2019-2020年滬科版必修一5.4《超重和失重》WORD教案03.doc

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2019-2020年滬科版必修一5.4《超重和失重》WORD教案03 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 超重和失重 超重和失重 等效重力加速度 概念規(guī)律方法 什么是超重和失重 1．問題探究 【例】升降機(jī)地板上放一個(gè)彈簧式測力計(jì)，托盤上放一個(gè)質(zhì)量為20 kg 的物體，如圖5-4-1所示，當(dāng)升降機(jī)： (1)以4 m／s的速度勻速上升時(shí)，測力計(jì)讀數(shù)是多少? (2)以1 m/s2的加速度豎直上升時(shí)，測力計(jì)的讀數(shù)是多少? (3)以1 m/s2的加速度豎直下降時(shí)，測力計(jì)的讀數(shù)是多少? 探究：物體運(yùn)動(dòng)過程中受到兩個(gè)力：重力G和測力計(jì)對(duì)物體的支持力F 由于測力計(jì)對(duì)物體的支持力F與物體對(duì)測力計(jì)的壓力F′是一對(duì)作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，只要求出F就可知道F′． 我們根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程，找出幾個(gè)力之問以及它們與加速度之間的關(guān)系，這個(gè) 問題就能解決了． 解析：以放在測力汁上的物體為研究對(duì)象，取向上的方向?yàn)檎较颍? (1)當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí)，加速度a=0． 根據(jù)牛頓第二定律知：F合=F-mg=ma=0． 解得測力計(jì)對(duì)物體的支持力F=196 N. 根據(jù)牛頓第三定律：F=F′． 則可知測力計(jì)的讀數(shù)為196 N_ (2)因升降機(jī)加速上升，則a=1 m／s2，方向向上，根據(jù)牛頓第二定律得： F合=F-mg=ma． 解得測辦計(jì)對(duì)物體的支持力F=216 N. 根據(jù)牛頓第三定律：F=F′. 則可知測力計(jì)的讀數(shù)為21 6 N． (3)因升降機(jī)加速下降，則a=-1 m／s2，方向向下，根據(jù)牛頓第二定律得： F合=F-mg=ma. 解得測力計(jì)對(duì)物體的支持力F=176 N． 根據(jù)牛頓第三定律：F=F′． 則可知測力計(jì)的讀數(shù)為176 N． 結(jié)論：當(dāng)升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，測力計(jì)的讀數(shù)等于物體的重力；當(dāng)升降機(jī)加速上升(或者減 速下降)時(shí)，測力計(jì)的讀數(shù)大于物體的重力；當(dāng)升降機(jī)加速度下降(或減速上升)時(shí)，測力計(jì)的讀數(shù)小于物體的重力． 2．概念定義 (1)物體有豎直向上的加速度時(shí)，它對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?大于物體所受重 力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象． (2)物體有豎直向下的加速度時(shí)，它對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?小于物體所受重 力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象. 3．概念說明 (1)在超重和失重現(xiàn)象中，物體的重力并沒有發(fā)生變化，超重指的是物體對(duì)支持面的壓力 (或?qū)覓煳锏睦?大于物體的重力，而失重則是指物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于重力． (2)不管超重還是失重與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)，它取決于物體的加速度方向．加速度方向 向下，物體處于失重狀態(tài)；加速度方向向上，物體處于超重狀態(tài)． (3)如果物體正好以大小等于g的加速度豎直下落，這時(shí)物體對(duì)支持物、懸掛物完全沒有 作用力，好像完全沒有了重力的作用，這種狀態(tài)是完全失重狀態(tài)． (4)超重和失重并不是一類特征問題，而是牛頓運(yùn)動(dòng)定律在豎直方向的應(yīng)用． (5)當(dāng)物體在豎直方向上有加速度時(shí)，也可以看成是重力加速度發(fā)生了變化，從g變成了 g′，這個(gè)物體就好像處在一個(gè)重力加速度為g′的環(huán)境里，把這個(gè)g′稱為等效重力加速度．