《超重與失重》牛頓運(yùn)動(dòng)定律PPT課件
第一部分內(nèi)容：課標(biāo)要求
1.知道什么是超重和失重。
2.知道產(chǎn)生超重和失重的條件。
3.會(huì)分析、解決超重和失重問(wèn)題。
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超重與失重PPT，第二部分內(nèi)容：自學(xué)新教材
一、超重現(xiàn)象
1．填一填
(1)定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫? _____物體所受重力的現(xiàn)象。
(2)產(chǎn)生條件：物體具有_____的加速度。
2．判一判
(1)物體處于超重狀態(tài)時(shí)重力增大了。( )
(2)物體處于超重狀態(tài)時(shí)，一定向上運(yùn)動(dòng)。( )
(3)物體處于超重狀態(tài)時(shí)，可能向下運(yùn)動(dòng)。( )
(4)豎直向上拋出的物體，在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)。( )
(5)在加速上升的電梯中用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)一物體的重力，“視重”大于物體的重力。( )
3．選一選
(1)下列說(shuō)法正確的是( )
A．只有正在向上運(yùn)動(dòng)的物體，才有可能處于超重狀態(tài)
B．超重就是物體所受的重力增大
C．物體處于超重狀態(tài)時(shí)，地球?qū)λ囊ψ兇?/p>
D．超重時(shí)物體所受的重力不變
(2)某物體在拉力F的作用下豎直向上運(yùn)動(dòng)，下列幾種運(yùn)動(dòng)中拉力最大的是( )
A．以5 m/s的速度勻速上升
B．以3 m/s的速度勻速上升
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、失重現(xiàn)象
1．填一填
(1)定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?_____物體所受重力的現(xiàn)象。
(2)產(chǎn)生條件：物體具有_____ 的加速度。
(3)完全失重
①定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?等于零的狀態(tài)。
②產(chǎn)生條件：a＝_____，方向_____ 。
2．判一判
(1)只要物體向下運(yùn)動(dòng)，就會(huì)引起失重現(xiàn)象。( )
(2)物體在完全失重的條件下，對(duì)支持它的支撐面壓力為零。( )
(3)物體完全失重時(shí)，不受重力作用。( )
(4)物體處于失重狀態(tài)時(shí)重力減小了。( )
(5)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體處于完全失重狀態(tài)。( )
3．想一想
如圖所示，找一個(gè)用過(guò)的易拉罐、金屬罐頭盒或塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一個(gè)洞，用手指按住洞，在里面裝上水。移開(kāi)手指，水就從洞中射出來(lái)，這是為什么？如果放開(kāi)手，讓罐子自由落下，在下落的過(guò)程中，水將不再?gòu)亩粗猩涑�，�?shí)際做一做，觀察所產(chǎn)生的現(xiàn)象。怎樣解釋這一現(xiàn)象？
提示：水能從洞中流出的原因是因?yàn)樗墚a(chǎn)生壓力，靜止時(shí)，洞之上的水產(chǎn)生的壓力把洞附近的水壓出。在罐子自由落下的過(guò)程中，水處于完全失重狀態(tài)，洞附近的水不再受壓力，所以水將不再?gòu)亩粗猩涑觥?/p>
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超重與失重PPT，第三部分內(nèi)容：提升新知能
突破點(diǎn)一 超重、失重現(xiàn)象的理解
1．實(shí)重與視重
(1)實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力，在地球表面附近，無(wú)論物體處于何種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(超重或失重)，物體的重力始終不變。
(2)視重：用彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤來(lái)測(cè)量物體重力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)叫作物體的視重。當(dāng)物體與彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止或者勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，視重等于實(shí)重；當(dāng)存在豎直方向的加速度時(shí)，視重不再等于實(shí)重。
2．超重和失重的實(shí)質(zhì)
超重和失重實(shí)際上反映了物體豎直方向的受力和運(yùn)動(dòng)情況，當(dāng)物體豎直方向的合力向上時(shí)，加速度向上，物體處于超重狀態(tài)，可能加速上升，也可能減速下降；當(dāng)物體豎直方向的合力向下時(shí)，加速度向下，物體處于失重狀態(tài)，可能加速下降，也可能減速上升。
[典例1] 如圖所示，小孩在蹦床上沿豎直方向蹦跳，對(duì)其從最低點(diǎn)到離開(kāi)床面的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．小孩一直處于超重狀態(tài)
B．小孩一直處于失重狀態(tài)
C．小孩會(huì)經(jīng)歷先超重后失重的過(guò)程
