2022-2023學年新教材高中物理第四章牛頓運動定律7超重與失重課件教科版必修第一冊

1、7.超重與失重必備知識自主學習關鍵能力合作探究隨堂演練自主檢測課 標 要 求思 維 導 圖1.結合生活體驗，通過實驗認識超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質(zhì)2進一步熟練掌握應用牛頓運動定律解決問題的方法和步驟必備知識自主學習一、用彈簧測力計測重力物體對彈簧測力計的拉力T的大小決定了彈簧測力計的示數(shù)，它和彈簧測力計對物體的拉力T是一對_，即T和T大小相等由牛頓第二定律可知，只有物體在豎直方向上_，彈簧測力計的示數(shù)才等于物體所受的重力作用力與反作用力加速度等于零二、超重與失重現(xiàn)象1超重現(xiàn)象(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(chǎn)生條件：物體具有_

2、的加速度2失重現(xiàn)象(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(chǎn)生條件：物體具有_的加速度3完全失重現(xiàn)象(1)定義：物體對懸掛物的拉力(或對支持物的壓力)等于零的現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：ag，方向_大于豎直向上小于豎直向下豎直向下導學實重與視重(1)實重：物體實際所受的重力，物體所受的重力不會因物體運動狀態(tài)的變化而變化(2)視重：當物體掛在彈簧測力計下或放在水平體重計上時，彈簧測力計或體重計的示數(shù)稱為“視重”大小等于彈簧測力計的拉力或體重計所受的壓力(3)超重與失重不是物體本身重力變了，而是“視重”變化了(4)超重或失重都屬于一種現(xiàn)象，是“力”的視覺體現(xiàn)舉例“神舟十

3、號”航天員王亞平太空授課，飛船內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)關鍵能力合作探究探究點超重和失重的理解與分析【導學探究】站在體重計上向下蹲，你會發(fā)現(xiàn)，在下蹲的過程中，體重計的示數(shù)先變小，后變大，再變小當人靜止后，體重計的示數(shù)保持某一值不變，這是為什么？(1)如圖所示，體重計的示數(shù)稱為視重，試用牛頓第二定律分析視重為什么會這樣變化？(2)視重小于人的重力叫失重，視重大于人的重力叫超重試分析人在體重計上站起過程中的超重和失重情況(3)站在電梯里的體重計上，感受電梯啟動、勻速運行和制動過程中的超重和失重現(xiàn)象并總結如果電梯自由下落，人會有什么感覺？【歸納總結】1.超重、失重現(xiàn)象的分析特征狀態(tài)加速度視重(F)與重

4、力關系運動情況受力圖平衡a0Fmg靜止或勻速直線運動超重向上Fm(ga)mg向上加速或向下減速失重向下Fm(ga)mg向下加速或向上減速完全失重agF0拋體、正常運行的衛(wèi)星2.對超重和失重的理解(1)超重與失重現(xiàn)象僅僅是一種表象，無論是超重還是失重，物體所受的重力都沒有變化(2)物體處于超重還是失重狀態(tài)，只取決于加速度的方向，與物體的運動方向無關(3)加速度的大小決定了超重或失重的程度視重相對重力的改變量為ma，a為物體豎直方向的加速度(4)完全失重是失重現(xiàn)象的極限完全失重時，與重力有關的一切現(xiàn)象都將消失(5)若物體不在豎直方向運動，而加速度在豎直方向有分量，即ay0，則當ay豎直向上時物體處

5、于超重狀態(tài)，當ay豎直向下時物體處于失重狀態(tài)【典例示范】題型1對超重、失重的理解例1 關于超重和失重，下列說法中正確的是()A超重就是物體受的重力增加了B失重就是物體受的重力減小了C完全失重就是物體一點重力都不受了D不論超重還是失重，物體所受重力是不變的答案：D解析：超重(失重)是指物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力大于(小于)物體的重力，而物體的重力并沒有變化，完全失重是壓力或拉力變?yōu)榱?，故A、B、C錯，D對題型2對超重、失重的判斷例2 如圖所示，甲圖是某人站在力傳感器上做下蹲起跳動作的示意圖，甲圖中的“”表示人的重心，乙圖是根據(jù)力傳感器畫出的壓力F隨時間t變化的圖線乙圖中a、d、f、g各點

6、數(shù)據(jù)分別與甲圖中人的a、d、f、g狀態(tài)相對應，其余點對應狀態(tài)沒有在甲圖中畫出乙圖中a、c、e、i點對應的縱坐標均為600 N.根據(jù)這兩個圖所給出的信息，下列說法中正確的是()A人的重力為600 N B乙圖中b時刻，人處于超重狀態(tài)C乙圖中d時刻，人處于失重狀態(tài) D乙圖中i點時刻，人的重心的速度為零答案：A解析：由圖及題意可知a時刻時，人受到的重力與支持力相等，為600 N，A正確；由圖可知b時刻時人對傳感器的壓力小于重力，處于失重狀態(tài)，故B錯誤；由圖可知d時刻時人對傳感器的壓力大于重力，處于超重狀態(tài)，故C錯誤；根據(jù)圖像可知，i時刻時人的重心處于下落過程中，此時重力與支持力相等，由于重心在下落過程

