超 重 和 失 重009

學(xué)習(xí)目標(biāo) 復(fù)習(xí)提問 進(jìn)行新課 鞏固練習(xí) 課堂小結(jié) 布置作業(yè) 超重與失重 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 解決超重失重問題 復(fù)習(xí)提問 1 牛頓第二定律的內(nèi)容是什么 加速度產(chǎn)生的原因是什么 2 物體做加速直線運(yùn)動(dòng)或減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 加速度方向和速度方向之間有什么關(guān)系 學(xué)習(xí)目標(biāo) 思考 1 水噴出來的原因是什么 2 水不噴出是因?yàn)樗ブ亓α藛?動(dòng)畫1 現(xiàn)象觀察與分析 放在水平桌面上的水杯 當(dāng)將塞子拔出時(shí) 會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)象 如果在拔出塞子的同時(shí)讓杯子自由下落 又會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢 一 超重現(xiàn)象 以一個(gè)站在升降機(jī)里的測(cè)力計(jì)上的人為例分析 設(shè)人的質(zhì)量為m 升降機(jī)以加速度a加速上升 分析 對(duì)人受力分析如圖 由牛頓第二定律得 F合 N G ma 故 N G ma 人受到的支持力N大于人受到的重力G 總結(jié) 物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象 動(dòng)畫2 二 失重現(xiàn)象 以站在升降機(jī)里的測(cè)力計(jì)上的人為例分析 設(shè)人的質(zhì)量為50Kg 升降機(jī)以2m s2的加速度加速下降 g 10m s2 分析 對(duì)人受力分析如圖 由牛頓第二定律得 F合 G N ma 故 N G F合 mg ma 400N 500N 人受到的支持力N小于人受到的重力G 總結(jié) 物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象 動(dòng)畫2 思 當(dāng)升降機(jī)加速下降的加速度等于g 則人受到的支持力變?yōu)槎嗌?三 完全失重 當(dāng)升降機(jī)以加速度a g豎直加速下降時(shí) N G mg 0 物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?為零 這就是 完全失重 現(xiàn)象 例1 試分析前面引入實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)杯子自由下落時(shí) 為什么杯中的水不噴出 解 當(dāng)杯子自由下落時(shí) 杯中的水處于完全失重狀態(tài) 水的內(nèi)部沒有壓力 故水不會(huì)噴出 但杯子中水的重力仍然存在 其作用效果是用來產(chǎn)生重力加速度 動(dòng)畫3 動(dòng)畫1 例2 下面所示的情況中 對(duì)物體m來說 哪幾種發(fā)生超重現(xiàn)象 哪幾種發(fā)生失重現(xiàn)象 甲 乙 丙 丁 N G失重 N G超重 N G失重 N G超重 總結(jié) 物體具有豎直向上的加速度 即處于超重狀態(tài) 物體具有豎直向下的加速度 即處于失重狀態(tài) 與運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān) 四 超重 失重 視重和重力的區(qū)別 1 超重和失重是一種物理現(xiàn)象 2 視重是指支持物對(duì)物體的支持力 或懸掛物對(duì)物體的拉力 是可以改變的 3 物體的重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān) 不論物體處于超重還是失重狀態(tài) 重力不變 