D．小孩剛離開(kāi)蹦床時(shí)的速度最大
[解析] 開(kāi)始小孩受到的彈力大于重力，向上加速，小孩處于超重狀態(tài)；當(dāng)小孩受到的彈力小于重力時(shí)，向上減速，小孩處于失重狀態(tài)。小孩經(jīng)歷先超重后失重的過(guò)程，故A、B錯(cuò)誤，C正確。當(dāng)小孩所受彈力等于重力時(shí)，加速度為零，速度最大，故D錯(cuò)誤。
[規(guī)律方法]
判斷超重、失重狀態(tài)的方法
(1)從受力的角度判斷：當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)，等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài)。
(2)從加速度的角度判斷：當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)，向下的加速度為g時(shí)處于完全失重狀態(tài)。
(3)注意：超重、失重與物體的運(yùn)動(dòng)方向即速度方向無(wú)關(guān)。
[對(duì)點(diǎn)練清]
1．關(guān)于超重和失重，下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．物體處于失重狀態(tài)時(shí)，所受重力減小；處于超重狀態(tài)時(shí)，所受重力增大
B．站在減速下降的升降機(jī)中的人處于失重狀態(tài)
C．被踢出去的足球(不計(jì)空氣阻力)在飛行過(guò)程中處于失重狀態(tài)
D．舉重運(yùn)動(dòng)員雙手舉住杠鈴不動(dòng)時(shí)處于超重狀態(tài)
2．[多選]某同學(xué)乘坐電梯時(shí)，突然感到背上的背包變輕了，這一現(xiàn)象表明( )
A．電梯可能在上升
B．該同學(xué)處于失重狀態(tài)
C．電梯的加速度方向向上
D．該同學(xué)對(duì)電梯地板的壓力大于地板對(duì)該同學(xué)的支持力
3．在箱式電梯里的臺(tái)秤秤盤(pán)上放著一物體，在電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某人在不同時(shí)刻拍攝了甲、乙、丙三張照片，如圖所示，其中乙為電梯勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的照片。從這三張照片可判定 ( )
A．拍攝甲照片時(shí)，電梯一定處于加速下降狀態(tài)
B．拍攝丙照片時(shí)，電梯一定處于減速上升狀態(tài)
C．拍攝丙照片時(shí)，電梯可能處于加速上升狀態(tài)
D．拍攝甲照片時(shí)，電梯可能處于減速下降狀態(tài)
突破點(diǎn)二 超重、失重現(xiàn)象的分析與計(jì)算
[學(xué)透用活]
[典例2]質(zhì)量是60 kg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10 m/s2)
(1)升降機(jī)勻速上升；
(2)升降機(jī)以4 m/s2的加速度勻加速上升。
[思路點(diǎn)撥]
(1)以人為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。
(2)由牛頓第三定律知，人受到的支持力與人對(duì)體重計(jì)的壓力大小相等，所以體重計(jì)的讀數(shù)等于人受到的支持力的大小。
[規(guī)律方法]
解決超重、失重現(xiàn)象問(wèn)題的基本方法
(1)明確研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析。
(2)判斷加速度的方向，并建立合理的坐標(biāo)軸。
(3)應(yīng)用牛頓第二定律列出方程。
(4)代入數(shù)據(jù)求解，需討論的進(jìn)行討論。
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超重與失重PPT，第四部分內(nèi)容：訓(xùn)練新素養(yǎng)
一、力傳感器上的人“下蹲”“站起”過(guò)程中超重和失重的情況
(核心素養(yǎng)之科學(xué)探究)
人站在力傳感器上完成下蹲動(dòng)作。觀察計(jì)算機(jī)采集的圖線。如圖甲呈現(xiàn)的是某人下蹲過(guò)程中力傳感器的示數(shù)隨時(shí)間變化的情況。
很明顯，圖線直觀地描繪了人在下蹲過(guò)程中力傳感器的示數(shù)先變小，后變大，再變小，最后保持某一數(shù)值不變的全過(guò)程。
如圖乙所示，圖線顯示的是某人站在力傳感器上，先“下蹲”后“站起”過(guò)程中力傳感器的示數(shù)隨時(shí)間的變化情況。
請(qǐng)你分析力傳感器上的人“站起”過(guò)程中超重和失重的情況，并說(shuō)明對(duì)應(yīng)情況下人的加速度方向。
二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當(dāng)十
一種巨型娛樂(lè)器械可以使人體驗(yàn)超重和失重狀態(tài)(如圖)。一個(gè)可乘坐二十多個(gè)人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下。落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下。已知座艙開(kāi)始下落時(shí)的高度為76 m，當(dāng)落到離地面28 m的位置時(shí)開(kāi)始制動(dòng)，座艙做勻減速運(yùn)動(dòng)。若座艙中某人用手托著質(zhì)量為0.2 kg的手機(jī)，當(dāng)座艙落到離地面50 m的位置時(shí)，手的感覺(jué)如何？當(dāng)座艙落到離地面15 m的位置時(shí)，手要用多大的力才能托住手機(jī)？
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