《超重與失重》牛頓運動定律PPT課件
第一部分內容：課標要求
1.知道什么是超重和失重。
2.知道產生超重和失重的條件。
3.會分析、解決超重和失重問題。
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超重與失重PPT，第二部分內容：自學新教材
一、超重現(xiàn)象
1．填一填
(1)定義：物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力) _____物體所受重力的現(xiàn)象。
(2)產生條件：物體具有_____的加速度。
2．判一判
(1)物體處于超重狀態(tài)時重力增大了。( )
(2)物體處于超重狀態(tài)時，一定向上運動。( )
(3)物體處于超重狀態(tài)時，可能向下運動。( )
(4)豎直向上拋出的物體，在上升過程中處于超重狀態(tài)。( )
(5)在加速上升的電梯中用彈簧測力計測一物體的重力，“視重”大于物體的重力。( )
3．選一選
(1)下列說法正確的是( )
A．只有正在向上運動的物體，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，地球對它的引力變大
D．超重時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動，下列幾種運動中拉力最大的是( )
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：物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)_____物體所受重力的現(xiàn)象。
(2)產生條件：物體具有_____ 的加速度。
(3)完全失重
①定義：物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)等于零的狀態(tài)。
②產生條件：a＝_____，方向_____ 。
2．判一判
(1)只要物體向下運動，就會引起失重現(xiàn)象。( )
(2)物體在完全失重的條件下，對支持它的支撐面壓力為零。( )
(3)物體完全失重時，不受重力作用。( )
(4)物體處于失重狀態(tài)時重力減小了。( )
(5)做自由落體運動的物體處于完全失重狀態(tài)。( )
3．想一想
如圖所示，找一個用過的易拉罐、金屬罐頭盒或塑料瓶，在靠近底部的側面打一個洞，用手指按住洞，在里面裝上水。移開手指，水就從洞中射出來，這是為什么？如果放開手，讓罐子自由落下，在下落的過程中，水將不再從洞中射出，實際做一做，觀察所產生的現(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為水能產生壓力，靜止時，洞之上的水產生的壓力把洞附近的水壓出。在罐子自由落下的過程中，水處于完全失重狀態(tài)，洞附近的水不再受壓力，所以水將不再從洞中射出。
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超重與失重PPT，第三部分內容：提升新知能
突破點一 超重、失重現(xiàn)象的理解
1．實重與視重
(1)實重：物體實際所受的重力，在地球表面附近，無論物體處于何種運動狀態(tài)(超重或失重)，物體的重力始終不變。
(2)視重：用彈簧測力計或臺秤來測量物體重力時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)叫作物體的視重。當物體與彈簧測力計保持靜止或者勻速運動時，視重等于實重；當存在豎直方向的加速度時，視重不再等于實重。
2．超重和失重的實質
超重和失重實際上反映了物體豎直方向的受力和運動情況，當物體豎直方向的合力向上時，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；當物體豎直方向的合力向下時，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，對其從最低點到離開床面的過程，下列說法正確的是 ( )
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．小孩會經(jīng)歷先超重后失重的過程
D．小孩剛離開蹦床時的速度最大
[解析] 開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)；當小孩受到的彈力小于重力時，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程，故A、B錯誤，C正確。當小孩所受彈力等于重力時，加速度為零，速度最大，故D錯誤。
[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：當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)。
(2)從加速度的角度判斷：當物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為g時處于完全失重狀態(tài)。
(3)注意：超重、失重與物體的運動方向即速度方向無關。
[對點練清]
1．關于超重和失重，下列說法正確的是 ( )
A．物體處于失重狀態(tài)時，所受重力減小；處于超重狀態(tài)時，所受重力增大
B．站在減速下降的升降機中的人處于失重狀態(tài)
C．被踢出去的足球(不計空氣阻力)在飛行過程中處于失重狀態(tài)
D．舉重運動員雙手舉住杠鈴不動時處于超重狀態(tài)
2．[多選]某同學乘坐電梯時，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．該同學處于失重狀態(tài)
C．電梯的加速度方向向上
D．該同學對電梯地板的壓力大于地板對該同學的支持力
3．在箱式電梯里的臺秤秤盤上放著一物體，在電梯運動過程中，某人在不同時刻拍攝了甲、乙、丙三張照片，如圖所示，其中乙為電梯勻速運動時的照片。從這三張照片可判定 ( )
A．拍攝甲照片時，電梯一定處于加速下降狀態(tài)
B．拍攝丙照片時，電梯一定處于減速上升狀態(tài)
C．拍攝丙照片時，電梯可能處于加速上升狀態(tài)
D．拍攝甲照片時，電梯可能處于減速下降狀態(tài)
突破點二 超重、失重現(xiàn)象的分析與計算
[學透用活]
[典例2]質量是60 kg的人站在升降機中的體重計上，當升降機做下列各種運動時，體重計的讀數(shù)是多少？(g取10 m/s2)
(1)升降機勻速上升；
(2)升降機以4 m/s2的加速度勻加速上升。
[思路點撥]
(1)以人為研究對象進行受力分析，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體重計的壓力大小相等，所以體重計的讀數(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)象問題的基本方法
(1)明確研究對象，進行受力分析。
(2)判斷加速度的方向，并建立合理的坐標軸。
(3)應用牛頓第二定律列出方程。
(4)代入數(shù)據(jù)求解，需討論的進行討論。
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超重與失重PPT，第四部分內容：訓練新素養(yǎng)
一、力傳感器上的人“下蹲”“站起”過程中超重和失重的情況
(核心素養(yǎng)之科學探究)
人站在力傳感器上完成下蹲動作。觀察計算機采集的圖線。如圖甲呈現(xiàn)的是某人下蹲過程中力傳感器的示數(shù)隨時間變化的情況。
很明顯，圖線直觀地描繪了人在下蹲過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”過程中力傳感器的示數(shù)隨時間的變化情況。
請你分析力傳感器上的人“站起”過程中超重和失重的情況，并說明對應情況下人的加速度方向。
二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當十
一種巨型娛樂器械可以使人體驗超重和失重狀態(tài)(如圖)。一個可乘坐二十多個人的環(huán)形座艙套裝在豎直柱子上，由升降機送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下。落到一定位置時，制動系統(tǒng)啟動，到地面時剛好停下。已知座艙開始下落時的高度為76 m，當落到離地面28 m的位置時開始制動，座艙做勻減速運動。若座艙中某人用手托著質量為0.2 kg的手機，當座艙落到離地面50 m的位置時，手的感覺如何？當座艙落到離地面15 m的位置時，手要用多大的力才能托住手機？
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