規(guī)律 視重 重力a豎直向上超重狀態(tài) 視重 重力a豎直向下失重狀態(tài) 超重還是失重由a決定 與v方向無(wú)關(guān) 五 超重和失重現(xiàn)象的應(yīng)用 人造地球衛(wèi)星 宇宙飛船 航天飛機(jī)都繞地球做圓周運(yùn)動(dòng) 所受的地球引力只改變物體的速度方向 不改變速度大小 航天飛機(jī)中的人和物都處于狀態(tài) 完全失重 動(dòng)畫3 在航天飛機(jī)中所有和重力有關(guān)的儀器都無(wú)法使用 彈簧測(cè)力計(jì)無(wú)法測(cè)量物體的重力 但仍能測(cè)量拉力或壓力的大小 無(wú)法用天平測(cè)量物體的質(zhì)量 利用完全失重條件的科學(xué)研究 液體呈絕對(duì)球形 制造理想的滾珠 制造泡沫金屬 返回 鞏固練習(xí) 練習(xí)1 一個(gè)人在地面上最多能舉起300N的重物 在沿豎直方向做勻變速運(yùn)動(dòng)的電梯中 他最多能舉起250N的重物 求電梯的加速度 g 10m s2 分析 對(duì)同一個(gè)人來說 他能提供的最大舉力是一定的 因此 它在電梯里對(duì)物體的支持力也為300N 對(duì)物體受力分析可求出F合 從而求出加速度 解 設(shè)物體的質(zhì)量為m 對(duì)其受力分析如圖 得 F合 N G 300 250 50 N 由題意 m 25Kg 故 a F合 m 2m s2 方向 豎直向上 返回 練習(xí)2 一個(gè)木塊漂浮在桌面的一杯水中 現(xiàn)假設(shè)撤去桌面 木塊和杯子一起自由向下運(yùn)動(dòng) 問木塊受到的浮力有無(wú)變化 思維啟示 1 浮力產(chǎn)生的原因是什么 2 木塊和水處于什么樣的狀態(tài) 3 水對(duì)容器底部有壓力嗎 水內(nèi)部有無(wú)壓力 解 浮力產(chǎn)生的原因是物體在液體中上下表面存在壓力差 當(dāng)水和杯子一起自由下落時(shí) a g 水處于完全失重狀態(tài) 水的重力用來產(chǎn)生重力加速度 故水對(duì)杯底無(wú)壓力 水內(nèi)部也無(wú)壓力 不產(chǎn)生浮力 所以木塊的浮力消失 拓展 如圖 球B放在容器A內(nèi) 且B略小于A 將它們以一定的速度向上拋出 不計(jì)空氣阻力 在A和B上升的過程中 A和B間作用力情況 返回 練習(xí)3 一個(gè)人站在醫(yī)用體重計(jì)的測(cè)盤上不動(dòng)時(shí)測(cè)得重為G 當(dāng)此人突然下蹲時(shí) 磅秤的讀數(shù) A先大于G 后小于GB先小于G 后大于GC大于GD小于G 思維點(diǎn)撥 人下蹲是怎樣的一個(gè)過程 人下蹲過程分析 由靜止開始向下運(yùn)動(dòng) 速度增加 具有向下的加速度 失重 蹲下后最終速度變?yōu)榱?故還有一個(gè)向下減速的過程 加速度向上 超重 B 思考 如果人下蹲后又突然站起 情況又會(huì)怎樣 返回 練習(xí)4 如圖所示 底座A上裝有一根足夠長(zhǎng)的直立長(zhǎng)桿 其總質(zhì)量為M 桿上套有質(zhì)量為m的圓環(huán)B 它與桿有摩擦 當(dāng)圓環(huán)以初速度V0向上飛起時(shí) 圓環(huán)的加速度為a 底座不動(dòng) 1 定性分析環(huán)在上升和下降過程中 A對(duì)地面的壓力與整體的重力相比較誰(shuí)大 2 分別計(jì)算在整個(gè)過程中 水平面對(duì)底座的支持力多大 設(shè)摩擦力不變 解 1 環(huán)不論上升還是下降 環(huán)都有向下的加速度 故整體上有失重的現(xiàn)象 所以A對(duì)地面的壓力小于整體的重力 2 上升過程分別對(duì)環(huán)受力分析如圖 得 F合 mg f ma 1 對(duì)底座受力分析如圖 得 N f Mg 2 由牛頓第三定律得 f f 3 綜合上三式可得 f m a g N M m g ma 下降過程同理可求得 自己課后完成解答 返回 作業(yè) 1 復(fù)習(xí)