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《超重与失重》牛顿运动定律PPT课件

发布于:2020-05-03 14:13:04

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高中必修一
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《超重与失重》牛顿运动定律PPT课件

第一部分内容:课标要求

1.知道什么是超重和失重。

2.知道产生超重和失重的条件。

3.会分析、解决超重和失重问题。

... ... ...

超重与失重PPT,第二部分内容:自学新教材

一、超重现象

1.填一填

(1)定义: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。

(2)产生条件:物体具有_____的加速度。

2.判一判

(1)物体处于超重状态时重力增大了。(  )

(2)物体处于超重状态时,一定向上运动。(  )

(3)物体处于超重状态时,可能向下运动。(  )

(4)竖直向上抛出的物体,在上升过程中处于超重状态。(  )

(5)在加速上升的电梯中用弹簧测力计测一物体的重力,“视重”大于物体的重力。(  )

3.选一选

(1)下列说法正确的是(  )

A.只有正在向上运动的物体,才有可能处于超重状态

B.超重就是物体所受的重力增大

C.物体处于超重状态时,地球对它的引力变大

D.超重时物体所受的重力不变

(2)某物体在拉力F的作用下竖直向上运动,下列几种运动中拉力最大的是(  )

A.以5 m/s的速度匀速上升

B.以3 m/s的速度匀速上升

C.以5 m/s2的加速度加速上升

D.以3 m/s2的加速度加速上升

二、失重现象

1.填一填

(1)定义: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。

(2)产生条件:物体具有_____ 的加速度。

(3)完全失重

①定义:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于零的状态。

②产生条件:a=_____,方向_____ 。

2.判一判

(1)只要物体向下运动,就会引起失重现象。(  )

(2)物体在完全失重的条件下,对支持它的支撑面压力为零。(  )

(3)物体完全失重时,不受重力作用。(  )

(4)物体处于失重状态时重力减小了。(  )

(5)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。(  )

3.想一想

如图所示,找一个用过的易拉罐、金属罐头盒或塑料瓶,在靠近底部的侧面打一个洞,用手指按住洞,在里面装上水。移开手指,水就从洞中射出来,这是为什么?如果放开手,让罐子自由落下,在下落的过程中,水将不再从洞中射出,实际做一做,观察所产生的现象。怎样解释这一现象?

提示:水能从洞中流出的原因是因为水能产生压力,静止时,洞之上的水产生的压力把洞附近的水压出。在罐子自由落下的过程中,水处于完全失重状态,洞附近的水不再受压力,所以水将不再从洞中射出。

... ... ...

超重与失重PPT,第三部分内容:提升新知能

突破点一   超重、失重现象的理解

1.实重与视重

(1)实重:物体实际所受的重力,在地球表面附近,无论物体处于何种运动状态(超重或失重),物体的重力始终不变。

(2)视重:用弹簧测力计或台秤来测量物体重力时,弹簧测力计或台秤的示数叫作物体的视重。当物体与弹簧测力计保持静止或者匀速运动时,视重等于实重;当存在竖直方向的加速度时,视重不再等于实重。

2.超重和失重的实质

超重和失重实际上反映了物体竖直方向的受力和运动情况,当物体竖直方向的合力向上时,加速度向上,物体处于超重状态,可能加速上升,也可能减速下降;当物体竖直方向的合力向下时,加速度向下,物体处于失重状态,可能加速下降,也可能减速上升。

[典例1] 如图所示,小孩在蹦床上沿竖直方向蹦跳,对其从最低点到离开床面的过程,下列说法正确的是 (  )

A.小孩一直处于超重状态

B.小孩一直处于失重状态

C.小孩会经历先超重后失重的过程

D.小孩刚离开蹦床时的速度最大

[解析] 开始小孩受到的弹力大于重力,向上加速,小孩处于超重状态;当小孩受到的弹力小于重力时,向上减速,小孩处于失重状态。小孩经历先超重后失重的过程,故A、B错误,C正确。当小孩所受弹力等于重力时,加速度为零,速度最大,故D错误。

[规律方法]

判断超重、失重状态的方法

(1)从受力的角度判断:当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态。

(2)从加速度的角度判断:当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为g时处于完全失重状态。

(3)注意:超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关。

[对点练清]

1.关于超重和失重,下列说法正确的是 (  )

A.物体处于失重状态时,所受重力减小;处于超重状态时,所受重力增大

B.站在减速下降的升降机中的人处于失重状态

C.被踢出去的足球(不计空气阻力)在飞行过程中处于失重状态

D.举重运动员双手举住杠铃不动时处于超重状态

2.[多选]某同学乘坐电梯时,突然感到背上的背包变轻了,这一现象表明(  )

A.电梯可能在上升

B.该同学处于失重状态

C.电梯的加速度方向向上

D.该同学对电梯地板的压力大于地板对该同学的支持力

3.在箱式电梯里的台秤秤盘上放着一物体,在电梯运动过程中,某人在不同时刻拍摄了甲、乙、丙三张照片,如图所示,其中乙为电梯匀速运动时的照片。从这三张照片可判定 (  )

A.拍摄甲照片时,电梯一定处于加速下降状态

B.拍摄丙照片时,电梯一定处于减速上升状态

C.拍摄丙照片时,电梯可能处于加速上升状态

D.拍摄甲照片时,电梯可能处于减速下降状态

突破点二   超重、失重现象的分析与计算

[学透用活]

[典例2]质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g取10 m/s2)

(1)升降机匀速上升;

(2)升降机以4 m/s2的加速度匀加速上升。

[思路点拨]

(1)以人为研究对象进行受力分析,根据牛顿第二定律列方程求解。

(2)由牛顿第三定律知,人受到的支持力与人对体重计的压力大小相等,所以体重计的读数等于人受到的支持力的大小。

[规律方法]

解决超重、失重现象问题的基本方法

(1)明确研究对象,进行受力分析。

(2)判断加速度的方向,并建立合理的坐标轴。

(3)应用牛顿第二定律列出方程。

(4)代入数据求解,需讨论的进行讨论。

... ... ...

超重与失重PPT,第四部分内容:训练新素养

一、力传感器上的人“下蹲”“站起”过程中超重和失重的情况

(核心素养之科学探究)

人站在力传感器上完成下蹲动作。观察计算机采集的图线。如图甲呈现的是某人下蹲过程中力传感器的示数随时间变化的情况。

很明显,图线直观地描绘了人在下蹲过程中力传感器的示数先变小,后变大,再变小,最后保持某一数值不变的全过程。

如图乙所示,图线显示的是某人站在力传感器上,先“下蹲”后“站起”过程中力传感器的示数随时间的变化情况。

请你分析力传感器上的人“站起”过程中超重和失重的情况,并说明对应情况下人的加速度方向。

二、典题好题发掘,练典题做一当十

一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态(如图)。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为76 m,当落到离地面28 m的位置时开始制动,座舱做匀减速运动。若座舱中某人用手托着质量为0.2 kg的手机,当座舱落到离地面50 m的位置时,手的感觉如何?当座舱落到离地面15 m的位置时,手要用多大的力才能托住手机?

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