《超重和失重》運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系PPT課件
第一部分內(nèi)容：學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道超重、失重和完全失重現(xiàn)象，會(huì)根據(jù)條件判斷超重、失重現(xiàn)象．(重點(diǎn))
2．能從動(dòng)力學(xué)角度理解自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)．
3．掌握傳送帶問(wèn)題和滑塊—滑板模型問(wèn)題的解題技巧．(難點(diǎn))
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超重和失重PPT，第二部分內(nèi)容：新知探究
一、重力的測(cè)量
1．一種方法是，先測(cè)量物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度g，再用______測(cè)量物體的質(zhì)量，利用牛頓第二定律可得：G＝______．
2．另一種方法是，利用力的____________對(duì)重力進(jìn)行測(cè)量．
二、超重和失重
1．超重
(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? ______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．失重
(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? ______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)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? ____________的狀態(tài)．
②產(chǎn)生條件：a＝g，方向____________．
自我檢測(cè)
思維辨析
(1)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)一定處于超重狀態(tài)．( )
(2)物體減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)．( )
(3)物體處于失重狀態(tài)時(shí)重力減小了．( )
(4)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)就不受重力了．( )
(5)不論物體超重、失重，還是完全失重，物體所受的重力都是不變的．( )
基礎(chǔ)理解
(1)應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出．對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是( )
A．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于超重狀態(tài)
B．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于失重狀態(tài)
C．在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度
D．在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度
提示：選D.手托物體拋出的過(guò)程，必有一段加速過(guò)程，其后可以減速，可以勻速，當(dāng)手和物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體既不超重也不失重；當(dāng)手和物體減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體從靜止到運(yùn)動(dòng)，必有一段加速過(guò)程，此過(guò)程物體處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)物體離開手的瞬間，物體只受重力，此時(shí)物體的加速度等于重力加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；重物和手有共同的速度和加速度時(shí)，二者不會(huì)分離，故物體離開手的瞬間，物體向上運(yùn)動(dòng)，物體加速度等于重力加速度，但手的加速度大于重力加速度，并且方向豎直向下，選項(xiàng)D正確．
(2)(2019•東勝校級(jí)月考)關(guān)于超重和失重的下列說(shuō)法中，正確的是( )
A．物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)處于超重狀態(tài)，物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)
B．處于完全失重狀態(tài)的物體一定是向下運(yùn)動(dòng)
C．超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減小了
D．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)
提示：選D.根據(jù)牛頓第二定律，物體具有向上的加速度時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；物體具有向下的加速度時(shí)，物體處于失重狀態(tài)．物體向上運(yùn)動(dòng)或向下運(yùn)動(dòng)，加速度可能向上也可能向下，不能夠判斷它是處于超重還是失重狀態(tài)，故A、B錯(cuò)誤；超重并非物體所受的重力增大了，而是彈力(視重)比重力大；失重也并非物體所受的重力減小了，而是彈力(視重)比重力小，故C錯(cuò)誤；物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度等于重力加速度，方向向下，物體處于完全失重狀態(tài)，故D正確．
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超重和失重PPT，第三部分內(nèi)容：師生互動(dòng)
超重和失重問(wèn)題
問(wèn)題導(dǎo)引
文博同學(xué)每天放學(xué)都要乘垂直電梯上、下樓，在電梯下樓時(shí)，開始他覺(jué)得背的書包變輕了，快到樓底時(shí)他覺(jué)得書包又似乎變重了．這是為什么？
要點(diǎn)提示 開始時(shí)電梯從靜止做加速運(yùn)動(dòng)，使文博同學(xué)和電梯一起處于失重狀態(tài)；快到樓底時(shí)，電梯一定有一個(gè)減速過(guò)程，則該過(guò)程中使電梯處于超重狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象．
【核心深化】
1．實(shí)重與視重
實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力．物體所受重力不會(huì)因物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而變化．
視重：當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為“視重”，大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受的拉力或臺(tái)秤所受的壓力．超重與失重不是重力本身變了，而是物體對(duì)懸掛物的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫Πl(fā)生了變化，即“視重”變化了．若彈力大于重力是超重，反之則是失重．
2．超重、失重的比較
3.求解超重與失重問(wèn)題的基本思路
超重和失重問(wèn)題實(shí)質(zhì)上就是牛頓第二定律應(yīng)用的延續(xù)，解題時(shí)仍應(yīng)抓住加速度這個(gè)關(guān)鍵量．具體方法是：
(1)分析物體運(yùn)動(dòng)的加速度方向；
(2)判斷物體處于超重(或失重)狀態(tài)；
(3)利用牛頓第二定律分析和求解．
