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 會用牛頓定律解釋超重 失重現(xiàn)象 解決超重 失重問題 一 乘電梯時的發(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 電梯的停止過程 2 產(chǎn)生條件 物體有的加速度 3 完全失重 定義 物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?的狀態(tài) 如蘋果從樹上下落時的自由落體過程 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 物體對支持物的壓力或拉力發(fā)生了變化 或者說是物體的視重發(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關(guān) 3 有關(guān)超重和失重的計算 仍是牛頓第二定律應(yīng)用的一個方面 并無特別之處 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)射時處于超重狀態(tài) 在軌道上運(yùn)行時處于完全失重狀態(tài) 二 利用超重 失重解決問題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 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 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 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力計的鉤子掛著質(zhì)量為m的物體 電梯靜止時彈簧測力計的示數(shù)為G mg 下列說法正確的是A 當(dāng)電梯勻速向上時 彈簧測力計的示數(shù)增大 電梯勻速下降時 彈簧測力計的示數(shù)減小B 只有電梯加速上升時 彈簧測力計的示數(shù)才會增大 也只有電梯加速下降時 彈簧測力計的示數(shù)才會減小 C 不管電梯向上或向下運(yùn)動 只要加速度的方向豎直向上 彈簧測力計的示數(shù)一定增大D 不管電梯向上或向下運(yùn)動 只要加速度的方向豎直向下 彈簧測力計的示數(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)動方向無關(guān) 因此選項(xiàng)A B錯誤 選項(xiàng)C D正確 答案 CD 針對訓(xùn)練 1 為了研究超重與失重現(xiàn)象 某同學(xué)把一體重計放在電梯的地板上 并將一物體放在體重計上隨電梯運(yùn)動 觀察體重計示數(shù)的變化情況 下表記錄了幾個特定時刻體重計的示數(shù) 表內(nèi)時間不表示先后順序 若已知t0時刻電梯靜止 則 A t1和t2時刻電梯的加速度方向一定相反B t1和t2時刻物體的質(zhì)量并沒有變化 但所受重力發(fā)生了變化C t1和t2時刻電梯運(yùn)動的加速度大小相等 運(yùn)動方向一定相反D t2時刻電梯可能向上運(yùn)動 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)中的體重計上 當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動時 體重計的讀數(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)中的體重計上 受力情況如圖所示 1 當(dāng)升降機(jī)勻速上升時 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 人對體重計的壓力就等于體重計的示數(shù) 即600N 2 當(dāng)升降機(jī)以3m s2的加速度加速上升時 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 此時體重計的示數(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 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 此時體重計的示數(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 針對訓(xùn)練 2 如圖所示 一個質(zhì)量為50kg的人站在豎直向上運(yùn)動著的升降機(jī)地板上 他看到升降機(jī)內(nèi)掛著重物的彈簧測力計的示數(shù)為40N 已知彈簧測力計下掛著的物體的重力為50N g取10m s2 則人對地板的壓力為 A 大于500NB 小于500NC 等于500ND 上述說法均不對 解析 取重為50N的物體為研究對象有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)動情況結(jié)合起來 導(dǎo)致錯誤理解 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) 人對物體的最大支持力N是不變的 以物體為研究對象 物體受兩個力作用 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 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全