7、中先做加速度減小的加速運動，再做減速運動，重力等于支持力時速度最大，故此時人的重心的速度最大，故D錯誤【思維方法】判斷超重、失重的方法一看“力”：物體受豎直向上的拉力(或支持力)大于重力時，處于超重狀態(tài)；小于重力時，處于失重狀態(tài)二看“加速度”：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)；向下的加速度為重力加速度時，處于完全失重狀態(tài)題型3利用超重、失重來判斷物體的運動狀態(tài)例3 重力為600 N的人站在電梯內(nèi)的壓力傳感器上，壓力傳感器的示數(shù)為575 N，可能的原因是()A電梯勻速上升 B電梯勻加速上升C電梯勻速下降 D電梯勻加速下降答案：D解析：壓力傳感器的示數(shù)小于人重

8、力的大小，則壓力傳感器對人的支持力大小小于人的重力大小，人處于失重狀態(tài)，加速度方向向下，故電梯可能加速下降或減速上升，D正確題型4有關超重與失重的計算例4 一質(zhì)量m 40 kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計上電梯從t0時刻由靜止開始上升，經(jīng)計算，在06 s內(nèi)該小孩所受支持力F的變化如圖所示試求在這段時間內(nèi)電梯上升的高度(重力加速度g取10 m/s2)【思維方法】應用牛頓第二定律解決超重和失重的方法素養(yǎng)訓練1如圖所示，在一個盛水的容器底部有一小孔靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水，假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽略空氣阻力，以下所有選項中均只考慮容器離開手之后在空中運動的過程，則（）A容器自

9、由下落時，小孔向下漏水B將容器斜向上拋出，容器在空中運動時小孔不漏水C將容器水平拋出，容器在空中運動時小孔向下漏水D將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水；容器向下運動時，小孔不漏水答案：B解析：無論將容器向哪個方向拋出，拋出之后的容器都只受重力的作用，加速度為重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，水和容器的運動狀態(tài)相同，它們之間沒有相互作用，水不會流出，B正確素養(yǎng)訓練2（多選）如圖所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小球，電梯中有質(zhì)量為50 kg的乘客在電梯運行時乘客發(fā)現(xiàn)輕質(zhì)彈簧的伸長量始終是電梯靜止時伸長量的五分之六已知重力加速度g10 m/s2，由此可判斷（）A乘

10、客處于失重狀態(tài)B電梯可能減速下降，加速度大小為2 m/s2C電梯可能加速上升，加速度大小為2 m/s2D乘客對電梯地板的壓力為625 N答案：BC隨堂演練自主檢測1.下列說法中正確的是（）A超重時物體所受的重力不變B生活小區(qū)電梯啟動瞬時，電梯中的人就處于超重狀態(tài)C超重就是物體所受的重力增加D飛機減速下降過程中，飛機中的乘客處于失重狀態(tài)答案：A解析：A對，C錯：處于超重與失重狀態(tài)的物體所受的重力不變，是因為豎直方向具有加速度導致視重發(fā)生改變B錯：電梯向上啟動的瞬間加速度方向向上，人所受的支持力變大，則壓力變大即視重變大，處于超重狀態(tài)；反之電梯向下啟動的瞬間處于失重狀態(tài)D錯：飛機減速下降時加速度方

11、向向上，則飛機里的乘客處于超重狀態(tài)2.在某屆學校秋季運動會上，張明同學以背越式成功地跳過了1.70米的高度，如圖若忽略空氣阻力，g取10 m/s2.則下列說法正確的是（）A張明下降過程中處于失重狀態(tài)B張明起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)C張明起跳時地面對他的支持力等于他的重力D張明起跳以后在下降過程中重力消失了答案：A解析：在張明下降過程中，只受重力的作用，有向下的重力加速度，是處于完全失重狀態(tài)，A正確；張明起跳以后在上升過程，也是只受重力的作用，有向下的重力加速度，是處于完全失重狀態(tài)，B錯誤；在張明起跳過程中，地面要給人一個向上的支持力，支持力的大小大于人的重力的大小，人才能夠有向上的加速度

12、起跳，向上運動，C錯誤；起跳以后在下降過程中，重力不變，D錯誤3.如圖所示，在升降電梯的地板上放一體重計，電梯靜止時，某同學站在體重計上，體重計示數(shù)為50.0 kg.若電梯運行中的某一段時間內(nèi)，該同學發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)變?yōu)?0.0 kg，則在這段時間內(nèi)（重力加速度為g）（）A該同學所受的重力變小了B電梯一定在豎直向下運動C該同學對體重計的壓力小于體重計對她的支持力D電梯的加速度大小為0.2g，方向一定豎直向下答案：D解析：Nmg，該同學處于失重狀態(tài)，但不能判定她的運動方向，在發(fā)生超重、失重時，重力不變，作用力與反作用力大小始終相等故選項D正確4.某研究性學習小組為探究電梯啟動和制動時的超、失重現(xiàn)象，利用電梯和體重計進行觀測某同學站在體重計上乘電梯從1層到10層，之后又從10層返回到1層，并用照相機進行記錄，請認真觀察分析下列圖片，得出的判斷正確的是（）A根據(jù)圖2和圖3，可估測電梯向上啟動時的加速度B根據(jù)圖1和圖2，可估測電梯向上制動時的速度C根據(jù)圖1和圖5，可估測電梯向下制動時的加速度D根據(jù)圖4和圖5，可估測電梯向下啟動時的加速度答案：C解析：題圖1顯示同學實際的體重，題圖2顯示向上加速超重時的示數(shù)，題圖3顯示向上減速失重時的示數(shù)，題圖4顯示向下加速失重時的示數(shù)，題圖5顯示向下減速超重時的示