關(guān)鍵能力1 對(duì)超、失重狀態(tài)的判斷
某同學(xué)利用體重計(jì)研究超重與失重現(xiàn)象．在一次實(shí)驗(yàn)中，她先蹲在體重計(jì)上，在她由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定站姿的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )
A．該同學(xué)處于超重狀態(tài)
B．該同學(xué)處于失重狀態(tài)
C．體重計(jì)示數(shù)先減小后增大
D．體重計(jì)示數(shù)先增大后減小
關(guān)鍵能力2 超、失重現(xiàn)象中的計(jì)算
(多選)(2019•石家莊期末)小明站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上，電梯靜止時(shí)體重計(jì)示數(shù)為50 kg，若電梯在豎直方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，他看到體重計(jì)的示數(shù)為45 kg時(shí)，取重力加速度g＝10 m/s2.下面說(shuō)法中正確是( )
A．電梯可能在加速上升，加速度大小為9 m/s2
B．電梯可能在加速下降，加速度大小為1 m/s2
C．電梯可能在減速上升，加速度大小為1 m/s2
D．電梯可能在減速下降，加速度大小為9 m/s2
關(guān)鍵能力3 超、失重現(xiàn)象中的圖象分析
某實(shí)驗(yàn)小組利用DIS系統(tǒng)觀察超重和失重現(xiàn)象．他們?cè)趯W(xué)校電梯房?jī)?nèi)做實(shí)驗(yàn)，在電梯天花板上固定一個(gè)力傳感器，測(cè)量掛鉤向下，并在掛鉤上懸掛一個(gè)重為10 N的鉤碼，在電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)顯示屏上顯示出如圖所示圖象，以下根據(jù)圖象分析所得結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
A．該圖象顯示出了力傳感器對(duì)鉤碼的拉力大小隨時(shí)間的變化情況
B．從時(shí)刻t1到t2，鉤碼處于失重狀態(tài)，從時(shí)刻t3到t4，鉤碼處于超重狀態(tài)
C．電梯可能先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最后靜止
D．電梯可能先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最后靜止
[思路點(diǎn)撥] (1)拉力大于重力處于超重狀態(tài)，拉力小于重力處于失重狀態(tài)．
(2)超重時(shí)電梯可能向上加速運(yùn)動(dòng)，也可能向下減速運(yùn)動(dòng)．
(3)失重時(shí)，電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng)，也可能向上減速運(yùn)動(dòng)．
關(guān)鍵能力4 完全失重現(xiàn)象的判斷
(2019•閔行一模)某同學(xué)找了一個(gè)用過(guò)的“易拉罐”在靠近底部的側(cè)面打了一個(gè)洞，用手指按住洞，向罐中裝滿水，然后將易拉罐豎直向上拋出，空氣阻力不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．易拉罐上升的過(guò)程中，洞中射出的水的速度越來(lái)越快
B．易拉罐下降的過(guò)程中，洞中射出的水的速度越來(lái)越快
C．易拉罐上升、下降的過(guò)程中，洞中射出的水的速度都不變
D．易拉罐上升、下降的過(guò)程中，水不會(huì)從洞中射出
名師點(diǎn)撥
判斷超重、失重狀態(tài)的方法
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)
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)
從速度變化角度判斷
(1)物體向上加速或向下減速時(shí)，超重
(2)物體向下加速或向上減速時(shí)，失重
【達(dá)標(biāo)練習(xí)】
1．(2019•浙江模擬)超重與失重是宇航員生活和工作中的兩大難題．實(shí)際上，在我們的生活中也充滿了超重和失重．假如某同學(xué)家住10樓，那么，他從一樓開始坐電梯回家的過(guò)程中，體驗(yàn)到的將是( )
A．先超重，后等重，再失重
B．先失重，后等重，再超重
C．一直超重
D．一直失重
2.(2019•平谷期末)如圖所示為游樂(lè)場(chǎng)中的一種大型游樂(lè)設(shè)施跳樓機(jī)，它可以使人體驗(yàn)超重和失重．參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由升降機(jī)從靜止開始經(jīng)歷加速、勻速、減速過(guò)程，將座椅提升到一定高度處，然后由靜止釋放，落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，座椅做減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)某一高度時(shí)停下．在上述過(guò)程中，關(guān)于座椅中的人所處的狀態(tài)，下列判斷正確的是( )
A．座椅在整個(gè)上升的過(guò)程中人都處于超重狀態(tài)
B．座椅在減速上升的過(guò)程中人處于超重狀態(tài)
C．座椅在整個(gè)下降的過(guò)程中人都處于失重狀態(tài)
D．座椅在減速下降的過(guò)程中人處于超重狀態(tài)
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超重和失重PPT，第四部分內(nèi)容：隨堂知能演練
1．(2019•相城校級(jí)月考)下列關(guān)于超重、失重現(xiàn)象的描述中，正確的是( )
A．電梯正在減速上升，人在電梯中處于超重狀態(tài)
B．電梯正在加速下降，人在電梯中處于失重狀態(tài)
C．舉重運(yùn)動(dòng)員托舉杠鈴保持靜止，運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)
D．列車在水平軌道上加速行駛，車上的人處于超重狀態(tài)
2．(2019•上海二模)如圖所示，小芳在體重計(jì)上完成下蹲動(dòng)作．下列F－t圖象能反映體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的是( )
3．(多選)如圖所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速率v1沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，把一質(zhì)量為m的物體無(wú)初速度地輕放在左端，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．物體一直受到摩擦力作用，大小為μmg
B．物體最終的速度為v1
C．開始階段物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D．物體在勻速階段受到的靜摩擦力向右
4.如圖所示，傾斜傳送帶與水平方向的夾角為θ＝37°，將一小物塊輕輕地放在正在以速度v＝10 m/s勻速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶的上端，物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力的大小)，傳送帶兩皮帶輪軸心間的距離為L(zhǎng)＝29 m，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
(1)將物塊從頂部傳送到傳送帶底部所需的時(shí)間；
(2)若物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ′＝0.8，物塊從頂部傳送到傳送帶底部所需的時(shí)間．
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