向一定相反B t1和t2時(shí)刻物體的質(zhì)量并沒(méi)有變化 但所受重力發(fā)生了變化C t1和t2時(shí)刻電梯運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等 運(yùn)動(dòng)方向一定相反D t2時(shí)刻電梯可能向上運(yùn)動(dòng) 答案 AD 超重和失重的應(yīng)用 質(zhì)量為60kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上 當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí) 體重計(jì)的讀數(shù)是多少 g取10m s2 1 升降機(jī)勻速上升 2 升降機(jī)以3m s2的加速度加速上升 3 升降機(jī)以4m s2的加速度加速下降 解析 人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上 受力情況如圖所示 1 當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí) 由牛頓第二定律得 F合 FN G 0所以人受到的支持力FN G mg 600N 由牛頓第三定律得 人對(duì)體重計(jì)的壓力就等于體重計(jì)的示數(shù) 即600N 2 當(dāng)升降機(jī)以3m s2的加速度加速上升時(shí) 由牛頓第二定律得 FN G maFN ma G m g a 780N 由牛頓第三定律得 此時(shí)體重計(jì)的示數(shù)為780N 大于人的重力 人處于超重狀態(tài) 3 當(dāng)升降機(jī)以4m s2的加速度加速下降時(shí) 由牛頓第二定律得 G FN maFN G ma m g a 360N由牛頓第三定律得 此時(shí)體重計(jì)的示數(shù)為360N 小于人的重力600N 人處于失重狀態(tài) 答案 1 600N 2 780N 3 360N 針對(duì)訓(xùn)練 2 如圖所示 一個(gè)質(zhì)量為50kg的人站在豎直向上運(yùn)動(dòng)著的升降機(jī)地板上 他看到升降機(jī)內(nèi)掛著重物的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為40N 已知彈簧測(cè)力計(jì)下掛著的物體的重力為50N g取10m s2 則人對(duì)地板的壓力為 A 大于500NB 小于500NC 等于500ND 上述說(shuō)法均不對(duì) 解析 取重為50N的物體為研究對(duì)象有G1 N1 m1a代入數(shù)據(jù)得a 50 40 5m s2 2m s2再取人為研究對(duì)象 有G2 N2 m2a代入數(shù)據(jù)得N2 500 50 2 400N 答案 B 誤區(qū) 不能把物體的受力與運(yùn)動(dòng)情況結(jié)合起來(lái) 導(dǎo)致錯(cuò)誤理解 典型例題 某人在以2 5m s2的加速度向下加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體 那么在地面上最多能舉起多少千克的物體 若此人在一勻加速上升的電梯中最多能舉起40kg的物體 則電梯上升的加速度為多少 g取10m s2 嘗試解答 不管處于什么狀態(tài) 人對(duì)物體的最大支持力N是不變的 以物體為研究對(duì)象 物體受兩個(gè)力作用 重力和支持力 受力示意圖如圖所示 且物體的加速度和電梯相同 當(dāng)a 2 5m s2 答案 60kg5m s2 誤區(qū)警示 本題容易把在加速下降的電梯里舉起的物體錯(cuò)誤理解為F 800N 在加速下降的電梯里被舉起的物體受力不平衡 謝謝觀看 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全